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计算机方面有关论文范文文献,与集群计算机在地震资料处理中的应用相关论文格式范文
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摘 要：现状近年来,计算机技术有了突飞猛进的发展,网络、通讯技术因此发生了翻天覆地的变化.借助这些新技术,地震系统的运行模式和理念也发生了变化.本文分析了如利用集群计算机处理地震资料.文章介绍集群计算机的概念和特点,阐述集群计算机是处理地震资料的原因,最后简要地介绍集群计算机在处理地震资料时的应用步骤.
关 键 词：集群计算机；地震；应用
一、集群计算机的原理
计算机集群简称集群是一种计算机系统,它通过一组松散集成的计算机软件和/或硬件连接起来高度紧密地协作完成计算工作.在某种意义上,他们可以被看作是一台计算机.集群系统中的单个计算机通常称为节点,通常通过局域网连接,但也有其它的可能连接方式.集群计算机通常用来改进单个计算机的计算速度和/或可靠性.
二、集群计算机在处理地震资料的特点
集群计算机具有很高的工作效率,这是集群计算机的最大特点.把一个大型任务分割若干个可以独立并行计算、分析的子任务,这些子任务由集群计算机的节点（服务器）完成,能大大缩短任务的运算周期,在处理地震资料时,周期可以缩短为原来的几十分之一,提高了工作效率.
1、集群计算机在处理地震资料时具有较高的稳定性
由于集群计算机内部有数据共享措施,在某台服务器发生故障时,能够有其他服务器立即替代,所以不会出现经常中断任务的情况.每台服务器的容量和任务都是定义好的,所以提供的服务是充分的、稳定的.
2、集群计算机在处理地震资料时具有规模可控性
由于集群计算机是网状结构,因此可以通过增减节点数目来控制集群计算机的规模,使集群计算机能够完成计算量、存储量越来越大的任务.在做地震资料处理时,需要集群计算机的服务器数量较多,有100多台计算机同时工作.
3、集群计算机在处理地震资料时具有较强的经济型.
完成同样的计算任务,集群计算机的投入比超计算机的投入少,而且在有故障发生的时候,可以通过替换发生故障的计算机继续工作,维修更换费用少.
三、人机交互地震事件分析处理主要功能
（1）人机交互分析处理软件应具备方便、灵活、友好的用户界面及开放性.
（2）具有调用连续波形数据、地震事件波形数据和分道缩放显示的功能.
（3）对实时连续波形数据和地震事件波形数据能够进行编辑处理；人工识别震相,形成震相文件.
（4）地震基本参数测定（近震和远震）.调用人机交互处理生成的震相数据文件进行地震定位计算,包括测定发震时刻、震中位置、震源深度（对于满足深度条件的地震）、震级等基本参数（震级计算公式见规范附录18）.
（5）地震速报功能.在完成地震事件基本参数测定后,可通过计算机网络或其它方式发出地震速报.
（6）应用分析处理功能.对地震波形数据进行数字滤波、频谱分析、测定震源机制、地震仪仿真处理以及地震目录、地震观测报告的编制和绘制地震震中分析图等.
（7）对连续地震事件（大震后余震序列）的分析处理功能.生成余震序列目录,适应大震发生后应急分析处理地震的特殊需要.
四、集群计算机处理地震资料的原因
1、处理地震资料的必要性
中国位于世界两大地震带-环太平洋地震带与欧亚地震带的交汇部位,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压,地震断裂带十分发育.大地构造位置决定,地震频繁震灾严重.统计数字表明,中国的陆地面积占全球陆地面积的十五分之一,即百分之六左右；然而中国的陆地地震竟占全球陆地地震的三分之一,即百分之三十三左右,而造成地震死亡的人数竟达到全球的1/2以上.人们的生产生活安全受到地震的影响、威胁很大.
2、处理地震资料的重要性
首先我国在地震预报方面存在着很多问题.其次,地震还严重影响石油勘探工作,地质工程队勘探石油、天然气时,必须要采集该地区的地震数据、图像资料.为了保证人民的生命财产安全,必须要搜集、整理地震数据、图像资料；为了加大油气资源的开发、利用,保证我国的能源供给安全,必须要搜集、整理地震数据、图像资料.
3、计算机可以做大量的运算、分析工作
地质勘探出来的地震数据、图像资料越来越大.随着地震数据、图像资料采集技术的升级,人们获得到的图像、数据越来越真实、准确,从二维技术到三维技术,又从三维技术到四维技术,图像分辨率越来越高,数据越来越精、准,数据、图像资料的容量也越来越大.地震采集上来的数据、图像资料量是非常巨大的,而且在处理这些图像、数据时,又要引入大量的中间过程数据、图像资料.得到高质量的可靠的地震资料处理结果,要求计算机有超大的存储量和计算能力.
4、地震数据、图像资料具有兼容并行的特点
地震数据、图像资料的采集具有一定的分类特征,按“束、炮、线、道”等方式分成若干类,这样的资料分类非常适合多台计算机并行计算分析.对于数据之间的共性点结合,也可以按照“线、道”划分成类.地震资料的内部数据之间不是孤立的、静止的,而是经常需要做傅里叶转换、FK转换,实际上,这些数据经过转换之后要比原来的数据更适合多台计算机并行计算分析.
5、能做大规模的地震资料处理任务
计算机技术的快速发展,为精确、快速处理地震资料提供了可能.单机处理地震资料是早期人们处理地震资料的手段,但是随着对地震认识的加深；研究、统计数据、图像资料的广泛开展,地震资料越来越多
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五、应用集群计算机处理地震资料的步骤
由于地震资料存储、运算量很大,所以在制定方案的时候要充分分析任务的工作量,合理选择服务器架构体系,目前市场上主要的两种服务器架构分别是机架式和刀片式,扩展性都比较好,而且能够在有限的空间内集成70个以上的处理器,实现6GHz以上配置和4GB以上内存处理,能够满足地震资料处理要求.
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存储设备采用光纤,传输能力在2GB/s的,加大光纤通道能力.安装恢复软件,能够保证在发生故障时,数据存储备份.这样,数据在光线中传输、储存变得稳定可靠,网络存储还有一个好处就是能够存储越来越多的资料.
输入/输出采用4U以上的机架式服务器,方便扩展和数据交换,数据在交换过程中,会因为消耗一定的空间,因此需要4G以上内存.采用应用软件完成输入/输出的批量作业和交互作业,同时还能管理整个系统的调度、运行工作.
应用秉性文件系统,该系统能够把数据条带化和多行化,实行双向的输入/输出操作,提高数据存取速度.高分辨率的图像处理设备和磁带备份工具库,是集群计算机处理地震资料中必备的设施.对数据的处理最重要通过图像表达出来,直观分析,因此要有好的图像处理设备.确保数据的安全可靠,对计算过程和计算结果中的关键数据进行磁带库备份.
六、总结
由于集群计算机具有处理数据的高效率、高稳定性、高可控性和经济型,所以在处理地震资料领域具有广泛的应用空间和前景.随着高频处理器和大容量内存的出现,集群计算机的软硬件不断升级改造,处理数据、图像资料的能力不断提升,但是在利用集群计算机处理地震资料的技
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