局域網(wǎng)MPI環(huán)境下的電場并行計(jì)算研究的開題報(bào)告

局域網(wǎng)MPI環(huán)境下的電場并行計(jì)算研究的開題報(bào)告一、研究背景電場問題在工程計(jì)算、天氣預(yù)報(bào)、地震模擬等領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。但是，大規(guī)模電場計(jì)算往往需要消耗大量的時(shí)間和計(jì)算資源。為了實(shí)現(xiàn)高效的電場計(jì)算，MPI并行計(jì)算技術(shù)一般應(yīng)用于強(qiáng)大的集群計(jì)算機(jī)上，可以減少計(jì)算時(shí)間，并且可以大大提高計(jì)算效率。然而，在MPI并行計(jì)算中，計(jì)算機(jī)之間的通信會成為計(jì)算的瓶頸，因此需要研究如何優(yōu)化MPI并行計(jì)算的通信方式，以提高計(jì)算的效率。局域網(wǎng)MPI環(huán)境下的電場并行計(jì)算研究就是探究如何在數(shù)據(jù)傳輸量和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間之間進(jìn)行平衡，使得MPI并行計(jì)算的通信效率能夠最大化。二、研究內(nèi)容1.MPI并行計(jì)算的基礎(chǔ)知識MPI并行計(jì)算是利用計(jì)算機(jī)集群組織分布式計(jì)算的一種方法。在這種方法中，計(jì)算任務(wù)被分配給多個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)，這些計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)同時(shí)運(yùn)行計(jì)算任務(wù)并在節(jié)點(diǎn)之間交換消息。因此，MPI并行計(jì)算的通信方式是這一研究工作的核心。2.局域網(wǎng)MPI環(huán)境下的電場并行計(jì)算對于電場計(jì)算，我們將采用有限差分法進(jìn)行模擬。我們將在局域網(wǎng)MPI環(huán)境下實(shí)現(xiàn)該模擬，并探索如何在MPI并行計(jì)算中優(yōu)化通信，以提高電場計(jì)算的效率。3.計(jì)算結(jié)果的分析和展示我們將統(tǒng)計(jì)和分析MPI并行計(jì)算的執(zhí)行時(shí)間、計(jì)算效率以及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，并展示計(jì)算結(jié)果和分析結(jié)果。三、研究意義1.提高電場計(jì)算的效率通過優(yōu)化MPI并行計(jì)算的通信方式和數(shù)據(jù)傳輸方式，可以增強(qiáng)電場計(jì)算的效率，縮短計(jì)算時(shí)間，并減少計(jì)算資源的消耗。2.推動MPI并行計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展MPI并行計(jì)算技術(shù)是一種重要的分布式計(jì)算方法，通過本研究，可以進(jìn)一步推動MPI并行計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。四、研究方法1.MPI并行編程工具使用MPI并行編程工具，例如MPI庫，實(shí)現(xiàn)MPI并行計(jì)算模擬電場場。2.軟件模擬在局域網(wǎng)MPI環(huán)境中進(jìn)行軟件模擬，通過分析結(jié)果來優(yōu)化MPI并行計(jì)算。3.數(shù)據(jù)分析和展示工具使用數(shù)據(jù)分析和展示工具，例如Python、MATLAB等，對MPI并行計(jì)算的執(zhí)行時(shí)間、計(jì)算效率、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間等進(jìn)行分析和展示。五、預(yù)期結(jié)果通過局域網(wǎng)MPI環(huán)境下的電場并行計(jì)算研究，我們預(yù)期獲得以下結(jié)果：1.通過優(yōu)化MPI并行計(jì)算的通信方式和數(shù)據(jù)傳輸方式，提高電場計(jì)算效率。2.了解MPI并行計(jì)算在局域網(wǎng)環(huán)境下的特點(diǎn)和優(yōu)勢。3.探索MPI并行計(jì)算的優(yōu)化方法，推動MPI并行計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。六、參考文獻(xiàn)[1]李德勇.高性能并行計(jì)算:MPI并行編程基礎(chǔ)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.[2]馮元勇,孫莎莎.基于MPI的并行計(jì)算方法與實(shí)踐[M].北京:機(jī)械工業(yè)出