WKBZ简正波模型混合并行计算方法研究

计算机工程与科学

WKBZ简正波模型混合并行计算方法研究

范培勤1,3，刘晓妍2，过武宏1,3，崔宝龙1,3

（1.海军潜艇学院，山东青岛 266199；2.92020部队，山东青岛 266000；

3.青岛海洋科学与技术试点国家实验室，山东青岛 266000 ）

收稿日期:2019-06-14 修回日期:2019-09-23 出版日期:2020-03-25 发布日期:2020-03-25
基金资助:
国防科技创新特区项目（18-H863-05-ZT-001-012-06）；水中军用目标特性国防科技重点实验室基金（614240704040317）

A hybrid parallel computing method of WKBZ normal model

FAN Pei-qin1,3,LIU Xiao-yan2,GUO Wu-hong1,3,CUI Bao-long1,3

(1.Navy Submarine Academy,Qingdao 266199;2.92020 Troop,Qingdao 266000;

3.Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology(Qingdao),Qingdao 266000,China)

Received:2019-06-14 Revised:2019-09-23 Online:2020-03-25 Published:2020-03-25

摘要/Abstract

摘要：

针对水声传播模型的计算量大，难以满足实时化、精细化水下声传播信息保障需求的难题，基于MPI+OpenMP混合并行编程方法，开展了WKBZ简正波模型混合并行计算方法研究，实现了水下声场2级混合并行计算。该方法通过节点间消息传递、节点内内存共享的方式，有效克服了MPI并行编程模型通信开销大和OpenMP并行编程环境可扩展性差的缺点，较好地解决了水下声传播快速计算的问题。测试结果表明，该方法能够较好地利用SMP集群节点间和节点内多级并行机制，充分发挥消息传递编程模型和共享内存编程模型各自的优势，大幅降低MPI进程间通信带来的时间开销，有效提升程序的可扩展性和并行效率。

关键词: 简正波模型, SMP集群, 混合编程, 性能分析

Abstract:

In order to solve the problem that the calculation of the underwater acoustic propagation model is large and it is difficult to meet the real-time and delicacy demands of underwater acoustic environment information assurance, based on the MPI+OpenMP hybrid parallel programming method, a hybrid parallel computing method of WKBZ normal model is proposed to realize the two-stage hybrid parallel computing of underwater acoustics. This method can effectively overcome the shortcomings of high communication cost of MPI and poor scalability of OpenMP by message transmission between nodes and shared memories in nodes, and it solves the fast calculation problem of underwater acoustic propagation. The test results show that this method can make good use of the multi-level parallel mechanism between the nodes in the SMP clusters and within the nodes, give full play to the advantages of the message passing programming model and the shared memory programming model, greatly reduce the MPI process communication time ,and effectively improve the scalability and efficiency of the parallel program.

Key words: normal model, SMP cluster, hybrid programming, performance analysis

范培勤1,3，刘晓妍2，过武宏1,3，崔宝龙1,3. WKBZ简正波模型混合并行计算方法研究[J]. 计算机工程与科学.

FAN Pei-qin1,3,LIU Xiao-yan2,GUO Wu-hong1,3,CUI Bao-long1,3 .

A hybrid parallel computing method of WKBZ normal model

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