并行計(jì)算 無人機(jī)大數(shù)據(jù)處理的動(dòng)力引擎

以無人機(jī)航飛數(shù)據(jù)為代表的航空數(shù)碼影像的獲取頻率越來越快，數(shù)據(jù)量也越來越大，傳統(tǒng)的基于串行計(jì)算的數(shù)據(jù)處理方式已很難滿足高效率的生產(chǎn)需求及海量數(shù)據(jù)的快速更新，因此必須采用并行計(jì)算技術(shù)來提高數(shù)據(jù)處理的效率。


所謂并行處理技術(shù)，就是增加同一時(shí)間間隔內(nèi)操作數(shù)量的技術(shù)。為并行處理所設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)統(tǒng)稱為并行計(jì)算機(jī)；在并行計(jì)算機(jī)上求解問題稱為并行計(jì)算；在并行計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)求解問題的算法稱為并行算法。

嚴(yán)格地說，并行性有2種含義：一是同時(shí)性，指2個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間發(fā)生；二是并發(fā)性，指2個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。



目前比較流行的高性能計(jì)算系統(tǒng)，大體可以分為2類：一類是共享內(nèi)存系統(tǒng)(SMP)，其特點(diǎn)是多個(gè)處理器擁有物理上共享的內(nèi)存；另一類是分布存儲(chǔ)系統(tǒng)(DMP)，如MPP和集群系統(tǒng)，特點(diǎn)是系統(tǒng)由多個(gè)物理上分布的結(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)結(jié)點(diǎn)擁有自己的內(nèi)存，結(jié)點(diǎn)通過高速以太網(wǎng)或?qū)Ｓ酶咚倬W(wǎng)絡(luò)連接。




集群系統(tǒng)是利用高速通用網(wǎng)絡(luò)將一組高性能工作站或高檔PC 機(jī)，按某種結(jié)構(gòu)連接起來，在并行程序設(shè)計(jì)以及可視化人機(jī)交互集成開發(fā)環(huán)境支持下，統(tǒng)一調(diào)度，協(xié)調(diào)處理，實(shí)現(xiàn)高效并行處理的系統(tǒng)。集群系統(tǒng)中的主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)可以是同構(gòu)的，也可以是異構(gòu)的。與傳統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)相比，集群系統(tǒng)有以下幾個(gè)明顯的特點(diǎn)：

(1) 系統(tǒng)開發(fā)周期短。集群系統(tǒng)大多采用商用工作站和通用LAN 網(wǎng)絡(luò)，大大節(jié)省了研制時(shí)間。

(2) 系統(tǒng)價(jià)格低。構(gòu)成集群的工作站或高檔PC 機(jī)是批量生產(chǎn)的，因而售價(jià)較低。

(3) 用戶投資風(fēng)險(xiǎn)小。集群系統(tǒng)不僅是一個(gè)并行處理系統(tǒng)，它的每個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)也是一個(gè)獨(dú)立的工作站。即使整個(gè)系統(tǒng)對某些應(yīng)用問題并行效率不高，它的結(jié)點(diǎn)仍然可以作為單個(gè)工作站使用。

(4) 系統(tǒng)擴(kuò)展性好。集群系統(tǒng)大多使用通用網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)擴(kuò)展容易。

(5) 節(jié)約系統(tǒng)資源。集群系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較靈活，可以將不同體系結(jié)構(gòu)、不同性能的工作站聯(lián)結(jié)在一起，這樣就可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備。

(6) 用戶編程方便。集群系統(tǒng)中，程序的并行化是在用戶熟悉的編程環(huán)境C、C++或Fortran下實(shí)現(xiàn)的。