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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃翊嘉
研究生(外文):I-Chia Huang
論文名稱:地震反應頻譜平行計算
論文名稱(外文):Parallel Computing of Earthquake Response Spectrum
指導教授:謝東儒謝東儒引用關係
口試委員:葉士青楊元森
口試日期:2012-10-03
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:資訊工程系研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:平行計算地震反應頻譜繪圖處理器
外文關鍵詞:CUDAparallel computingearthquake response spectrumGPU
相關次數:
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對於地震科學以及地震工程來說,地震反應頻譜是抗震設計中一項重要的數據。近年來,地震資料隨著科學儀器的進步,所能感測到的數據越來越龐大。在過去,計算地震反應頻譜的工作,只給中央處理器負責運算,但是巨大的數據,將使運算工作付出很高的時間成本。因此如何降低整體運算時間很重要。為了達到降低資料處理時間,提升處理的效率,本論文提出地震反應頻譜平行計算。藉由CUDA技術來利用繪圖處理器的架構特性,將地震反應頻譜中,各週期時間點的反應值的計算工作,以多執行緒的觀念,分配給繪圖處理器去執行,對地震反應頻譜的運算做平行化。實驗結果,達到了180倍以上的加速倍率,擺脫冗長的處理時間。這對於地震科學以及地震工程來說,提升效能,降低時間成本有很大的助益。

Earthquake response spectrum is an important parameter of seismic design of buildings in seismology and earthquake engineering. In recent years, the size of earthquake data is increased rapidly because of the better precision of the sensors. In the past, the earthquake response spectrum is computed only by CPU. The time cost is too high because of the huge size of data. It’s an important issue to reduce computing time. In this paper, we present parallel computing of earthquake response spectrum for reducing computation time and increasing computation performance. By using CUDA, we can utilize the architecture of GPU to speed up computation. We use GPU to calculate earthquake response spectrum. In this research, we achieve a speedup factor of 180 times. Without the expensive time cost, parallel computing benefits seismology and earthquake engineering.

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 viii
第一章 序論 1
1.1研究動機與目的 1
第二章 相關文獻 4
2.1地震觀測網路 4
2.1.1 臺灣地震觀測網 5
2.1.2 日本地震觀測網 6
2.2 CUDA平行運算程式設計與計算平臺 7
2.2.1 CUDA 平行化程式設計模組 9
2.2.2 CUDA 記憶體模組 10
2.2.3 平行運算應用 13
第三章 地震反應頻譜平行運算化 14
3.1 反應頻譜分析(response spectrum analysis) 14
3.2 隱性暫態分析(implicit transient analysis) 16
3.3 中央處理器運算地震反應頻譜 18
3.4使用CUDA平行運算地震反應頻譜 22
第四章 結果與討論 28
4.1 實驗配備 28
4.2 實驗資料 29
4.2 地震加速度與地震反應頻譜波形成果 30
4.3 結果與討論(單純運算部分) 34
4.4 結果與討論(含主機顯示卡資料交換) 43
4.5 結果與討論(含測站資料讀取) 44
第五章 結論 46
參考文獻 48


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