[发明专利]基于可视化建模的MPI并行程序设计系统及框架代码自动生成方法

权利要求书

1.一种基于可视化建模的MPI并行程序设计系统，包括用户界面层、代码生成层，用户界面层基于可视化操作界面向代码生成层提供模型；代码生成层用于对模型进行解析，其中用户界面层包括用于图形化建模的图形编辑器和作为生成代码框架修改环境的代码编辑器，代码生成层包括算法骨架模块、模型验证模块和代码生成模块，算法骨架模块用定义模式的属性集的方法来描述相应模式的特征和行为，将设计模式进行再次的封装，提供程序框架；模型验证模块用于在代码生成前对模型的逻辑正确性进行验证，以确保生成代码的有效性，代码生成模块用于根据用户需求不同调用不同的并行标准库。

2.如权利要求1所述的基于可视化建模的MPI并行程序设计系统，其特征在于，还包括并行设计标准库，所提供的模型根据用户的需要通过对已有的并行设计标准库进行调用。

3.如权利要求1所述的基于可视化建模的MPI并行程序设计系统，其特征在于，在该系统中定义一组用来刻画模型的构造块，该构造块由在不同模型间被重复使用的基本元素定义。

4.如权利要求1所述的基于可视化建模的MPI并行程序设计系统，其特征在于，每个所述模型对应着一个树型数据结构，该树型数据结构包括：作为根的Contents Model类，该类抽象成员属性列表，该列表中保存有该系统中所有构造块成员，当访问模型数据结构时，得到这个数据结构的根，即在DiagramEditor类中定义的成员函数：ContentsMode1类的对象parent，通过parent.getChildren()可访问到所有的构造块，并且根据构造块可以访问对应的属性；NodeModel记录了一类构造块的相关信息，包括名称、位置、基本属性；构造块的共有属性，即List类型的sourceConnection和targetConnection，这两个属性分别保存了连接到这个构造块的连接线和从这个构造块发出的连接线的另一端链接的对象；连接线有NodeModel类型的属性source和target，描述一个连接线的起始点和结束点。

5.如权利要求1所述的基于可视化建模的MPI并行程序设计系统，其特征在于，所述模型的保存是将Java对象转化为XML格式的文件保存。

6.如权利要求1所述的基于可视化建模的MPI并行程序设计系统的框架代码自动生成方法，该方法包括以下步骤：

用户根据底层的并行计算硬件平台和运行环境选择一类并行编程语言或者并行程序库，由代码生成器根据该语言的编程模型选择基本的程序结构骨架；同时由代码生成器遍历已创建的并行应用的树型数据结构，形成并行应用程序的控制流信息，插入到程序结构骨架中生成最终的程序源代码；其中将模型进行解析，自动生成框架代码流程，该流程包括以下步骤：

步骤1：首先查找开始节点，查找成功时生成头文件以及main()函数头；

步骤2：根据连接线连接到的方向解析下一个节点，并生成相应代码；

步骤3：若遇到上循环，生成循环开始语句；

步骤4：解析循环体中的各个节点，生成对应代码；

步骤5：若遇到下循环，循环结束，返回到步骤2，继续解析其余节点；

步骤6：若经过检查该节点不是循环，则检查是否遇到分支节点；

步骤7：若遇到了分支节点则计算此次分支的合并节点是哪个，然后按解析分支节点到合并节点之间的构造块，并生成对应代码，放入分支的一个条件下；

步骤8：参与步骤7中的功能；

步骤9、10：共同完成分支中另一条路径的解析；

步骤11、12：若该节点不是循环或者分支节点，则检查是否碰到了结束节点。若是则进入步骤12，退出解析过程，若不是则该节点就是一个普通节点，生成相应代码，然后继续解析下一个节点；

步骤12：结束解析过程。