[發(fā)明專利]一種數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)及運(yùn)行方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010037868.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111258674B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/445
• 分類號(hào): G06F9/445;G06F8/41;G06F16/25
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張杰

1.一種數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)，所述軟件模塊為所述數(shù)值應(yīng)用程序的外部過(guò)程，其特征在于，所述外部過(guò)程的用于存儲(chǔ)變量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有多種，所述數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)，包括：

外部過(guò)程資源管理模塊，用于外部過(guò)程的程序到動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的編譯；

外部過(guò)程運(yùn)行驅(qū)動(dòng)管理模塊，用于使數(shù)值應(yīng)用程序能調(diào)用外部過(guò)程；

外部過(guò)程參數(shù)信息管理模塊，用于使外部過(guò)程能獲取數(shù)值應(yīng)用程序的信息；

外部過(guò)程線程級(jí)并行管理模塊，用于將多個(gè)外部過(guò)程組合為具有程序流程的外部過(guò)程包，并實(shí)現(xiàn)不同外部過(guò)程間的線程級(jí)并行；

外部過(guò)程數(shù)據(jù)交換管理模塊，用于數(shù)值應(yīng)用程序與外部過(guò)程間數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出的操作；

外部過(guò)程集成應(yīng)用程序接口模塊，用于提供用于外部過(guò)程集成的應(yīng)用程序接口；以及

外部過(guò)程集成配置文件接口模塊，用于制定構(gòu)建外部過(guò)程配置信息的文件格式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)包括一個(gè)或多個(gè)外部過(guò)程。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)，其特征在于，所述外部過(guò)程運(yùn)行驅(qū)動(dòng)管理模塊，還用于：

將外部過(guò)程的運(yùn)行分為啟動(dòng)階段、執(zhí)行階段、結(jié)束階段；

在所述啟動(dòng)階段，使數(shù)值應(yīng)用程序加載所述外部過(guò)程所在的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)并調(diào)用所述外部過(guò)程的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)函數(shù)；

在所述執(zhí)行階段，調(diào)用所述外部過(guò)程的執(zhí)行驅(qū)動(dòng)函數(shù)；

在所述結(jié)束階段，調(diào)用所述外部過(guò)程的結(jié)束驅(qū)動(dòng)函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)值應(yīng)用程序的信息，包括：

所述數(shù)值應(yīng)用程序所使用的MPI進(jìn)程、網(wǎng)格、并行剖分、計(jì)時(shí)器、控制變量以及與外部過(guò)程對(duì)接的對(duì)接變量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)，其特征在于，所述外部過(guò)程參數(shù)信息管理模塊，還用于：

使外部過(guò)程在啟動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)聲明外部過(guò)程的輸入變量與輸出變量，并使得所述外部過(guò)程的任一輸入變量或任一輸出變量能夠使用外部過(guò)程的存儲(chǔ)空間或共享數(shù)值應(yīng)用程序相應(yīng)的對(duì)接變量的存儲(chǔ)空間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)，其特征在于，所述外部過(guò)程線程級(jí)并行管理模塊在實(shí)現(xiàn)不同外部過(guò)程間的線程級(jí)并行時(shí)，同時(shí)并行運(yùn)行不同外部過(guò)程的線程數(shù)相同或不同。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)，所述用于外部過(guò)程集成的應(yīng)用程序接口，包括：數(shù)值應(yīng)用程序啟動(dòng)、執(zhí)行與結(jié)束外部過(guò)程的應(yīng)用程序接口，外部過(guò)程獲取數(shù)值應(yīng)用程序的信息的應(yīng)用程序接口，以及外部過(guò)程聲明輸入變量與輸出變量的接口。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)，所述外部過(guò)程數(shù)據(jù)交換管理模塊，還用于：

自動(dòng)檢測(cè)數(shù)值應(yīng)用程序與外部過(guò)程間需要導(dǎo)入和導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)導(dǎo)入或?qū)С鲞^(guò)程中所需的操作。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)導(dǎo)入或?qū)С鲞^(guò)程中所需的操作，包括：MPI進(jìn)程間的數(shù)據(jù)通信、不同網(wǎng)格間的數(shù)據(jù)插值、同一MPI進(jìn)程內(nèi)的數(shù)據(jù)拷貝、根據(jù)網(wǎng)格維度順序變換的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置操作。

10.一種數(shù)值應(yīng)用程序的運(yùn)行方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的數(shù)值應(yīng)用程序的軟件模塊集成系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：

數(shù)值應(yīng)用程序調(diào)用外部過(guò)程的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)函數(shù)、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)函數(shù)與結(jié)束驅(qū)動(dòng)函數(shù)，以完成外部過(guò)程的啟動(dòng)、執(zhí)行與結(jié)束；

數(shù)值應(yīng)用程序調(diào)用應(yīng)用程序接口時(shí)，根據(jù)配置文件，加載相應(yīng)的外部過(guò)程的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)；

數(shù)值應(yīng)用程序啟動(dòng)外部過(guò)程，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同外部過(guò)程間的線程級(jí)并行運(yùn)行；

自動(dòng)檢查數(shù)值應(yīng)用程序啟動(dòng)外部過(guò)程時(shí)提供的對(duì)接變量是否完全覆蓋外部過(guò)程聲明的輸入變量和輸出變量；

自動(dòng)執(zhí)行數(shù)值應(yīng)用程序與外部過(guò)程間的數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出操作。