并行應(yīng)用程序的遠(yuǎn)程實(shí)時跟蹤科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)研究.pdf

1、跟蹤駕馭技術(shù)是目前科學(xué)計(jì)算可視化中重要的研究領(lǐng)域之一。并行應(yīng)用程序的遠(yuǎn)程實(shí)時跟蹤可視化技術(shù)通過實(shí)現(xiàn)對并行應(yīng)用程序的實(shí)時監(jiān)控，實(shí)時地顯示計(jì)算過程的中間結(jié)果，根據(jù)當(dāng)前計(jì)算狀態(tài)對計(jì)算過程進(jìn)行實(shí)時交互控制。該技術(shù)有助于科研人員更進(jìn)一步地了解和控制并行數(shù)值模擬的計(jì)算過程。 本文探討面向并行應(yīng)用程序的遠(yuǎn)程實(shí)時跟蹤技術(shù)，并研制一個原型系統(tǒng)RVS(RemoteVisualizationSystem)。該系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)時訪問運(yùn)行在分布存儲并行機(jī)上的并

2、行程序中的變量，將計(jì)算的中間結(jié)果實(shí)時地顯示在客戶端圖形工作站上，從而實(shí)現(xiàn)程序的遠(yuǎn)程實(shí)時跟蹤。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該解決方案是實(shí)現(xiàn)并行程序的遠(yuǎn)程實(shí)時跟蹤可視化的一種有效途徑。 第一章，概述科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)及其應(yīng)用背景，強(qiáng)調(diào)實(shí)時跟蹤技術(shù)對實(shí)際科研工作所起的重要作用。列舉目前一些流行的可視化系統(tǒng)，分析其適用的范圍和特點(diǎn)，總結(jié)其不足，最終提出分布式環(huán)境下的并行程序?qū)崟r跟蹤系統(tǒng)RVS的模型。 第二章，介紹分布式可視化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、任

3、務(wù)劃分及底層通信，提出RVS系統(tǒng)的科學(xué)可視化環(huán)境。RVS系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì)目標(biāo)是保證計(jì)算程序干擾最小的前提下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時跟蹤可視化。系統(tǒng)是基于C/S模型的面向網(wǎng)絡(luò)的分布式可視化系統(tǒng)，采用超級計(jì)算機(jī)與工作站網(wǎng)絡(luò)連接模式，超級計(jì)算機(jī)完成數(shù)值模擬計(jì)算過程，C/S間傳送原始計(jì)算數(shù)據(jù)，工作站系統(tǒng)承擔(dān)所有可視化任務(wù)。 第三章，介紹RVS系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)，即構(gòu)成整個系統(tǒng)的應(yīng)用支持模塊、可視化處理模塊及數(shù)據(jù)傳輸模塊的軟件實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)說明數(shù)據(jù)探針、數(shù)據(jù)源、

4、通信器及映射器四個關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及如何使用相應(yīng)的API(應(yīng)用程序接口)實(shí)現(xiàn)各個模塊。 第四章，主要闡述了遠(yuǎn)程分布式數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，詳細(xì)說明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的多種存儲類型變量的收集、分布類型數(shù)據(jù)的位置索引以及異步方式下的同步訪問機(jī)制等關(guān)鍵技術(shù)。 第五章，以Lared-I并行數(shù)值模擬程序?yàn)閼?yīng)用背景，介紹計(jì)算程序的改造過程，調(diào)用相應(yīng)的API實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格、電子溫度、離子溫度和光子溫度數(shù)據(jù)源的定義；設(shè)計(jì)客戶端2D-DVS(通用圖形可視