[发明专利]一种基于带权有向图的仿真系统并行性识别方法

说明书

本发明公开一种基于带权有向图的仿真系统并行性识别方法，包括：S1、根据仿真系统中各仿真组件模型的连接关系和产生状态转移的时序关系构建包含以仿真组件模型为节点和以仿真组件模型之间的连接为有向边的有向图；S2、计算有向图中各节点的计算开销和有向边的通信开销，构建包含以节点的计算开销为节点的权重和以有向边的通信开销为有向边的权重的带权有向图；S3、识别带权有向图中所有的并行分支并根据有向边的权重对带权有向图进行剪枝，将对剪枝后的带权有向图中的并行分支包含的所有权重进行融合运算的结果作为并行分支的权重，根据并行分支的权重将并行分支分组并为各组分配计算资源。本发明可使得计算开销均衡。

技术领域

本发明涉及仿真技术领域。更具体地，涉及一种基于带权有向图的仿真系统并行性识别方法。

背景技术

仿真系统的作用是在给定系统描述(模型)、初始条件以及输入时间序列前提下，生成相应的状态转移及输出轨迹，以模拟和观测客观世界系统(可以是自然系统、社会系统和工程系统)。对一个仿真系统的描述通常是，按照该系统的组成，分成多个部分，采用不同的描述方法，分别进行描述。即一个仿真系统通常包括多个异构的子模型。目前，通行的做法是将异构的子模型封装为规范化的仿真组件模型(仿真组件模型包括不可再分的原子组件模型和复合组件模型，复合组件模型由较小粒度的原子组件模型和/或复合组件模型通过模型的接口、模型之间的连接构成)，通过仿真组件模型的组合来实现复杂仿真系统的快速构建。

仿真系统的运行受时间约束，在输入驱动下各仿真组件模型的状态随着时间推进会发生转移。仿真系统的并行运行能够分别计算各仿真组件模型的状态变化，再通过具有时间先后顺序的信息交互来确保各仿真组件模型之间的状态转移符合客观的因果关系。然而，传统的仿真系统并行运行都是粗粒度的，即粗粒度的复合组件模型被分配到不同的计算节点并行执行。但是，对于最新的多核或者众核计算资源而言，这样的并行化远不能发挥计算资源的优势，需要将更细粒度的仿真组件模型分配到CPU甚至核上并行执行。

目前的并行化技术不能对细粒度并行运行的资源分配提供决策支持，其中，一个时间段内仿真组件模型的计算开销既由仿真组件模型状态转移的计算复杂度决定，也由仿真组件模型之间的时序关系决定(需要有引发模型状态转移的内部或者外部信息驱动模型状态转移的计算)。

因此，需要提供一种可实现细粒度的仿真组件模型之间的合理分组，使得在一个时间段内各组的计算开销能够均衡的基于带权有向图的仿真系统并行性识别方法

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于带权有向图的仿真系统并行性识别方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于带权有向图的仿真系统并行性识别方法，包括：

S1、根据各仿真组件模型的信息交互关系得到各仿真组件模型的连接关系，根据仿真系统中各仿真组件模型的连接关系和产生状态转移的时序关系构建包含以仿真组件模型为节点和以仿真组件模型之间的连接为有向边的有向图；

S2、计算有向图中各节点的计算开销和有向边的通信开销，构建包含以节点的计算开销为节点的权重和以有向边的通信开销为有向边的权重的带权有向图；

S3、识别带权有向图中所有的并行分支并根据有向边的权重对带权有向图进行剪枝，对剪枝后的带权有向图中的并行分支包含的所有权重进行融合运算，将融合运算结果作为并行分支的权重，根据并行分支的权重将并行分支分组，为各并行分支组分配计算资源。

优选地，步骤S1进一步包括：

S1.1、根据各仿真组件模型的信息交互关系得到各仿真组件模型的连接关系，以仿真组件模型作为节点；

S1.2、将最先产生状态转移的仿真组件模型作为起点；

S1.3、以代表起点的仿真组件模型连接的仿真组件模型作为终点，生成由起点至终点的有向边；