Báo cáo "Nghiên cứu một số thuật toán xử lý song song ứng dụng trong GIS " doc

Nghiên cứu một số thuật toán xử lý song song
ứng dụng trong GIS

Bùi Anh Tú

Trường Đại học Công nghệ
Luận văn Thạc sĩ ngành: Công nghệ phần mềm; Mã số: 60 48 10
Người hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Văn Đức
Năm bảo vệ: 2011

Abstract: Khái quát về Hệ thống thông tin địa lý GIS và xử lý song song. Nghiên cứu
một số thuật toán xử lý song song ứng dụng trong GIS. Phát triển chương trình thử
nghiệm thuật toán song song trong GIS.

Keywords: Thuật toán song song; Lập trình; Công nghệ phần mềm; Hệ thống thông
tin địa lý

Content
LỜI MỞ ĐẦU
Một trong những nghành phát triển rất mạnh mẽ hiện nay phải kể đến đó là ngành Công
nghệ Thông tin, một trong những ngành mũi nhọn của nhiều quốc gia trên thế giới. Sự phát
triển không ngừng của công nghệ thông tin mang lại hiệu quả cao cho con người, đồng thời
cũng giúp chính bản thân nghành công nghệ thông tin phát triển, sự phát triển cả về phần
cứng cũng như các phần mềm tiện ích kèm theo. Sự phát triển đó đã kéo theo rất nhiều các
ngành khác phát triền theo, trong đó có lĩnh vực nghiên cứu khoa học. Tuy công nghệ ngày
càng phát triển, tốc độ xử lý của các thiết bị cũng không ngừng tăng cao, nhưng nhu cầu tính
toán của con người vẫn còn rất lớn. Cho đến hiện nay vẫn còn rất nhiều vấn đề mà các nhà
khoa học cùng với khả năng tính toán của các máy tính hiện nay vẫn chưa giải quyết được hay
giải quyết được nhưng với thời gian rất lớn.
Các vấn đề đó có thể là :
- Mô hình hóa và giả lập.

- Xử lý thao tác trên các dữ liệu rất lớn.
- Các vấn đề “grand challenge” (các vấn đề không thể giải quyết trong thời gian hợp
lý).

2
Lời giải cho những vấn đề này đã dẫn đến sự ra đời của các thế hệ siêu máy tính. Tuy nhiên
việc đầu tư phát triển cho các thiết bị này gần như là điều quá khó khăn đối với nhiều người,
tổ chức, trường học….
Chính vì lẽ đó mà ngày nay người ta đang tập trung nghiên cứu cách cách sử dụng các
tài nguyên phân bố một cách hợp lý để tận dụng được khả năng tính toán của các máy tính
đơn. Những giải pháp này được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau như parallel computing,
meta-computing, salable-computing, global-computing, Internet computing và gần nhất hiện
nay là peer to peer computing hay Grid computing. Đây là phương pháp nhằm tận dụng khả
năng của các máy tính trên toàn mạng thành một máy tính “ảo” duy nhất, nhằm hợp nhất tài
nguyên tính toán ở nhiều nơi trên thế giới để tạo ra một khả năng tính toán khổng lồ, góp phần
giải quyết các vấn đề khó khăn trong khoa học và công nghệ. Ngày nay nó đang càng được sự
hỗ trợ mạnh hơn của các thiết bị phần cứng, băng thông…
Xử lý song song được quan tâm đầu tư rất lớn hiện nay kể cả phần cứng cũng như phần
mềm. Chính vì vậy việc áp dụng xử lý song song trong các nghành, các lĩnh vực cũng phát
triển rộng rãi, đem lại hiệu quả cao.
Hệ thống thông tin địa lý GIS được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất
rộng rãi trong 10 năm lại đây. GIS ngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt
động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. GIS có khả năng trợ giúp
các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân đánh giá được hiện
trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế -xã hội thông qua các chức năng thu
thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học
(bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào. Với ý nghĩa sâu rộng của GIS
thì việc làm thế nào áp dụng cho tốt, ứng dụng sao đem lại hiệu quả cao là một vấn đề cần lưu
tâm.
Mục tiêu của luận văn là tìm hiểu về xử lý song song, và qua đó vận dụng các kiến thức

có được để đưa ra giải pháp, ứng dụng tính toán song song vào việc xử lý thông tin trong GIS,
nhằm giải quyết các vấn đề về thời gian, hiệu quả xử lý hệ thống GIS khi dữ liệu đầu vào là
tương đối lớn.
Luận văn bao gồm 3 chương:
Chương 1: Khái quát về GIS và xử lý song song.
Chương 2: Một số thuật toán song song ứng dụng trong GIS.
Chương 3: Phát triển chương trình thử nghiệm thuật toán song song trong GIS.

References

3
[1] Richard Healey, Steve Dowers, Druce Gittings, Mike Mineter, Parallel Processing
Algorithms for GIS.
[2] Nathan Thomas Kerr, Alternative Approaches To Parallel GIS Processing, Arizona State
University, 2009
[3] Jurgen Schulze, Torslen Fahle, A Parallel Algorithm for the Vehicle Routing Problem,
University of Paderbron, Germany.
[4] Đặng văn Đức, Hệ thống thông tin địa lý, NXB Khoa học và Kỹ Thuật Hà Nội năm 2001.
[5] Đoàn văn Ban, Nguyễn Mậu Hân, Xử lý song song và phân tán, NXB KH&KT, 2006.
[6] Morgan Kaufmann, The Art of MultiProcessor Programing, 2008.
[7] Adam Freeman, DotNET 4 Parallel Programming in Csharp.