[發明專利]基于可視化建模的MPI并行程序設計系統及框架代碼自動生成方法

無效

• 申請號: 200910067715.8
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101464799A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 于策;孫濟洲;徐禎;武華北;廖士中;孟曉靜;湯善江;劉杰;孫超
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06F9/46
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 李素蘭

1.一種基于可視化建模的MPI并行程序設計系統，包括用戶界面層、代碼生成層，用戶界面層基于可視化操作界面向代碼生成層提供模型；代碼生成層用于對模型進行解析，其中用戶界面層包括用于圖形化建模的圖形編輯器和作為生成代碼框架修改環境的代碼編輯器，代碼生成層包括算法骨架模塊、模型驗證模塊和代碼生成模塊，算法骨架模塊用定義模式的屬性集的方法來描述相應模式的特征和行為，將設計模式進行再次的封裝，提供程序框架；模型驗證模塊用于在代碼生成前對模型的邏輯正確性進行驗證，以確保生成代碼的有效性，代碼生成模塊用于根據用戶需求不同調用不同的并行標準庫。

2.如權利要求1所述的基于可視化建模的MPI并行程序設計系統，其特征在于，還包括并行設計標準庫，所提供的模型根據用戶的需要通過對已有的并行設計標準庫進行調用。

3.如權利要求1所述的基于可視化建模的MPI并行程序設計系統，其特征在于，在該系統中定義一組用來刻畫模型的構造塊，該構造塊由在不同模型間被重復使用的基本元素定義。

4.如權利要求1所述的基于可視化建模的MPI并行程序設計系統，其特征在于，每個所述模型對應著一個樹型數據結構，該樹型數據結構包括：作為根的Contents?Model類，該類抽象成員屬性列表，該列表中保存有該系統中所有構造塊成員，當訪問模型數據結構時，得到這個數據結構的根，即在DiagramEditor類中定義的成員函數：ContentsMode1類的對象parent，通過parent.getChildren()可訪問到所有的構造塊，并且根據構造塊可以訪問對應的屬性；NodeModel記錄了一類構造塊的相關信息，包括名稱、位置、基本屬性；構造塊的共有屬性，即List類型的sourceConnection和targetConnection，這兩個屬性分別保存了連接到這個構造塊的連接線和從這個構造塊發出的連接線的另一端鏈接的對象；連接線有NodeModel類型的屬性source和target，描述一個連接線的起始點和結束點。

5.如權利要求1所述的基于可視化建模的MPI并行程序設計系統，其特征在于，所述模型的保存是將Java對象轉化為XML格式的文件保存。

6.如權利要求1所述的基于可視化建模的MPI并行程序設計系統的框架代碼自動生成方法，該方法包括以下步驟：

用戶根據底層的并行計算硬件平臺和運行環境選擇一類并行編程語言或者并行程序庫，由代碼生成器根據該語言的編程模型選擇基本的程序結構骨架；同時由代碼生成器遍歷已創建的并行應用的樹型數據結構，形成并行應用程序的控制流信息，插入到程序結構骨架中生成最終的程序源代碼；其中將模型進行解析，自動生成框架代碼流程，該流程包括以下步驟：

步驟1：首先查找開始節點，查找成功時生成頭文件以及main()函數頭；

步驟2：根據連接線連接到的方向解析下一個節點，并生成相應代碼；

步驟3：若遇到上循環，生成循環開始語句；

步驟4：解析循環體中的各個節點，生成對應代碼；

步驟5：若遇到下循環，循環結束，返回到步驟2，繼續解析其余節點；

步驟6：若經過檢查該節點不是循環，則檢查是否遇到分支節點；

步驟7：若遇到了分支節點則計算此次分支的合并節點是哪個，然后按解析分支節點到合并節點之間的構造塊，并生成對應代碼，放入分支的一個條件下；

步驟8：參與步驟7中的功能；

步驟9、10：共同完成分支中另一條路徑的解析；

步驟11、12：若該節點不是循環或者分支節點，則檢查是否碰到了結束節點。若是則進入步驟12，退出解析過程，若不是則該節點就是一個普通節點，生成相應代碼，然后繼續解析下一個節點；

步驟12：結束解析過程。