[發明專利]一種并行計算構件、方法及相應并行軟件開發方法與系統有效
| 申請號: | 201410662947.9 | 申請日: | 2014-11-19 |
| 公開(公告)號: | CN104375806A | 公開(公告)日: | 2015-02-25 |
| 發明(設計)人: | 莫則堯;張愛清;曹小林;劉青凱;徐小文;廖麗 | 申請(專利權)人: | 北京應用物理與計算數學研究所 |
| 主分類號: | G06F9/38 | 分類號: | G06F9/38 |
| 代理公司: | 北京三友知識產權代理有限公司 11127 | 代理人: | 賈磊 |
| 地址: | 100088*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 并行 計算 構件 方法 相應 軟件 開發 系統 | ||
1.一種并行計算構件,其特征在于包括,
并行計算構件接口,用于為數據分布存儲單元、數據并行通信單元和數值并行計算單元提供數值數據并返回經過數值計算處理后的數值數據,所述數值數據主要包含數據場和計算參數;
所述數據分布存儲單元,用于在進程的私有內存空間存儲數據場和從并行計算構件接口接收的數值數據;
所述數據并行通信單元,用于從其他進程的私有內存空間的數據場中復制數值并行計算單元依賴的網格單元及網格單元上的物理量值,存儲到本地進程,滿足數值并行計算單元的數據依賴需求;
所述數值并行計算單元,用于根據數值算法的數值模擬計算流程,獨立的對本地進程的數值數據進行數值計算,并將數值計算后的數值數據傳送給并行計算構件接口。
2.一種并行計算構件的生成方法,其特征在于包括,
確定并行計算接口的輸入和輸出,為數據分布存儲單元、數據并行通信單元和數值并行計算單元提供數值數據并返回經過數值計算處理后的數值數據,所述數值數據主要包含數據場和計算參數;
根據數值算法的格式確定數據分布存儲單元在進程的私有內存空間存儲的數據場和從并行計算構件接口接收的數值數據;
確定數據并行通信單元從其他進程的私有內存空間的數據場中復制的網格單元和網格單元上的物理量值,存儲到本地進程,滿足數值并行計算單元的數據依賴需求;
確定數值并行計算單元的計算邏輯,編寫進程執行的串行子程序,注冊到數值并行計算單元,獨立的對本地進程的數值數據進行數值計算,并將數值計算后的數值數據傳送給并行計算構件接口。
3.一種應用并行計算構件的數值模擬并行應用軟件開發方法,其特征在于包括,
根據數值模擬的應用對象,生成離散網格和離散網格上的物理量值數據,形成數值模擬數據場,分布存儲到各個進程的私有內存空間;
根據所述數值模擬的應用對象待實現的數值模擬功能,確定多個并行計算功能的實現步驟,根據所述并行計算功能確定對應的并行計算構件,并根據所述實現步驟確定所述并行計算構件之間的連接關系;
根據所有的并行計算構件及其連接關系組裝所述并行計算構件,形成與待實現數值模擬功能一致的并行應用軟件。
4.根據權利要求3所述的一種應用并行計算構件的數值模擬并行應用軟件開發方法,其特征在于,根據所述并行計算功能確定對應的并行計算構件進一步包括,從并行計算構件庫中選擇數值算法的格式與所述并行計算功能對應的并行計算構件,如果所述并行計算構件庫中沒有與所述并行計算功能對應的并行計算構件,則生成數值算法的格式對應于所述并行計算功能的并行計算構件,并加入到所述并行計算構件庫中。
5.根據權利要求4所述的一種應用并行計算構件的數值模擬并行應用軟件開發方法,其特征在于,所述生成數值算法的格式對應于所述并行計算功能的并行計算構件進一步包括,確定并行計算接口的輸入和輸出,為數據分布存儲單元、數據并行通信單元和數值并行計算單元提供數值數據并返回經過數值計算處理后的數值數據,所述數值數據主要包含數據場和計算參數;根據數值算法的格式確定數據分布存儲單元在進程的私有內存空間存儲的數據場和從并行計算構件接口接收的數值數據;確定數據并行通信單元從其他進程的私有內存空間的數據場中復制的網格單元和單元上的物理量值,存儲到本地進程,滿足數值并行計算單元的數據依賴需求;確定數值并行計算單元的計算邏輯,編寫進程執行的串行子程序,注冊到數值并行計算單元,獨立的對本地進程的數值數據進行數值計算,并將數值計算后的數值數據傳送給并行計算構件接口。
6.根據權利要求3所述的一種應用并行計算構件的數值模擬并行應用軟件開發方法,其特征在于,所述的并行計算功能是指數值模擬功能的一次通信及計算合并為一個并行計算功能。
7.根據權利要求3所述的一種應用并行計算構件的數值模擬并行應用軟件開發方法,其特征在于,根據所述所有的并行計算構件及其連接關系組裝所述并行計算構件進一步包括,根據所述所有的并行計算構件及其連接關系,將所有的并行計算構件進行連接,并實例化所述并行計算構件中的數據分布存儲單元、數據并行通信單元、數值并行計算單元,對所述并行計算構件進行配置和定義。
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