[發(fā)明專(zhuān)利]一種數(shù)據(jù)處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110061821.2
• 申請(qǐng)日: 2011-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102681903A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;何振明;趙治亞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F9/52
• 分類(lèi)號(hào): G06F9/52;G06F9/44;G06F15/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理方法，特別涉及一種大規(guī)模數(shù)據(jù)處理方法。

【背景技術(shù)】

超材料是由一個(gè)個(gè)單元結(jié)構(gòu)通過(guò)一定規(guī)則的排布構(gòu)成的人造材料，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)由具有一定幾何圖案的人造微結(jié)構(gòu)和用于固定人造微結(jié)構(gòu)的自然材料構(gòu)成。通過(guò)改變?nèi)嗽煳⒔Y(jié)構(gòu)的幾何圖案的形狀和參數(shù)，例如由圓環(huán)形改變?yōu)榫匦危绺淖冮L(zhǎng)、寬、高、線寬等，都將改變每個(gè)單元結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率以及損耗。這些單元結(jié)構(gòu)都具有自己特定的電場(chǎng)或磁場(chǎng)響應(yīng)特征，通過(guò)一定的排布規(guī)則，使得整體的超材料呈現(xiàn)出現(xiàn)有的自然界材料難以具有的電磁特性，具有廣泛的應(yīng)用前景。

超材料結(jié)構(gòu)模板數(shù)據(jù)是超材料單元模型的標(biāo)準(zhǔn)化建模系統(tǒng)所建立的針對(duì)具體應(yīng)用的超材料結(jié)構(gòu)實(shí)例，具有描述超材料單元結(jié)構(gòu)特征的信息數(shù)據(jù)。

由于超材料所具有的單元格數(shù)量在一些應(yīng)用場(chǎng)合中高達(dá)千萬(wàn)、億的數(shù)量級(jí)，因此超材料的設(shè)計(jì)復(fù)雜程度和計(jì)算量非常大，其大規(guī)模數(shù)據(jù)處理的級(jí)別要求是普通材料設(shè)計(jì)所不具備的數(shù)量級(jí)。如何將大規(guī)模的超材料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的難題。

由于超材料的加工制作涉及電路板加工技術(shù)，電路板生產(chǎn)制造行業(yè)在加工制造中使用最通用最廣泛的電路板加工文件的格式包括dxf-Drawing?Exchange?File(圖形交換文件)和gerber文件。dxf是Autodesk公司開(kāi)發(fā)的用于AutoCAD與其它軟件之間進(jìn)行CAD數(shù)據(jù)交換的CAD數(shù)據(jù)文件格式，是一種基于矢量的ASCII文本格式，因此不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)可通過(guò)交換dxf文件來(lái)達(dá)到交換圖形的目的，由于dxf文件可讀性好，用戶可方便地對(duì)它進(jìn)行修改，編程，達(dá)到從外部圖形進(jìn)行編輯，修改的目的。其作為基于CAD系統(tǒng)的加工信息文件而得到行業(yè)的廣泛應(yīng)用。gerber文件是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的光繪格式文件，它包含RS-274-D和RS-274-X兩種格式，它能夠控制用于繪圖的光束的狀態(tài)，形狀，粗細(xì)及在感光膜上具體的X，Y坐標(biāo)感光，從而產(chǎn)生圖像。

在現(xiàn)有技術(shù)中，處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的方法是將各種參數(shù)一次性輸入內(nèi)存，然后對(duì)輸入的各種參數(shù)逐個(gè)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果逐個(gè)寫(xiě)入dxf和gerber文件，整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程都是串行處理，因此，這樣的處理方法只能處理小規(guī)模數(shù)據(jù)，對(duì)于超大規(guī)模超材料數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存的要求非常高，并且處理效率非常低。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，利用多核CPU(central?processing?unit)和并行計(jì)算技術(shù)，可以有效的提高大規(guī)模超材料數(shù)據(jù)的處理能力，縮短計(jì)算和處理的時(shí)間，減少超材料研發(fā)過(guò)程的時(shí)間和資源成本。并行計(jì)算(Parallel?Computing)是指同時(shí)使用多種計(jì)算資源解決計(jì)算問(wèn)題的過(guò)程。為利用并行計(jì)算，通常計(jì)算問(wèn)題表現(xiàn)為以下特征：將一個(gè)大任務(wù)分離成離散獨(dú)立的幾個(gè)小任務(wù)；隨時(shí)并及時(shí)地執(zhí)行多個(gè)程序指令；多計(jì)算資源下解決問(wèn)題的耗時(shí)要少于單個(gè)計(jì)算資源下的耗時(shí)。相對(duì)于串行計(jì)算，并行計(jì)算可以分為時(shí)間上的并行和空間上的并行。時(shí)間上的并行就是指流水線技術(shù)，而空間上的并行則是指用多個(gè)處理器并發(fā)的執(zhí)行計(jì)算。在本發(fā)明中，多核CPU技術(shù)及并行計(jì)算技術(shù)的采用，使得對(duì)于大規(guī)模超材料數(shù)據(jù)的處理能力獲得了相對(duì)于傳統(tǒng)串行處理技術(shù)幾倍的提升，提供了一種具有廣泛應(yīng)用前景的數(shù)據(jù)處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有只能對(duì)小規(guī)模數(shù)據(jù)量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，無(wú)法做到對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)量處理，提供一種可以進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)處理方法。

本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)處理方法，方法包括以下步驟：

S0：獲取待處理的超材料參數(shù)數(shù)據(jù)；

S1：判斷超材料參數(shù)數(shù)據(jù)是否全部處理完成，如果是，直接轉(zhuǎn)至S6；否則，轉(zhuǎn)至S2；

S2：載入N個(gè)待處理的超材料參數(shù)數(shù)據(jù)，其中N為大于1的自然數(shù)；

S3：使用多線程技術(shù)，用N個(gè)線程，在人造微結(jié)構(gòu)模板池中，分別為N個(gè)超材料參數(shù)數(shù)據(jù)尋找匹配的人造微結(jié)構(gòu)模板；

S4：分別將N個(gè)超材料參數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用于所匹配的人造微結(jié)構(gòu)模板，得到N個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，并將該N個(gè)人造微結(jié)構(gòu)保存至實(shí)體數(shù)組；

S5：將實(shí)體數(shù)組保存至工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件中，轉(zhuǎn)至S1；

S6：程序結(jié)束。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，多線程技術(shù)是指為每一批載入的N個(gè)超材料參數(shù)數(shù)據(jù)分配N(xiāo)個(gè)線程，每個(gè)線程處理一個(gè)超材料參數(shù)數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，人造微結(jié)構(gòu)模板池存儲(chǔ)有多種人造微結(jié)構(gòu)模板。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，步驟S3以及S4由人造微結(jié)構(gòu)模板池模塊執(zhí)行。