文档介绍：并行有限元程序的自动生成
梁
中科院数学与系统科学研究院
高性能计算
高性能计算的重要性
随着并行机的快速发展成熟, 大规模科学与工程计算日益重要
大规模和超大规模并行计算能力已经成为综合国力的重要指标之一
对国民经济、军事和国防建设都有十分重要的意义。
我国高性能计算发展现状
硬件方面已接近先进水平:
联想、曙光等高性能机器迅速发展已具备
软件方面差距显著:
应用水平落后,应用软件匮乏,主要依赖国外进口
当前并行软硬件价格:
随着计算机的迅速发展,并行机越来越便宜,PC Cluster 平均每个CPU只需要一两千美元,并行软件却是十分昂贵,以一些并行有限元软件为例:
Marc 4CPU 5万美元,8CPU+前后处理22万美元,最多支持8CPU
Ansys 2CPU售价6万美元,每增加1个1万美元
Adina 只支持4CPU,2万美元
有限元软件
有限元的应用水平将成为一个企业现代化的重要标志
有限元普及的程度和水平的高低将代表着一个
有限元已成为各种高新技术的基础,高新产业的支柱
有限元软件的并行化是高性能计算应用的最重要领域之一。
商业软件的不足
模型给定
算法给定
黑箱操作
用户没有修改权,无法满足其千变万化的需求
自行研发软件的困难(1)
要求编程者同时具有三方面的能力:
1、成为软件所面向的专业领域的专家;
2、把专业需求翻译成算法和界面——算法与界面专家
3、把算法与界面翻译成机器代码——软件专家
过去适用于单CPU的软件都需要重新编写
并行软件比单CPU软件复杂得多,困难得多
以前的人工编程方式,开发并行软件将更加困难,投资
更大,时间更长,维护更困难,适应性更差,更难使用
这是软件业面临的一场挑战,也是一次难得的机会
采用模型语言与生成器方式开发并行机应用软件是一条
新的途径
并行机对并行算法与并行软件的要求
自行研发软件的困难(2)
软件发展的新途径 ——模型语言与生成器
一、提供一种与专业紧密结合的模型语言
二、用户采用模型语言编程, 由生成器产生计算机代码程序
三、模型语言是一种描述性语言, 不同专业会有不同的模型语言
FEPG的基本思想
FEPG提供了一种语言:有限元语言一种多层次的脚本文件模型语言
FEPG采用了三项技术:
自动生成技术
元件化技术
公式库技术