| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第15-19页 |
| 1.1 研究背景 | 第15-16页 |
| 1.2 研究现状 | 第16-17页 |
| 1.2.1 直流电法研究现状 | 第16-17页 |
| 1.2.2 大地电磁研究现状 | 第17页 |
| 1.3 本文研究思路 | 第17-18页 |
| 1.4 论文结构安排 | 第18-19页 |
| 第二章 GPU简介 | 第19-29页 |
| 2.1 GPU发展历史 | 第19页 |
| 2.2 GPU软硬件概述 | 第19-24页 |
| 2.2.1 NVIDIA GPU硬件简介 | 第19-22页 |
| 2.2.2 GPU编程模式简述 | 第22页 |
| 2.2.3 GPU编程语言简述 | 第22-24页 |
| 2.2.4 GPU程序优化 | 第24页 |
| 2.3 GPU集群简介 | 第24-26页 |
| 2.3.1 节点内GPU集群 | 第24-25页 |
| 2.3.2 跨节点GPU集群 | 第25-26页 |
| 2.3.3 CUDA-Aware MPI简介 | 第26页 |
| 2.4 GPU环境搭建及测试 | 第26-27页 |
| 2.5 实验环境说明 | 第27页 |
| 2.6 小结 | 第27-29页 |
| 第三章 GPU及GPU集群加速三维直流电法正演模拟 | 第29-45页 |
| 3.1 直流电法视电阻率 | 第29-30页 |
| 3.2 三维直流电法正演理论 | 第30-34页 |
| 3.2.1 变分问题 | 第30-31页 |
| 3.2.2 网格剖分及单元分析 | 第31页 |
| 3.2.3 矩阵存储 | 第31-32页 |
| 3.2.4 共轭梯度法 | 第32-33页 |
| 3.2.5 预处理共轭梯度法 | 第33-34页 |
| 3.3 基于GPU实现三维直流电法正演模拟 | 第34-35页 |
| 3.3.1 算法实现 | 第34页 |
| 3.3.2 算例 | 第34-35页 |
| 3.4 基于GPU集群实现分析 | 第35-42页 |
| 3.4.1 并行预处理 | 第35-37页 |
| 3.4.2 GPU集群实现及问题分析 | 第37-38页 |
| 3.4.3 RCM算法简介 | 第38-40页 |
| 3.4.4 程序优化 | 第40-42页 |
| 3.5 GPU集群算例 | 第42-43页 |
| 3.5.1 GPU计算结果及精度检验 | 第42-43页 |
| 3.5.2 多GPU扩展性研究 | 第43页 |
| 3.6 小结 | 第43-45页 |
| 第四章 基于GPU的大地电磁二维反演研究 | 第45-65页 |
| 4.1 大地电磁法介绍 | 第45页 |
| 4.2 大地电磁正演模拟 | 第45-49页 |
| 4.2.1 网格剖分及插值函数 | 第45-46页 |
| 4.2.2 单元分析 | 第46-47页 |
| 4.2.3 边界条件及矩阵组装 | 第47-48页 |
| 4.2.4 矩阵存储及求解 | 第48-49页 |
| 4.2.5 后处理计算 | 第49页 |
| 4.2.6 程序正确性检验 | 第49页 |
| 4.3 大地电磁反演理论简述 | 第49-51页 |
| 4.4 反演问题映射到GPU | 第51-52页 |
| 4.5 基于GPU的具体实现 | 第52-57页 |
| 4.5.1 GPU正演加速 | 第52-54页 |
| 4.5.2 Jacobian矩阵求取加速 | 第54-55页 |
| 4.5.3 矩阵向量操作 | 第55页 |
| 4.5.4 稠密线性方程组求解 | 第55-56页 |
| 4.5.5 程序优化 | 第56-57页 |
| 4.6 实验结果 | 第57-63页 |
| 4.6.1 反演效果展示 | 第57-59页 |
| 4.6.2 程序参数配置对运行时间的影响 | 第59-60页 |
| 4.6.3 反演各部分加速比 | 第60-61页 |
| 4.6.4 测点个数对加速比的影响 | 第61-62页 |
| 4.6.5 加速比与频点个数的关系 | 第62-63页 |
| 4.7 小结 | 第63-65页 |
| 第五章 总结及展望 | 第65-67页 |
| 5.1 研究内容总结 | 第65页 |
| 5.2 未来研究展望 | 第65-67页 |
| 参考文献 | 第67-71页 |
| 附录A GPU集群测试程序 | 第71-75页 |
| A.1 GPU ID分配module | 第71页 |
| A.2 多GPU稀疏矩阵向量乘(调用cuSPARSE函数库) | 第71-73页 |
| A.3 编译运行 | 第73-75页 |
| A.3.1 同节点运行 | 第73页 |
| A.3.2 跨节点运行 | 第73-75页 |
| 附录B GPU通用模块 | 第75-79页 |
| B.1 GPU Gauss | 第75-77页 |
| B.2 GPU Block Cholesky | 第77-79页 |
| 致谢 | 第79-81页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第81页 |