并行計(jì)算技術(shù)及其在勘探地球物理學(xué)中的現(xiàn)狀與展望

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1、第２５卷第２期２０１０年４月（頁碼：６４２～６４９）地球物理學(xué)進(jìn)展ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳ*ｏｌ．２５，Ｎｏ．２Ａｐｒｉｌ２０１０黃易，師學(xué)明，范建柯，等．并行計(jì)算技術(shù)及其在勘探地球物理學(xué)中的現(xiàn)狀與展望．地球物理學(xué)進(jìn)展，２０１０，２５（２）：６４２～６４９，ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４２９０３．２０１０．０２．０３８ＨｕａｎｇＹ，ＳｈｉＸＭ，ＦａｎＪＫ，ｅｔａｌ．Ｒｅｖｉｅｗｏｎｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｇｅｏ

2、ｐｈｙｓｉｃｓ．犘狉狅犵狉犲狊狊犻狀犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２０１０，２５（２）：６４２～６４９，ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４２９０３．２０１０．０２．０３８．并行計(jì)算技術(shù)及其在勘探地球物理學(xué)中的現(xiàn)狀與展望黃易１，師學(xué)明１，范建柯１，胡文寶２（１．中國地質(zhì)大學(xué)地球物理與空間信息學(xué)院，武漢４３００７４；２．長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，荊州４３４０２３）摘要本文詳細(xì)闡述了并行計(jì)算技術(shù)及其在地球物理勘探數(shù)據(jù)處理中的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，分析了幾個(gè)代表性的并行算法實(shí)例．這些結(jié)果表明，在

3、擁有強(qiáng)大的并行機(jī)的基礎(chǔ)上，基于并行計(jì)算開發(fā)環(huán)境（ＭＰＩ和ＰＶＭ等）設(shè)計(jì)高效的并行算法，通過分配合理的并行粒度、通信開銷、負(fù)載平衡等執(zhí)行高效的并行計(jì)算，可以有效加快處理速度、降低成本．目前，并行算法在地震數(shù)據(jù)處理中應(yīng)用已較為成熟，近年來向更實(shí)用的基于ＰＣ機(jī)群的并行技術(shù)發(fā)展．然而，在非地震方法中，并行算法應(yīng)用較少見文獻(xiàn)報(bào)道，研究尚處于初級(jí)研究階段．在大地電磁的二維和三維正、反演問題上，并行計(jì)算技術(shù)逐漸得到越來越多關(guān)注和重視．隨著資源和能源需求的增長(zhǎng)，地球物理勘探向深度和廣度快速發(fā)展，大幅增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量使得高性能并行計(jì)算機(jī)和

4、高效的并行算法在勘探地球物理學(xué)中的發(fā)展和應(yīng)用將占據(jù)愈來愈重要的地位．關(guān)鍵詞并行計(jì)算，機(jī)群，ＭＰＩ，ＰＶＭ，地球物理勘探，數(shù)據(jù)處理ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４２９０３．２０１０．０２．０３８中圖分類號(hào)Ｐ６３１文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼Ａ犚犲狏犻犲狑狅狀狆犪狉犪犾犾犲犾犮狅犿狆狌狋犻狀犵犪狀犱犻狋狊犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犻狀犲狓狆犾狅狉犪狋犻狅狀犵犲狅狆犺狔狊犻犮狊ＨＵＡＮＧＹｉ１，ＳＨＩＸｕｅｍｉｎｇ１，ＦＡＮＪｉａｎＫｅ１，ＨＵＷｅｎＢａｏ２（１犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊犪狀犱犌犲狅犿犪狋

5、犻犮狊，犆犺犻狀犪犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犌犲狅狊犮犻犲狀犮犲，犠狌犺犪狀４３００７４，犆犺犻狀犪）（２犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊犪狀犱犘犲狋狉狅犾犚犲狊狅狌狉犮犲狊，犢犪狀犵狋狕犲犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犑犻狀犵狕犺狅狌４３４１２３，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋Ｗｅｐｒｅｓｅｎｔｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｉｔｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｉｎｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｓｏｍｅｒｅｐｒｅｓｅ

6、ｎｔａｔｉｖｅｐａｒａｌｌｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｅｘａｍｐｌｅｓｉｎｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ．Ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｐｅｅｄｕｐｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｓｔｂａｓｅｄｏｎｐｏｗｅｒｆｕｌｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｄｅｓｉｇｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐａｒａｌｌｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＭＰＩ，ＰＶＷ，ｅｔｃ）ｂｙａｌｌｏｔｔｉｎｇｒａｔｉｏｎａｌｐａｒａｌｌｅｌｇｒ

7、ａｎｕｌａｒｉｔｙ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｏｓｔ，ａｎｄｌｏａｄｂａｌａｎｃｅ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｌｌｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｑｕｉｔｅｍａｔｕｒｅｉｎｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｉｓｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇａｈｅａｄｔｏｗａｒｄｔｈｅｍｏｒｅｐｒａｃｔｉｃａｌｐａｒａｌｌｅｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂａｓｅｄｔｈｅＰＣｃｌｕｓｔｅｒｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｂｕｔｉｎｔｈｅｎｏｎｓｅｉｓｍｉｃａｓｐｅｃｔｓｔｈｅｒｅａｒｅｆｅｗｒｅｐｏｒｔｓｏｎｔｈｅｐａｒ

8、ａｌｌｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｓｔｉｌｌａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｓｔａｇｅ．Ｆｏｒｔｈｅ２Ｄａｎｄ３ＤＭＴｉｎｖｅｒｓｉｏｎ，ｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｇｅｔｔｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎａｎｄｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｍａｎｄｇｒｏｗｔｈｏｆｒｅｓｏｕｒｃｅ