本書著眼于空間信息處理領域的行業應用/算法，采用現階段主流的多種高性能計算平臺和對應的編程模型，對實際的空間信息處理算法的不同并仔計算模式進行研究，形成基于集群的MPI并行計算方法、基于多核IMIC的句也阻并行計算方法、基于GPU平臺的CUDAI句enCL并行計算方法、基于CPU+GPU協同的異構并行計算方法，以及基于Spark平臺的大數據并行計算方法.這些計算方法都有各自適用的范圍及優勢，作者通過實例為讀者提供選擇性較多的變間信息并行處理參考方法，從而為大規模的雪間數據處理與分析提供技術支持。
目錄
第1章 緒論 1
第2章 高性能計算與高性能地學計算 5
2.1 高性能計算演化進程 5
2.1.1 向量機、向量并行機時代 5
2.1.2 大規模并行計算時代 6
2.1.3 異構并行計算時代 7
2.1.4 云計算與大數據時代 8
2.2 常見的高性能計算硬件平臺 9
2.2.1 Linux集群平臺 9
2.2.2 GPU平臺 10
2.2.3 集成眾核MIC平臺 11
2.3 常見并行模型與方法技術 14
2.3.1 MPI并行模型 14
2.3.2 OpenMP并行模型 15
2.3.3 CUDA并行模型 16
2.3.4 OpenCL并行模型 17
2.3.5 云計算編程技術 20
2.4 衡量高性能計算并行算法的指標 22
2.4.1 計時工具 22
2.4.2 加速比 22
2.4.3 執行效率 23
2.4.4 可擴展性 23
2.4.5 阿姆達爾定律 23
2.5 高性能地學計算 24
2.5.1 高性能地學計算研究現狀 24
2.5.2 高性能地學計算未來展望 26
2.6 本章小結 26
第3章 基于集群平臺的MPI并行數據處理技術 28
3.1 概述 28
3.1.1 并行計算基礎 28
3.1.2 MPI及島filICH 29
3.1.3 相關研究現狀 31
3.2 基于集群的MPI并行計算方法 31
3.2.1 集群平臺類型的選擇 31
3.2.2 編程開發模型和工具的選擇 32
3.2.3 需要開發的并行程序的定位 32
3.3 基于Linux集群平臺的MODTRAN并行算法 33
3.3.1 應用背景概述 33
3.3.2 MODTRAN數據處理并行化研究現狀 36
3.3.3 PMODTRAN并行算法設計 37
3.3.4 PMüDτ'RAN并行算法實現 38
3.3.5 PMODτ'RAN并打算法性能測試 41
3.4 基于Linux集群平舍的等高線生成并行算法 44
3.4.1 柵格DEM生成等高線算法原理 45
3.4.2 優化后的等高線追蹤串行算法實現 47
3.4.3 串行算法熱點分析 51
3.4.4 柵格DEM生成等高線并行算法設計 53
3.4.5 柵格DEM生成等高線并行算捷實現 55
3.4.6 柵格DEM生成等高錢并行算法實驗與測試 58
3.4.7 柵格DEM生成等高線并行算法的進一步優化 61
3.5 基于Windows集群的MPI并行處理方法 66
3.5.1 Windows集群搭建與配直 67
3.5.2 基于Windows集群的并行算法設計與實現 67
3.6 本章小結 69
第4章 基于Intel多核/眾核平臺的OpenMP井行數據處理技術 71
4.1 概述 71
4.1.1 多核與MIC設備 71
4.1.2 OpenMP編程模型 72
4.1.3 基于Intel多核/眾核計算平臺的研究現狀 74
4.2 基于Intel多核/眾核平臺的OpenMP并行數據處理方法 75
4.3 基于Intel多核平臺的坡度坡向并行算法 77
4.3.1 坡度坡向算法原理及串行實現 77
4.3.2 利用句enMP實現坡度、坡向并行算法 80
4.3.3 在多核平臺上并行坡度、坡向算法性能測試 80
4.4 基于Intel多核/眾核平臺的NLM圖像處理并行算法 81
4.4.1 NLM圖像處理并行算法原理 81
4.4.2 NLM算法并行化研究現狀 83
4.4.3 基于多核平臺的NLM并行算法并行化設計 84
4.4.4 基于Intel多核/眾核平臺的NLM并行算法實現 85
4.4.5 基于Intel眾核平臺MIC的NLM并行算法實現 87
4.4.6 NLM并行算法在Intel多核/眾核平臺上的性能測試 88
4.5 本章小結 93
第5章 基于GPU平臺的CUDA/OpenCL并行數據處理技術 94
5.1 概述 94
5.1.1 GPU與通用GPU計算 94
5.1.2 CUDA與OpenCL編程模型 95
5.1.3 通用GPU計算在地學領域的應用現狀 96
5.2 基于GPU的空間信息并行處理方法 97
5.3 利用CUDA實現壓縮感知重構并行算法 98
5.3.1 壓縮感知重構算法原理及實現 98
5.3.2 壓縮感知重構算捷并行化研究現狀 99
5.3.3 壓縮感知重構算法熱點分析及其并行化設計 100
5.3.4 基于CUDA的壓縮感知重構并行算法實現 102
5.3.5 基于CUDA的壓縮感知重構并行算法性能測試 104
5.4 基于OpenCL的壓縮感知重構并行算法 105
5.4.1 基于句OpenCL的壓縮感知重構并行算法實現 105
5.4.2 基于OpenCL的壓縮感知重構并行算法實驗 110
5.5 本章小結 112
第6章 基于CPU+GPUIMIC異構平臺的協同并行數據處理技術 113
6.1 概述 113
6.2 基于CPU+MIC/GPU異構平臺的協同井行處理方法 114
6.3 基于CPU+MIC異構計算平臺下的NLM協同并行算法 117
6.3.1 CPU+MIC協同的NLM并行算法 117
6.3.2基于動態任務分配的C臼PU+陽C協同NLM并行算法 199
6.4 基于CPU+PUIMIC異構計算平臺下的泛Kriging協同并行算法 124
6.4.1 Kriging算法并行化研究現狀 124
6.4.2 Kriging算法原理及其實現 125
6.4.3 基于句enCL的泛Kriging并行算法設計 127
6.4.4 基于句enCL的泛Kriging并行算法實現 130
6.4.5 基于CPU+GPU!MIC異構平臺的泛Kriging并行算法性能測試 138
6.5 不同異構計算平臺算法性能對比實驗 141
6.6 本章小結 143
第7章 基于大數據Sp缸k平臺的并行數據處理技術 144
7.1 概述 144
7.2 云計算與大數據及其關鍵技術 145
7.2.1 云計算與大數據 145
7.2.2 Hadoop 146
7.2.3 Sperk 148
7.2.4 Docker容器虛擬化技術 151
7.2.5 大數據集群資源管理框架 153
7.3 基于云計算/大數據平臺的并行數據處理方法 155
7.4 DBSCAN算法及其在Spark平臺上并行設計與實現 156
7.4.1 nBSCAN算法 156
7.4.2 nBSCAN算法并行化現狀 158
7.4.3 nBSCAN并行算法在Spark平臺上的設計與實現 160
7.4.4 nBSCAN并行算法在Spark平臺上的優化 165
7.4.5 nBSCAN并行算法在不同資源管理器模式下的并行實現 168
7.5 DBSCAN并行算法性能測試與分析 170
7.5.1 實驗平臺及配置 170
7.5.2 實驗數據 171
7.5.3 實驗內容 171
7.5.4 測試結果及分析 172
7.6 基于Spark平臺的DBSCAN并行算法在城市擁培區域發現應用 177
7.6.1 nBSCAN并行算法在城市擁培區域發現的應用流程 177
7.6.2 實驗數據與平臺 178
7.6.3 實驗測試與分析 178
7.7 本章小結 182
參考文獻 183
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