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虽然当前计算机技术飞速发展，计算精度和CPU处理速度已经成倍提高，但工艺材质有限的性能满足不了各个应用领域与日俱增的要求，而高性能计算技术是解决这些问题的有效途径和必然的趋势。并行计算是实现高性能计算的主要研究方向之一，将计算任务按一定的分割方法分配到多个处理器中，使得多个处理器可以同时执行，既能节省计算时间，也能提高计算规模。
大地电磁(MT)法是一种频率域电磁测深法，通过观测不同频率的天然交变电磁场特征，获得地下构造信息。MT的正演计算中，由于存在大型矩阵方程求解，计算时间较长，而在MT的反演中，要进行多次正演，所以反演时间也随之变长。另外，大地电磁法逐渐向高精度、高密度、多维方向发展，导致数据处理量更庞大，为了加快处理速度，引进并行计算是必然的趋势。
本文是通过交换机连接几台普通PC机，在Windows系统下组建了一个小型的机群计算平台。机群由于其低廉的成本和可实现性，已广泛被各大研究单位和生产单位使用。从期刊中发表的论文来看，并行算法在Linux中的研究应用大约是在Windows中的两倍。但Windows由于其广泛的普及性和易操作性，也逐渐被广大研究者采用，搭建过程比较简单，对普通使用者编程更加容易。
本文第一章首先介绍了并行计算的研究现状以及在地球物理勘探方法中的应用实例；第二章简单介绍了并行计算机和并行算法的相关知识；第三章介绍了本文中使用的并行计算环境MPI；第四章中介绍了大地电磁法的基本公式和MT二维有限元求解方法，并通过模型试验分析串行算法特点并提出并行算法思路；第五章介绍了在Windows系统下并行环境的搭建过程，并在此平台上实现了MT分频并行算法和刚度矩阵计算及合成的并行计算。
利用二维MT正演的分频计算特点，基于MT二维串行程序，编写了MT二维正演分频并行程序。以TM极化方式为例，得出以下并行计算结果：
(1)MT的分频并行计算时间与串行时间比较：横向网格为70个，纵向为45个，当计算频点为20个时，使用2台PC机并行得到加速比Sp=2.0，达到了理想的加速比，但是当节点数增加到4个，加速比为Sp=0.88，还未达到加速比的最小值1，节点之间的通信占据了大量的时间，没有取得并行效果。
(2)采用4个节点进行并行计算：比较了70×45、100×70和140×90三种网格剖分情况下的并行计算结果，在每种网格情况下计算了20个、40个、60个和80个频点四种规模。60个频点规模下的加速比最高，在前两种网格剖分方法中，加速比在2.0～3.0的范围内，距理想值Sp=4.0差距太大，并行效率不高，在140×90网格剖分情况下加速比最高达到了3.76，并行效果最好。从以上各实验结果看出，并行效率与网格剖分方法和频点个数成正比，通信比例与其成反比。
(3)将二维MT的矩阵合成阶段并行化。将求解区域分块，每个进程计算一块的单元刚度矩阵，再将其结果收集至主进程，按编号叠加进入总体矩阵。以70×45网格情况为例计算，得出的加速比远远小于1，虽然计算阶段的时间确实比串行有所减少，但是通信时间增多，占据了整个求解时间的90％以上，总的并行计算时间大大超过了串行计算时间，没有体现并行效果。
总的说来，MT二维分频并行算法取得了较好的并行效果，加速比随着计算规模的增加而增加，通信时间随着计算规模的增加而减少。但是一定计算规模的问题也需要一个合适的并行计算系统才能发挥出较好的并行效果，加速比并不随节点数的增多而无限增大。此外，该小型机群的电脑之间配置都不一样，计算能力存在一定差异。在计算时的同步和等待会占据一定的时间，加上网络传输速度不相等，都会对该算法并行效率的发挥产生一定的影响。在研究过程中，影响并行效率的负载均衡、网络带宽等因素在本文中未给予讨论，下一步工作中应继续改进和优化该算法。