GPUCPU混合并行計(jì)算及在空間天氣數(shù)值模擬中的應(yīng)用的開題報(bào)告

GPUCPU混合并行計(jì)算及在空間天氣數(shù)值模擬中的應(yīng)用的開題報(bào)告【摘要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力不斷提升，大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜數(shù)值計(jì)算成為可能。在空間天氣數(shù)值模擬中，大規(guī)模的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的計(jì)算需求需要采用并行計(jì)算的方法來加速計(jì)算。本文主要介紹了GPU和CPU混合并行計(jì)算的方法，并提出了在空間天氣數(shù)值模擬中利用混合計(jì)算實(shí)現(xiàn)高效計(jì)算的思路。同時(shí)，本文也會(huì)探討通過GPU和CPU混合計(jì)算實(shí)現(xiàn)空間天氣數(shù)值模擬的可行性和技術(shù)難點(diǎn)，并提出了相應(yīng)的解決方案?！娟P(guān)鍵詞】GPU、CPU、混合并行計(jì)算、空間天氣數(shù)值模擬【背景介紹】空間天氣數(shù)值模擬是預(yù)測(cè)和研究太陽風(fēng)和地球磁層之間相互作用的重要手段。隨著測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)于空間天氣數(shù)值模擬的要求也越來越高。因此，空間天氣數(shù)值模擬中需要處理的數(shù)據(jù)量也越來越大，復(fù)雜度也越來越高。為了滿足這些需求，高效的計(jì)算方法必不可少。當(dāng)前，GPU和CPU混合并行計(jì)算已經(jīng)成為一個(gè)廣泛應(yīng)用的計(jì)算方法。GPU具有高并行處理能力，能夠極大地提高計(jì)算效率。然而，單獨(dú)使用GPU也存在一定的局限性，例如內(nèi)存限制等。因此，在大規(guī)模數(shù)據(jù)并行計(jì)算中，GPU和CPU混合并行計(jì)算可以利用CPU和GPU的優(yōu)勢(shì)，提高計(jì)算效率和優(yōu)化計(jì)算資源的利用。【研究目的和意義】本文主要研究GPU和CPU混合并行計(jì)算在空間天氣數(shù)值模擬中的應(yīng)用。針對(duì)現(xiàn)有的空間天氣數(shù)值模擬中需要處理的大規(guī)模數(shù)據(jù)和復(fù)雜數(shù)值計(jì)算問題，本文將介紹GPU和CPU混合并行計(jì)算中的主要方法和技術(shù)，并提出了相應(yīng)的解決方案。具體目的如下：1.探討GPU和CPU混合并行計(jì)算的基本方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。2.探討GPU和CPU混合并行計(jì)算在空間天氣數(shù)值模擬中的應(yīng)用可行性。3.提出在空間天氣數(shù)值模擬中采用GPU和CPU混合計(jì)算實(shí)現(xiàn)高效計(jì)算的思路。4.分析GPU和CPU混合計(jì)算在空間天氣數(shù)值模擬中可能遇到的技術(shù)難點(diǎn)，并提出相應(yīng)的解決方案?！狙芯糠椒ā勘疚牟捎梦墨I(xiàn)調(diào)研和實(shí)例分析的方法研究GPU和CPU混合并行計(jì)算在空間天氣數(shù)值模擬中的應(yīng)用。主要方法如下：1.對(duì)GPU和CPU混合計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研。2.分析空間天氣數(shù)值模擬中的數(shù)據(jù)特點(diǎn)和計(jì)算需求，并探討GPU和CPU混合計(jì)算在此類問題中的應(yīng)用可行性。3.模擬并分析空間天氣數(shù)值模擬中的具體例子，并探討GPU和CPU混合計(jì)算實(shí)現(xiàn)高效計(jì)算的思路。4.分析GPU和CPU混合計(jì)算中可能遇到的技術(shù)難點(diǎn)，并提出相應(yīng)的解決方案?！绢A(yù)期結(jié)果】本文通過文獻(xiàn)調(diào)研和實(shí)例分析，預(yù)期取得以下結(jié)果：1.對(duì)GPU和CPU混合并行計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹和分析。2.探討GPU和CPU混合計(jì)算在空間天氣數(shù)值模擬中的應(yīng)用可行性，并提出相應(yīng)的解決方案。3.提出通過GPU和CPU混合計(jì)算實(shí)現(xiàn)空間天氣數(shù)值模擬的高效計(jì)算思路。4.分析GPU和CPU混合計(jì)算在空間天氣數(shù)值模擬中可能遇到的技術(shù)難點(diǎn)，并提出相應(yīng)的解決方案?！菊撐慕Y(jié)構(gòu)】本文主要由以下幾個(gè)部分組成：第一章：緒論介紹論文的背景、研究目的和意義以及研究方法。第二章：GPU和CPU混合計(jì)算方法介紹GPU和CPU混合計(jì)算的基本方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。第三章：空間天氣數(shù)值模擬介紹空間天氣數(shù)值模擬中的數(shù)據(jù)和計(jì)算需求，并分析其中的研究難點(diǎn)。第四章：GPU和CPU混合計(jì)算在空間天氣數(shù)值模擬中的應(yīng)用探討GPU和CPU混合計(jì)算在空間天氣數(shù)值模擬中的可行性，提出相應(yīng)的解決方案。第五章：實(shí)驗(yàn)分析通過具體例子分析GPU和CPU混合計(jì)算在空間天氣數(shù)值模擬中的應(yīng)用效果。第六章：