juliamandelbrot分形图形逃逸时间算法的并行实现论文

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1、Julia/Mandelbrot分形图形逃逸时间算法的并行实现燕山大学本科生毕业设计(论文)摘要利用并行计算来提高计算能力已经成为解决大数据量计算问题的切实可行的技术。通过对分形图形中最为经典的Julia分形集和Mandelbrot分形集的串并行算法转化，提高了分形集的生成速度。首先，对实验的开发环境及工具进行了简单地介绍；其次，介绍了Julia/Mandelbrot分形集的逃逸时间算法。再次，分析该算法的并行性，得出数据分解方案和该算法的并行实现方案，然后讨论了如何计算该并行程序的执行时间及如何将分形图像数据写进位图文件的方法，在并行设计

2、的最后阶段，简要介绍了图形界面的开发。最后，在集群环境下，编译、运行该并行程序。通过记录并行程序的执行时间和CPU个数，计算并行程序的加速比，看到了并行计算的优越性。实验验证了并行程序和串行程序在相同的输入情况下，执行结果是相同的，但并行程序每次的执行时间是不完全相同的，以及随着CPU个数的增加，并行计算加速比的增长幅度在不断减缓。该实验较好地达到了预定的目标。关键词　并行计算；Julia分形集和Mandelbrot分形集；逃逸时间算法40燕山大学本科生毕业设计(论文)AbstractUsingParallelComputingtosolv

3、eproblemswithgreatdataquantitywhichgreatlyimprovesthecapabilityofcomputinghasbecomeapracticalandfeasibletechnology.TransformingthemostclassicalJuliaFractalSetandMandelbrotFractalSetfromsequentialtoparallelimprovesthespeedofitsgenerating.Thearticlefirstgivesageneraldescript

4、iontotheexperiment’sdevelopmentenvironmentaswellasdevelopmenttool;thenintroducingtheEscapetimealgorithmoftheJuliaandMandelbrotSet.Inthefollowing,itanalyzestheparallelismofthisalgorithm,obtainsthedatadecompositionandrealizestheparallelalgorithm.Next,itdiscusseshowtocalculat

5、etheexecutiontimeofthisparallelprogramandhowtowritethefractalimagedataintoaBMPformatfile.Inthelaststageofthisdesign,itbrieflyintroducesthedevelopmentofthegraphicalinterface.Finally,undertheenvironmentoftheCluster,itcompiles,executestheprogram.Byrecordingtheprogram’sexecuti

6、ontimeandthenumberoftheCPU,itcalculatesthespeedupandshowsthesuperiorityofparallelcomputing.Theexperimentprovesthatunderthesameinput,thesequentialandparallelprogramhasthesameresult,buttheexecutiontimeisnotexactlythesameeverytime,andwithCPUnumberincreasing,thespeedupgrowsslo

7、wly.Theexperimentachievestheanticipativegoal.KeywordsParallelComputing;JuliaFractalSetandMandelbrotFractalSet;Escapetimealgorithm40燕山大学本科生毕业设计(论文)目录摘要IAbstractI第1章绪论11.1课题背景11.2选题意义11.3研究内容和内容安排1第2章开发环境及工具简介12.1集群环境简介12.2LINUX简介12.3MPI简介12.3.1MPI的特点12.3.2MPI的优点12.3.3MPI的框架

8、结构12.3.4MPI的子集12.3.5MPI的初始化和结束12.3.6MPI的消息传递函数12.4GTK+简介12.5本章小结1第3章Julia/Mandelbrot分形算法1