大气谱模式动力框架高可扩展并行优化方法及系统
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大气谱模式动力框架高可扩展并行优化方法及系统
大气谱模式(AGCM)一直是大气学家用来描述大气环流的重要工具。
近年来,AGCM开发的并行技术及其可靠性和可扩展性的改进使
得其成为数值模拟中的重要分支。
本文提出了一种针对大气谱模式动力框架的高可扩展和高可操作性的并行优化方法及系统。
该系统基于能量系统理论中的状态变量空间建模,采用层次化和聚类的设计思想,首先将AGCM中的模拟参数构建出一系列的状态变量,然后将这些状态变量按观测到的数据分类,形成层次结构,最后使用聚类数据结构构建数据存储层,并利用多核处理器来加快AGCM
的计算。
该系统采用MapReduce架构,通过分层结构进行可扩展和灵活的任务调度,利用分布式文件系统(HDFS)实现数据共享,在任务量不断增加的情况下,通过动态地增加任务和处理节点来实现系统的热扩容,从而降低系统的响应时间和增加系统的吞吐量。
本文所提出的高可扩展AGCM系统可有效地改善AGCM模拟的性能,使得大规模的AGCM模拟任务可以有效地在集群系统中运行。
此外,
它还可以极大地扩展AGCM模拟的规模,提供更准确、定制化的科学
研究场景。
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