[发明专利]一种海洋数值模式并行框架的设计方法

摘要

本发明公开了一种海洋数值模式并行框架的设计方法，通过对典型的海洋数值模式的计算特征进行分析，将并行功能模块与物理过程计算模块分离开来，并将并行功能封装成一个独立的模块。并行框架的设计只需关注并行功能的实现和并行效率的优化，无需关注具体求解的物理问题，从而具有高度的通用性；而海洋数值模式的开发可以使用并行框架实现并行化，从而可以从数据分解、进程间通讯、并行输入输出等繁琐的细节中解脱出来，更加专注于物理过程的实现。

主权项

1.一种海洋数值模式并行框架的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、完成FPOM框架的初始化工作，在使用FPOM框架的功能前，必须首先对其进行调用；S2、释放已分配的资源，每个进行必须在程序结束前对其进行调用；S3、进行均匀网格划分的区域分解：完成x方向的全域网格数、y方向的全域网格数、x方向的进程数、y方向的进程数、边界网格数、用来存储子区域数据所需的x方向最小维度长度、用来存储子区域数据所需的y方向最小维度长度的输入，如果为.FALSE.则在bnx和bny中返回用来存储子区域数据所需的最小维度长度；如果为.TRUE.，则使用bnx和bny中指定的维度长度来存储子区域数据根据指定的进程数，对总网格数进行区域划分，得到各进程存储的子区域的网格数；S4、进行具备负载平衡的区域分解：完成x方向的全域网格数、y方向的全域网格数、全域各网格的负载、x方向的进程数、y方向的进程数、边界网格数、用来存储子区域数据所需的x方向最小维度长度、用来存储子区域数据所需的y方向最小维度长度的输入，如果为.FALSE.则在bnx和bny中返回用来存储子区域数据所需的最小维度长度；如果为.TRUE.，则使用bnx和bny中指定的维度长度来存储子区域数据根据指定的进程数，对总网格数进行区域划分，得到各进程存储的子区域的网格数；根据workload指定的负载进行区域分解，以实现负载平衡，其它与FPOM_DECOMP_UNIFORM相同；S5、边界网格数据更新：由相邻进程更新边界网格的数据，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来完成character，integer和real类型的边界网格数据更新；S6、进行循环起止范围的转换：完成内网格循环起止范围以及包含边界网格的循环起止范围的转换；S7、进行局部下标与全局下标的转换；S8、进行并行输入输出；S81、并行打开文件：打开文件以进行并行读写操作，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来进行character，integer和real类型数据的读写操作；S82、并行关闭文件：关闭已打开的并行IO文件；S83、并行读文件：并行读取数据，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来读取character，integer和real类型的数据；S84、并行写文件：并行写入数据，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来写入character，integer和real类型的数据；S9、进行数据的散发和收集；S91、数据散发：将根进程中GArray的数据散发到各个进程，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来散发character，integer和real类型的数据；S92、数据收集：从各进程收集数据存入到根进程的GArray中，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来收集character，integer和real类型的数据；S93、共享数据：共享GArray的数据，返回一个指向共享数据的句柄，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来共享character，integer和real类型的数据；S94、关闭共享：关闭wh指向的共享数据；S95、共享数据散发：从根进程将win指向的共享数据散发数据到各进程，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来散发character，integer和real类型的数据；S96、共享数据收集：从各进程接收数据到根进程中win指向的共享数据，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来收集character，integer和real类型的数据；S10、完成广播和规约；S101、广播：将以dat为起始的num个数据从根进程广播到其它进程，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来广播character，integer和real类型的数据；S102、规约：对value进行指定的规约操作，并将结果存入根进程，其中<TYPE>可以为INT，REAL，分别用来规约integer和real类型的数据；S103、组规约：对value进行指定的规约操作，所有进程都可以得到规约结果，其中<TYPE>可以为INT，REAL，分别用来规约integer和real类型的数据；S11、进行屏显调试；S111、显示进程信息：每个进程显示自己的ID以及相关信息；S112、显示信息：根进程或所有进程在标准输出上显示指定的信息；S113、显示子区域数据：根据elefmt指定的格式显示数据A，其中<TYPE>可以为CHAR，INT，REAL，分别用来显示character，integer和real类型的数据。