[发明专利]空间计算域计算强度立方体构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及高性能地理空间计算技术，尤其是一种空间计算域计算强度立方体构建方法。

背景技术

计算强度的空间分布表达是高性能空间计算中需要解决的关键问题之一，在并行计算环境中，可根据计算强度的空间分布情况，将空间计算域进行均衡的分解，有利于获得更高的加速比。但现有的计算强度表面表达技术将空间计算域作为一个整体考虑，仅在二维空间中表达空间计算域的计算强度空间分布，未考虑空间计算域内部各个子过程的计算强度的差异性，导致并行计算环境中空间计算域的任务分解不均衡，降低了并行计算效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种空间计算域计算强度立方体构建方法，将计算强度的表达精确到子过程级别，在三维空间中精确的表达空间计算域的计算强度空间分布。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种空间计算域计算强度立方体构建方法，其包括以下步骤：

步骤1)分析空间计算域的内部执行流程，根据空间计算域的执行步骤将其拆解为多个子过程；

步骤2)构造包含不同顶点数的空间数据，分别采集不同顶点数的单个空间数据在每个子过程中的计算时间；

步骤3)使用统计分析软件，对单个空间数据的顶点数和计算时间进行线性回归分析，得到单个空间数据的计算强度函数；

步骤4)根据单个空间数据的计算强度函数推导各个子过程的总的计算强度函数；

步骤5)将空间计算域划分为多个网格，计算每个网格单元的地理空间范围，然后检索并统计各个计算强度网格单元中的要素数量和总顶点数；所述要素为分布于空间计算域中的矢量空间要素；

步骤6)使用步骤4)中的计算强度函数构建每个子过程的计算强度网格；

步骤7)最终将各个子过程的计算强度网格进行合并，得到空间计算域的计算强度立方体，用于在三维空间中表达空间计算域的计算强度空间分布，结束。

本发明的有益效果是能够获得空间计算域每个子过程的计算强度度量函数，为每个子过程单独构建计算强度网格，最终在三维空间中表达空间计算域的计算强度空间分布，有利于在并行计算环境中，对空间计算域的每个子过程进行均衡的任务分解，提高空间计算效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明实施例使用的多边形矢量空间数据；

图3是本发明实施例构建的计算强度立方体效果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明提供的空间计算域计算强度立方体构建方法流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤1)分析影响空间计算域内部执行流程的计算强度的影响因素，根据计算强度影响因素的差异，将空间计算域计算过程拆解为多个子过程；

步骤2)构造包含不同顶点数的空间数据，将其存储到数据库中，分别采集不同顶点数(x)的单个空间数据在每个子过程中的计算时间(t_j)，将t_j用来表达第j个子过程的计算强度；

步骤3)使用统计分析软件，基于步骤2中采集到的样本数据，对单个空间数据的顶点数和计算时间进行线性回归分析，获得针对每个子过程的计算强度线性函数的斜率(a_j)和截距(b_j)的取值，得到单个空间数据在每个计算子过程中的计算强度函数t_j＝a_j*x+b_j；

步骤4)根据单个空间数据的计算强度函数推导各个子过程的总的计算强度函数，在每个子过程中，总的计算强度(T_j)为所有空间要素的计算强度之和，因此，每个子过程的计算强度函数为T_j＝a_j*x₀+b_j+a_j*x₁+b_j+a_j*x₂+b_j+……+a_j*x_n-1+b_j,其中n为要素总数，该函数可推导为公式(1),其中X为总顶点数；