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如何使用OpenMP實現(xiàn)電磁場FDTD多核并行程序的設(shè)計

2020-11-04 | pdf | 0.25 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

  隨著多核技術(shù)的不斷發(fā)展,并行方法已經(jīng)成為一種處理較大規(guī)模問題的手段,同時在許多領(lǐng)域取得了成功地應(yīng)用。目前,并行算法的實現(xiàn)主要基于兩種標(biāo)準(zhǔn): MPI(Message Passing Interface)是一種基于消息傳遞并行編程模型的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),主要用于分布存儲體系結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實,是已被證實了的理想的程序設(shè)計模型;OpenMP標(biāo)準(zhǔn),主要用于共享存儲體系結(jié)構(gòu)的并行編程,可實現(xiàn)在SMP 集群系統(tǒng)內(nèi)多處理器的多線程并行計算。 OpenMP是一個應(yīng)用程序接口,通過規(guī)范一系列的編程制導(dǎo)、運行庫函數(shù)和環(huán)境變量來說明共享存儲體系結(jié)構(gòu)的并行機制,通常由于其較低的開銷和相對較簡單的編程而受到人們廣泛的關(guān)注。時域有限差分(FDTD)方法是模擬計算電磁場的一種基本算法。自1966年Yee首次提出以來,經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展,這一方法得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。但是時域有限差分算法通常由于其串行方式使問題本身復(fù)雜化且運算較費時間而采用并行方式計算。因此,在PC機上研究并行FDTD算法問題,具有重要的理論與現(xiàn)實意義,可為大規(guī)模工程問題的并行化處理提供一定的方法借鑒與理論依據(jù)。本文以一維平面波在自由空間中的傳播為例,討論了采用OpenMP 技術(shù)對電磁場FDTD算法程序?qū)崿F(xiàn)并行化的方法,并將該并行方法在三維瞬態(tài)場電偶極子輻射FDTD程序中進行了驗證,也相當(dāng)于對該并行方法進行了一定的推廣,并通過實驗證明了該并行計算的有效性。

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