基于数据划分的迭代算法的并行与优化.pdf

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1、令神蠓在桌大彥位论义论文题目基于教据划分的迭代算法的并行与优化作者姓名讨算机软件与理抡学科专业孙卢中到教梭导师姓名〇一五年五月完成时间硕士学位论文基于数据划分的迭代算法的并行与优化作者姓名宇斌彬学科专业计算机软件与理论导师姓名孙广中副教授完成时间oilyyfScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeAiei'ativeAlgorithm'sParallelismandOtimizationBasedonDataPartitioningAuthor:BinbinYuSpeciality:ComputerS

2、cience?,、’中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研宄成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：■城、一龄日‘义■中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可

3、以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。：■开□保密年摘要摘要迭代算法作为一种经典的算法，在现实生活中，如科学计算、数据挖掘中有着广泛的应用。随着大数据时代的到来，可以获得的数据量级不断增加，时间性能的要求也愈加苛刻。如何在保证精度的前提下，设计合适的迭代算法满足时间性能需求一直是很多学者关心的问题，本文主要完成了两个基于数据划分的迭代算法的优化与并行。一，的优化与并行。在海洋勘测、军事研究中，三维声场重构一直很一个很热的研究问题。声音的传播满足波动方程，其是一个高阶的偏微分方程

4、。准确的给出解析解几乎是不可能的，模型作为重要的数值解法有着重要的应用。但是，随着对计算结果的精密程度要求越来越高，导致计算时间成为一个很大的性能瓶颈。本文在原有串行程序的基础上，设计了相应的并行版本。通过计算传播损失，并行的程序实验结果表明，算法在保证精度的前提下，使得算法的计算时间基本可以随着处理器个数的增加达到一个线性加速。二，算法的并行与优化。算法作为聚类算法中重要的成员之一，因其简单优雅的设计机制，有着广泛的应用。本文在算法的基础上，考虑密度的因素对初始点选择的影响结合机制，设计了一种新的初始点选择算法。我们将新的初始点选择机制运行在数据集上，实验结果表明，新的初

5、始点选择机制在大多数的数据集上都至少可以达到的计算性能，也就是算法的改进是有效的。最后，给出了改进机制的并行版本，并行版本的实验结果表明，在数据量很大，处理器之间数据传输的时间影响较小的情形下，实验可以达到很好的加速比。关键词：迭代算法，并行ABSTRACTABSTRACTIterativealgorithmisaclassicalalgorithm,hasbeenwidelyusedinreallife，，，，，，，，，，，目录目录录表格索弓丨插图索引算法索引第一章绪论概述迭代算法本文研宄内容本文组织结构第二章迭代算法的研究现状并行计算与并行算法迭代算法的并行计算框架研宄

6、方法数据模型用户自定义的计算数据一致性终止条件评价数据流图本章小结第三章三维声场重构算法的并行与优化波动方程算法的研宄背景研究现状模型简述模型（数学原理模型分类目录并行实验结果实验环境实验结果本章小结第四章算法的并行与优化聚类算法问题介绍基本问题值确定初始聚类中心点研究现状提出的算法基于密度和算法改进初始点选择优化算法）基于和算法的改进迭代部分的并行分析实验结果算法实验结果和实验结果并行算法实验结果本章小结第五章总结与展望本文小结未来展望参考文献在读期间发表的学术论文与取得的研宄成果表格索引表格索引平坦地形运行时间与处理器的关系楔形地形运行时间与处理器旳关系海底山地形运行时

7、间与处理器的关系数据集上实验结果数据集上实验结果各个数据集的基本信息数据集上实验结果数据集上实验结果数据集上实验结果数据集上实验结果数据集上实验结果数据集上实验结果数据集上实验结果数据集上实验结果各个数据集各个算法迭代时间比较各个数据集各个算法运行时间比较果各个数据集各个算法比较插图索引插图索引数据一致性描述不同声场模型之间的关系丨算法串行程序流程图扇区视图数据划分方式并行计算模型不同海底地形不同海底地形传播损失及声场重构结果不同海底地形加速比和之间的关系算法运行流程初始点选择的两种情形示意图不同数据加速比加速比算