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并行技术在气象卫星海量数据可视化系统中的应用

江军华  
【摘要】: 气象卫星海量数据可视化系统的目标是,以直观的图像方式呈现数据。由于气象卫星数据是海量的,基于常规技术的系统在并发用户较多的情况下,它的响应速度比较慢。为了解决常规系统存在的性能问题,本文提出了卫星数据可视化系统PDVSMS。PDVSMS采用并行文件系统存储海量数据,利用高性能计算集群运行MPI可视化程序以实现数据的并行处理。和常规系统相比较,随着并发用户数的增多,PDVSMS的响应速度得到了较大的提高,取得了较好的用户体验。 本文在分析“并行文件系统”、“高性能计算集群技术”和“MPI并行算法”的基础上,针对卫星系统的应用特点,选择使用Lustre并行文件系统存储卫星数据,实现了可视化程序的MPI并行化(以NDVI气象卫星数据为例),成功地将并行文件系统和高性能计算集群整合在一起,最终构建出基于并行技术的气象卫星海量数据并行可视化系统PDVSMS。由于stripe_size的不同配置会影响到Lustre文件系统的IO效率,本文通过实验确定了最佳的stripe_size。高性能计算集群的软件部署采用联想公司提供的集群解决方案(基于OpenPBS)。MPI并行算法采用C++编程语言以及MPICH2并行语言库实现。 最后,本文利用有限的测试资源,对常规系统和PDVSMS作了性能测试,所得到的实验数据验证了PDVSMS的有效性和合理性。


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