時移地震油藏監(jiān)測技術是在油藏生產(chǎn)過程中，在同一油氣田不同的時間重復進行地震測量，地震響應隨時間的變化可以表征油藏性質(zhì)的變化。通過特殊的四維地震處理技術，差異分析技術和計算機可視化技術來描述油藏內(nèi)部物性參數(shù)的變化和追蹤流體前緣。隨著油田勘探開發(fā)的深入，資料的數(shù)據(jù)量和處理量越來越大，資料要進行大規(guī)模并行處理已成為人們的共識。在同等情況下，時移地震油藏監(jiān)測要處理的數(shù)據(jù)量是一般勘探方法的三倍。所以，時移地震油藏監(jiān)測中高性能的計算變得越來越重要，并行處理的要求更加迫切。
時移地震油藏監(jiān)測正演模擬通常由聲波方程或彈性波方程的有限差分數(shù)值模型近似其縱波方程。對于有限差分的并行實現(xiàn)，可以采用數(shù)據(jù)并行來實現(xiàn)并行計算。即將問題空間分成同樣大小的子區(qū)，分別由不同的集群節(jié)點完成對它們的計算。分區(qū)的前提是對于每個網(wǎng)格的計算操作都是相同的。分區(qū)的原則是在微機集群中均勻分配任務和數(shù)據(jù)。
時移地震油藏監(jiān)測資料處理要經(jīng)過面元重置、互均衡處理、一致性分析、差異分析等許多環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)中涉及各種變換以及相關分析等數(shù)學運算，它們本身可以進行并行計算，其變換域的數(shù)據(jù)往往也適合并行處理。
二、計算機集群與Java技術
為解決網(wǎng)絡計算平臺異構(gòu)性問題，目前的趨勢是分布技術和并行技術的結(jié)合。集群是分布式并行計算系統(tǒng)的一種類型，它是由一組完整的計算機互連而成的，能作為一個單獨的統(tǒng)一計算資源來使用。集群系統(tǒng)將多臺計算機通過高速局域網(wǎng)相互連接起來，配備一定的并行支撐軟件，形成一個松散耦合的并行計算環(huán)境，協(xié)同地并行求解同一個問題。隨著網(wǎng)絡和低檔計算機的性能不斷提高而價格不斷下降，使用一組在結(jié)構(gòu)和性能上互異的計算機組成集群進行網(wǎng)絡并行計算已成為當前超級計算的重要發(fā)展方向。
典型的集群并行計算編程環(huán)境有消息傳遞界面MPI、并行虛擬機PVM和數(shù)據(jù)并行編程語言HFP。另外，Java技術在并行計算方面有著獨特的特點：①Java具有平臺獨立性，它支持在分布計算機網(wǎng)絡上的計算，每臺計算機可以使用不同的平臺，Java可以作為底層平臺在微機集群上進行高性能計算。②Java除了支持以Java遠程方法調(diào)用（RMI）為基礎的Java分布對象模型，還支持通用的CORBA模型。③Java支持并行編程模型，有的模型被包括在Java開發(fā)工具（JDK）中（如Java線程API），有的是JDK之外的（如JavaSpace）；另外，還有MPI和PVM的Java實現(xiàn)——JMPI和JPVM。④Java可以進行基于Web的并行計算。
Java的引入給分布式并行計算系統(tǒng)的實現(xiàn)帶來了一些新特點。Java是面向網(wǎng)絡的跨平臺語言, 移植性、網(wǎng)絡應用和安全問題是該語言本身的特征。對分布式問題，Java在語義上提供了更為簡潔清晰的描述。用Java來構(gòu)造系統(tǒng)，在實現(xiàn)上更符合網(wǎng)絡的特點。
三、Java并發(fā)處理技術
Java在語言級通過使用線程來支持并發(fā)處理機制。在Java之前的大多數(shù)編程語言只能通過直接訪問操作系統(tǒng)的特定庫，才能實現(xiàn)并發(fā)處理。這種方式的缺點是，一方面使對并發(fā)處理變得非常困難，另一方面使得移植到其他平臺成了一件不可能的事情。Java不僅在語言級實現(xiàn)了和平臺無關的并發(fā)處理支持，而且還讓編程變得非常簡單。
Java并發(fā)處理機制的核心是java.lang.Thread類。通過這個類我們可以啟動、中斷、喚醒、減慢、加速和終止一個線程。此外，Java語言中還提供其他有用的方式，例如Runnable接口等，幫助我們使用這種類。另外在基類java.lang.Object類里也提供了一些方法用來支持線程的使用。此外，Java語言中還有synchronized和volatile兩個關鍵字用于支持并發(fā)處理，所有這些都是語言本身不可分割的一部分。
在Java語言中有兩種創(chuàng)建一個新線程的方式。其中比較簡單的一種方式是通過從Thread類派生一個子類，然后通過創(chuàng)建該子類的實例創(chuàng)建新線程。繼承的子類必須實現(xiàn)run()方法。這個方法將被系統(tǒng)調(diào)用，在這個方法中指定新線程中要執(zhí)行的方法內(nèi)容?？梢哉frun()方法代表了這個線程的根本方法。創(chuàng)建了一個實例以后，再調(diào)用它的start()方法，這時將會導致從系統(tǒng)中分離出一個新的線程，并且新線程里的run()方法開始有機會執(zhí)行。需要傳給新線程的參數(shù)不能通過run()方法傳遞，而是通過派生的Thread類的子類的構(gòu)浩函數(shù)來傳遞。第一種方法使用的是繼承方式，而Java又只支持單重繼承，因此創(chuàng)建線程就需要有第二種變通的方式來避免直接繼承Thread類。不過為了讓系統(tǒng)知道要執(zhí)行什么操作，新的線程需要有一個提供了run()方法的類，這個類可以通過實現(xiàn)Runnable接口的方式達到要求。Runnable接口標志著這個類是一個提供run()方法的類，這樣線程就可以調(diào)用它。在創(chuàng)建一個線程的時候就可以將這個類的實例傳給Thread類的構(gòu)造方法。通過這種方式，就可以將一個線程指定到可以繼承任意類的一個類中。
四、Jini技術和JavaSpace技術
Jini是分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的一種，它利用Java構(gòu)建分布式系統(tǒng)的中間件。Jini的基礎是Socket和遠程方法調(diào)用（RMI）的分布式計算機制。我們可以借助于Jini，創(chuàng)造出一個富有彈性、容易管理且可隨時隨地使用各種服務的網(wǎng)絡計算環(huán)境。
Jini的體系結(jié)構(gòu)是由基礎建設（infrastructure）、程序設計模型（programming model）、服務（services）三方面所構(gòu)成。
Jini基礎建設的核心包含以下幾個部分：（1）Discovery Protocol：提供了如何讓網(wǎng)絡上任何種類的資源加入聯(lián)盟的方式。（2）eXtended RMI：Jini的元件彼此溝通時所使用的機制。（3）Distributed Security：定義了Jini 聯(lián)盟成員的使用權限。（4）Lookup Service：用來展現(xiàn)聯(lián)盟中的所有成員，以及幫助使用者尋找網(wǎng)絡資源，或者負責提供聯(lián)盟中的資源給使用者使用。
Jini提供一些分布式的程序設計模型，而Jini的基礎構(gòu)造，就是利用這些模型來組合。模型所提供的界面（Interface）包括以下幾個類型：（1）Leasing Interface：負責管理對象被使用的時間。（2）Two Phase Commit Interface：是一個輕量級的（light-weight）、面向?qū)ο蟮模╫bject-oriented）界面。負責管理分布式事務處理（transaction），如roll back、roll forward等。（3）Events Interface：在分布式計算的環(huán)境中，必須確保程序執(zhí)行的先后順序，利用事件的觀念可以幫助我們解決這個問題。
有了Jini的架構(gòu)以及程序設計模型后，我們可以利用這些技術來設計管理網(wǎng)絡資源的服務，以促進分布式計算的發(fā)展。
JavaSpaces是用Jini所發(fā)展的技術，并且通過RMI進行網(wǎng)絡通訊，一般應用在N層（n-tiers）架構(gòu)的中間層（middle tiers）。JavaSpaces雖然能提供需求者與供應者之間查詢與溝通的機制，但它并不是資料庫，而是以簡單的messaging system為基礎，進而提供更強大的功能。
Jini提供了在分布式環(huán)境中尋找（look-up）、注冊（registration）、租借（leasing）等功能。而JavaSpaces則負責管理分布式對象的處理程序（processing）、共享（sharing）、以及流通（migration）等。因此Jini與JavaSpaces彼此存在著相互合作的關系。簡單地說，JavaSpaces就好像網(wǎng)絡上的一個市場，它提供一個簡單、快速、統(tǒng)一的界面，讓網(wǎng)絡上分布的資源可以被分享、協(xié)調(diào)與流通。