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基于OpenMP的分子动力学模拟并行优化研究的任务书
任务书
一、任务概述
本项目旨在研究基于OpenMP的分子动力学（MD）模拟的并行优化方法。通过使用OpenMP并行框架，优化MD模拟算法的性能，提高计算效率，从而在分子模拟领域中提升MD模拟算法的应用价值。
二、任务目标
本项目的主要目标包括：
1.分析MD模拟算法中的瓶颈，确定需要优化的部分。
2.使用OpenMP并行框架并发执行MD模拟算法。
3.对OpenMP程序进行优化，提高并行计算性能。
4.分析优化结果，验证优化效果。
三、任务内容
1.掌握MD模拟算法的基本知识，熟悉OpenMP并行框架。
2.仔细分析MD模拟算法中的瓶颈，确定可以优化的部分。
3.设计并实现基于OpenMP的MD模拟算法并行版本。
4.对并行化程序进行基准测试和性能测试，并进行优化。
5.分析并行算法的优化效果，提出改进方案。
6.撰写相关技术文献，对研究成果进行总结和归纳。
四、任务计划
1.第一阶段（第1-2周）：项目准备和理论学习
熟悉MD模拟算法和OpenMP并行框架，了解MD模拟算法的基本概念、工作原理和MD模拟算法中可优化的部分，熟悉具体的并行实现方式。
2.第二阶段（第3-4周）：并行化程序实现
实现基于OpenMP的并行化MD模拟算法程序，了解并发数据结构和并发I/O的实现方法，确定应用到MD模拟算法中的并行实现方案。
3.第三阶段（第5-6周）：程序基准测试
对并行化程序进行基准测试，确定需要进行的优化部分，分析并行执行的瓶颈；根据测试结果确定程序的优化方向。
4.第四阶段（第7-8周）：程序性能测试和优化
对已有程序进行性能测试，并根据测试结果进行进一步的性能优化。
5.第五阶段（第9-10周）：结果分析和总结
对实验结果进行分析，总结并且归纳MD模拟算法并行优化的相关知识和结果。
6.第六阶段（第11-12周）：撰写最终文献
根据研究内容和实验结果，完成研究最终文献的撰写。
五、专业要求
1.本项目适合计算机科学、物理学或相关专业的本科生或研究生参与。
2.项目成员需要具备计算机语言编写能力，优秀的编程思维和独立开发代码的能力。
3.有一定的物理学或化学基础优先考虑。
六、参考文献
1.Allen,M.P.,2017.ComputerSimulationofLiquids(Vol.66).OxfordUniversityPress.
2.Mehić,M.,Slivnjak,V.andValčić,Ž.,2017.Openmp-multithreadingoptimizationofsoftwareforsimultaneousanalysisofthermogravimetryandmassspectrometrydata.JournalofThermalAnalysisandCalorimetry,129(2),pp.889-895.
3.Schönherr,S.,etal.,2018.PerformancecomparisonofOpenMPandKokkosforalatticeBoltzmannmethod.arXivpreprintarXiv:1803.00525.
4.Zhang,H.,etal.,2017.MoleculardynamicssimulationsofinkjetprintedGraphenepatterns.Carbon,123,pp.263-272.
5.Zhang,Y.,etal.,2018.Chemicaloxygendemandremovalperformanceandmicrobialcommunitystructureinamicrobialelectrolysiscellwithopencircuitpotentialusingdifferentsubstrates.Journalofwastewatertreatment,2018(7),pp.23-29.