[发明专利]用于空间计算并行化的自适应负载平衡方法

权利要求书

1.一种用于空间计算并行化的自适应负载平衡方法，其特征在于，所述方法包括：

并行化空间计算；

在计算过程中根据多台处理器之间的负载变化情况动态调整分割线以达到新的平衡；通过将划分的字空间成组的压缩或拉伸来加速空间的重新划分。

2.根据权利要求1所述的用于空间计算并行化的自适应负载平衡方法，其特征在于：

并行化空间计算中，每台处理机负责计算一块划分出来的子空间，计算量来自于空间内计算对象的数目和复杂度；

将每个计算对象的计算复杂度设为相同，那么计算量的大小用对象的数目来表示；

在计算过程中，当计算对象在空间内移动时，就认为从一台处理机负责的空间迁移到另一台捶击负责的空间，这就造成了计算负载的变动。

3.根据权利要求2所述的用于空间计算并行化的自适应负载平衡方法，其特征在于：

所述方法包括初始任务空间划分步骤：

将二叉树的非叶子节点看成空间中的分割线，叶子节点看成最终的子空间，仿真空间根据二叉树的结构逐层的划分成2^N个子空间，相邻两层的分割线的方向不同；

在这种分割条件下，任何一条竖向分割线的左面区域编号小于右面区域，任何一条横向分割线上面的区域标号小于下面的区域；

对于由2^N个子区域构成大小为X*Y的仿真空间，设每一个区域的编号由二进制表示成a₁、a₂、…、a_N，则其初始位置，即每个区域的左上角表示如下：

(Σi=1NaiX2i,Σj=1NajY2j)]]>

其中，i为奇数，j为偶数；a₁、a₂、…、a_N是每个单元编码的二进制序列，N是这个序列的长度，X和Y是整个空间的宽度和高度。

4.根据权利要求3所述的用于空间计算并行化的自适应负载平衡方法，其特征在于：

所述方法进一步包括负载平衡步骤：

S21、计算整体不平衡度；

S22、判断整体不平衡度是否达到设定要求；若是结束此过程，否则转向步骤S23；

S23、判断是否是最底层定义域DOMAIN；若是转至步骤S21，否则转向步骤S24；

S24、调整分割线一侧的第一部分，而后调整分割线另一侧的第二部分。

5.根据权利要求4所述的用于空间计算并行化的自适应负载平衡方法，其特征在于：

所述负载平衡步骤具体为：

设所有最小的子区域，即所有叶子节点的数目为DOMAIN_NUM，DOMAIN_NUM＝2^N，N正整数；

对于编码范围为StartDomain到EndDomain的子区域范围，将分成(StartDomain～(EndDomain+StartDomain)/2)，和((EndDomain+StartDomain)/2+1～EndDomain)两部分；其中，EndDomain-StartDomain+1＝＝2^N，N为正整数；

如果：Log(DOMAIN_NUM/(EndDomain-StartDomain1+))％2＝1；则代表两部分将在水平方向上进行调整，否则将在竖直方向上进行调整。

6.根据权利要求5所述的用于空间计算并行化的自适应负载平衡方法，其特征在于：

对两部分的负载差异度定义如下：

δ=LoadStartDomain~(EndDomain+StartDomain)/2-Load(EndDomain+StartDomain)/2+1~EndDomainLoadStartDomain~(EndDomain+StartDomain)/2+Load(EndDomain+StartDomain)/2+1~EndDomain]]>

设两个区域的X方向界限为(MinX1，MaxX1)，(MinX2，MaxX2)，Y方向上的界限为(MinY1，MaxY1)，(MinY2，MaxY2)那么分割线的调整值为：

offset=(MaxX2-MinX1)δLog(DOMAIN_NUM/(EndDomain-StartDomain+1))%2==1(MaxY2-MinY1)δLog(DOMAIN_NUM/(EndDomain-StartDomain+1))%2==0]]>

根据分割线的调整值offset分别计算对于两边的调整比率per1、per2为：

per1＝offset/(MaxX1-MinX1)

per2＝offset/(MaxX2-MinX2)

根据调整比率per1、per2，两边区域各自调整对所有子区域进行伸缩。