一種并行模型的消息傳輸方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是涉及一種并行模型的消息傳輸方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，計(jì)算機(jī)微處理器的發(fā)展已進(jìn)入多核時(shí)代，并由多核向眾核發(fā)展。傳統(tǒng)仿真軟件在多核平臺(tái)中只能被分配到單個(gè)處理器核上執(zhí)行，無(wú)法充分利用多核平臺(tái)的計(jì)算資源，顯示出預(yù)期的加速性能。仿真軟件并行化是提高多核平臺(tái)計(jì)算資源利用率和仿真運(yùn)行速度的有效方法。但傳統(tǒng)的實(shí)體級(jí)模型的并行仿真編程模式需要在模型代碼內(nèi)部實(shí)現(xiàn)并行，需要模型編程人員不僅對(duì)模型建模還要對(duì)并行編程模式有很深入的了解，這將對(duì)模型構(gòu)建人員產(chǎn)生很高要求并增加模型開(kāi)發(fā)的難度。
[0003]因此需要提供一種針對(duì)實(shí)體級(jí)的并行仿真模型的自動(dòng)消息傳輸實(shí)現(xiàn)方法，可充分兼容現(xiàn)有的仿真模型組件，同時(shí)可減少模型開(kāi)發(fā)人員的工作量，在并行仿真運(yùn)行平臺(tái)中的完全重用原有的模型組件，同時(shí)封裝了底層并行相關(guān)操作，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)并行模型的消息傳輸，以滿足實(shí)體級(jí)模型的并行仿真需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種并行模型的消息傳輸實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，解決以往串行仿真向并行仿真平臺(tái)移植過(guò)程中，建模人員需要對(duì)模型進(jìn)行大量修改且并行編程模式復(fù)雜的問(wèn)題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0006]一種并行模型的消息傳輸方法，該方法的步驟包括
[0007]將CISE引擎集中式開(kāi)發(fā)的仿真模型組件轉(zhuǎn)換為并行運(yùn)行的模型組件，并生成并行代碼框架；
[0008]對(duì)并行仿真運(yùn)行平臺(tái)內(nèi)所有的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型進(jìn)行注冊(cè)管理和生成類型代理；
[0009]將并行運(yùn)行的模型組件之間的信息交互封裝為消息傳遞編程模型MPI的消息格式，從而完成消息的發(fā)送與接收。
[0010]優(yōu)選的，所述并行運(yùn)行的模型組件包括并行仿真中所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和時(shí)間管理機(jī)制。
[0011]優(yōu)選的，所述將常規(guī)集中式開(kāi)發(fā)的仿真模型組件封裝為并行運(yùn)行的模型組件的過(guò)程中還生成模型進(jìn)程分配文件，該文件包括記錄仿真應(yīng)用初始化的模型組件實(shí)例個(gè)數(shù)，并靜態(tài)的為每個(gè)模型組件實(shí)例分配一個(gè)進(jìn)程ID，同時(shí)記錄進(jìn)程ID與模型組件實(shí)例的對(duì)應(yīng)關(guān)系O
[0012]優(yōu)選的，所述對(duì)并行仿真運(yùn)行平臺(tái)內(nèi)所有的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型進(jìn)行注冊(cè)管理和生成類型代理包括
[0013]獲取原并行仿真運(yùn)行平臺(tái)內(nèi)所有的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)、屬性和每個(gè)屬性所占用的字節(jié)數(shù)；
[0014]按照MPI的格式，定義需要注冊(cè)的消息類型；
[0015]向MPI注冊(cè)消息類型；
[0016]刪除已經(jīng)注冊(cè)的消息類型。
[0017]一種并行模型的消息傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
[0018]并行適配映射單元，用于常規(guī)集中式開(kāi)發(fā)的仿真模型組件轉(zhuǎn)換為并行運(yùn)行的模型組件；
[0019]數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用于對(duì)并行仿真運(yùn)行平臺(tái)內(nèi)所有的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型進(jìn)行類型注釋；
[0020]信息交互單元，用于將并行運(yùn)行的模型組件之間的信息交互轉(zhuǎn)換為MPI格式的消息。
[0021]優(yōu)選的，該所述并行適配映射單元包括
[0022]并行代碼框架生成模塊，用于完成常規(guī)集中式開(kāi)發(fā)的仿真模型組件和代碼轉(zhuǎn)換為并行運(yùn)行的模型組件及代碼的過(guò)程；
[0023]模型進(jìn)程分配文件生成模塊，用于根據(jù)仿真應(yīng)用初始化的模型組件實(shí)例個(gè)數(shù)，靜態(tài)的為每個(gè)模型組件實(shí)例分配一個(gè)進(jìn)程ID，同時(shí)記錄進(jìn)程ID與模型組件實(shí)例的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0024]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元包括
[0025]原始信息獲取模塊，用于獲取原并行仿真運(yùn)行平臺(tái)內(nèi)所有的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)、屬性和每個(gè)屬性所占用的字節(jié)數(shù)；
[0026]數(shù)據(jù)注冊(cè)管理模塊，用于向MPI注冊(cè)消息類型和刪除已經(jīng)注冊(cè)的消息類型；
[0027]生成類型代理模塊，用于按照MPI的格式，定義需要注冊(cè)的消息類型。
[0028]優(yōu)選的，所述信息交互單元包括
[0029]轉(zhuǎn)換模塊，用于將并行運(yùn)行的模型組件之間的信息交互轉(zhuǎn)換為MPI格式的消息；
[0030]消息發(fā)送模塊，用于一對(duì)一或一對(duì)多的并行消息發(fā)送；
[0031 ]消息接收模塊，用于并行消息的接收。
[0032]優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括
[0033]時(shí)間管理模塊，用于實(shí)時(shí)獲取CISE引擎的時(shí)間；
[0034]時(shí)間同步模塊，用于根據(jù)時(shí)間管理模塊獲取的時(shí)間，同步并行消息傳輸系統(tǒng)。
[0035]本發(fā)明的有益效果如下:
[0036]本發(fā)明所述技術(shù)方案通過(guò)將仿真應(yīng)用中的相關(guān)模型實(shí)例自動(dòng)映射為在并行機(jī)上運(yùn)行的邏輯進(jìn)程LP，通過(guò)LP之間發(fā)送MPI消息完成模型之間的通信，同時(shí)也通過(guò)在LP之間發(fā)送MPI消息實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步等功能。實(shí)現(xiàn)了并行模型之間事件調(diào)度和處理、消息發(fā)送等對(duì)用戶透明，減少用戶的開(kāi)發(fā)難度和開(kāi)發(fā)工作量，提高開(kāi)發(fā)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0037]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明；
[0038]圖1示出本發(fā)明所述一種并行模型的消息傳輸實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]目前CISE為集中式的仿真引擎，所有模型組件都在CISE引擎中串行執(zhí)行，當(dāng)實(shí)體個(gè)數(shù)比較多或者模型計(jì)算比較復(fù)雜的時(shí)候，計(jì)算性能會(huì)有所下降。因此本并行仿真運(yùn)行平臺(tái)將仿真應(yīng)用中的仿真實(shí)體進(jìn)行并行化，使仿真實(shí)體運(yùn)行不同的進(jìn)程中，均衡仿真引擎的負(fù)載，充分利用并行機(jī)或者集群的計(jì)算性能。
[0040]本發(fā)明公開(kāi)了一種并行模型的消息傳輸實(shí)現(xiàn)方法，該方法的步驟包括
[0041]首先，串行仿真模型組件自動(dòng)映射為并行模型組件:通過(guò)將仿真應(yīng)用中的相關(guān)模型實(shí)例自動(dòng)映射為在并行機(jī)上運(yùn)行的邏輯進(jìn)程LP，一組并行執(zhí)行的邏輯進(jìn)程LP協(xié)作完成的并行仿真應(yīng)用。生成并行仿真模型組件是將原有集中式開(kāi)發(fā)的仿真模型組件封裝為可以并行運(yùn)行的模型組件，主要是為其增加并行仿真中所需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和時(shí)間管理機(jī)制。并行代碼框架是仿真應(yīng)用的主控程序，包含了多個(gè)并行仿真模型的調(diào)度和仿真應(yīng)用的推進(jìn)控制程序。與集中式仿真應(yīng)用不同，并行仿真應(yīng)用是由一些并行執(zhí)行的進(jìn)程組成的，每個(gè)進(jìn)程的代碼都相同，代碼的具體執(zhí)行邏輯由控制程序進(jìn)行分配和選擇。因此需要將全部仿真應(yīng)用邏輯和仿真模型的調(diào)度都包含在一個(gè)應(yīng)用程序中。并行代碼框架生成即完成將原有仿真應(yīng)用的模型和代碼轉(zhuǎn)換為并行仿真應(yīng)用代碼的過(guò)程。由于并行代碼框架適用于所有模型組件，因此需要對(duì)進(jìn)程執(zhí)行的模型組件程序做運(yùn)行時(shí)選擇。并行適配映射的另一個(gè)功能就是生成模型進(jìn)程分配文件，該文件記錄仿真應(yīng)用初始化時(shí)的模型組件實(shí)例個(gè)數(shù)，并靜態(tài)的為每個(gè)模型組件實(shí)例分配一個(gè)進(jìn)程ID，該文件會(huì)記錄進(jìn)程ID與模型組件實(shí)例的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0042]其次，MPI消息類型注釋:消息類型注冊(cè)管理主要用于對(duì)仿真應(yīng)用中的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型進(jìn)行注冊(cè)。由于所有在MPI中進(jìn)行通信的類型都需要首先進(jìn)行注冊(cè)和生成消息代理，因此需要在并行仿真運(yùn)行平臺(tái)內(nèi)對(duì)所有的復(fù)雜類型進(jìn)行注冊(cè)管理和生成類型代理，其中包括
[0043]I)獲取消息類型聲明:獲取原類型的結(jié)構(gòu)，包括其中有幾個(gè)屬性，每個(gè)屬性占用的字節(jié)數(shù)等；
[0044]2)定義消息類型代理:按照MPI的格式，設(shè)計(jì)需要注冊(cè)的消息類型；
[0045]3)添加消息類型注冊(cè):向MP