分布式計算中的數(shù)據(jù)傳輸與管理的研究與實現(xiàn).pdf

1、在有限元計算理論和計算機技術(shù)共同支持下發(fā)展起來的在單機上運行的傳統(tǒng)有限元分析軟件是解決復(fù)雜工程設(shè)計分析問題的有力工具.由中國大連理工大學(xué)工程力學(xué)系、工程力學(xué)研究所研制開發(fā)的JIFEX軟件系統(tǒng)就是其中之一.但是,由于受計算機CPU計算速度的限制以及有限存儲空間的制約,使用傳統(tǒng)的有限元分析軟件分析超大規(guī)模的工程問題,往往會面臨計算時間過于漫長甚至無法按時完成任務(wù)的困難,這已成為傳統(tǒng)有限元分析軟件在工程實踐中更深層次應(yīng)用的瓶頸問題之一.為解決

2、這一難題,人們進(jìn)行了很多嘗試.其中,隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而逐漸成熟的分布式計算理論及其技術(shù)為解決這一問題提供了新的途徑.一方面,基于計算機網(wǎng)絡(luò)的分布式計算技術(shù)可使相互獨立的計算機通過網(wǎng)絡(luò)集合成一個相互協(xié)調(diào)的分布式計算環(huán)境,從而提高了整體的計算速度,可在一定程度上解決巨大的運算量所帶來的分析時間過長的問題;另一方面,分布式計算中的數(shù)據(jù)共享機制可有效的解決超大規(guī)模工程分析中的海量數(shù)據(jù)的存儲問題.此外,分布式計算還具有良好的可擴展性和體系

3、結(jié)構(gòu)靈活等優(yōu)點.因此,將分布式計算技術(shù)與傳統(tǒng)有限元計算相結(jié)合,研究開發(fā)分布式有限元計算軟件,是發(fā)展應(yīng)用有限元計算技術(shù)和軟件系統(tǒng)一個重要方向.該文工作是在大型有限元軟件JIFEX基礎(chǔ)上,研究分布式計算中的數(shù)據(jù)傳輸與管理這一關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)一個分布式有限元計算的原型系統(tǒng).數(shù)據(jù)傳輸是開發(fā)分布式有限元分析軟件亟待解決的關(guān)鍵問題之一,因為它是實現(xiàn)各獨立計算實體互連、互操作和協(xié)同工作的基礎(chǔ).該文在論證了以Client/Server模式實現(xiàn)分布式有限元

4、計算的可行性及必要性的基礎(chǔ)上,提出了分布式有限元計算的原型系統(tǒng).采用數(shù)據(jù)集中管理方式解決了有限元計算中海量數(shù)據(jù)的存儲問題.依據(jù)有限元計算數(shù)據(jù)的特點而定義了傳輸協(xié)議,簡化了實現(xiàn)傳輸?shù)碾y度,提高了效率.基于自定義的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,采用了支持TCP/IP協(xié)議的Socket編程技術(shù),實現(xiàn)了同構(gòu)或異構(gòu)平臺上客戶機和服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)實時通信,從而解決了部分分布式數(shù)據(jù)一致性的問題,初步實現(xiàn)了服務(wù)器的多客戶并發(fā)機制,為有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計軟件系統(tǒng)JI