[发明专利]网格仿真平台及网格仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机科学技术领域，具体涉及一种利用互联网上的计算机的CPU的闲置处理能力来解决大型计算问题的网格仿真平台，以及相应的网格仿真方法。

背景技术

近年来，遗传算法在函数优化中所具有的良好特性使得它在连续/离散设计变量的结构优化领域显示出极好的应用前景。另一方面，随着网格技术的发展，人们能够将分散的计算资源通过网络聚合，形成超级网络分布计算能力，集中解决大规模计算问题，透明地为用户提供服务。P2P（Peer-to-Peer）模式，即对等模式，是一种已经被广泛采用的网络计算形式，人们可以利用所有联网计算机的空闲处理器周期，聚合计算能力，完成计算密集型的任务。

网格仿真设计在计算网格技术的基础上融入对等计算思想，将局域网甚至Internet上分散的计算资源整合成虚拟高性能计算环境，建立面向多目标拓扑优化的遗传算法计算模型，提供统一的计算资源服务和可视化用户使用环境。目标是利用网格计算技术提供一个廉价和有效的解决方案用来在并行和分布式系统上运行优化任务，以帮助缩短设计阶段的优化时间，提高计算资源的利用率，减少大量的人力、物力消耗，降低制造成本。

经研究发现，目前还没有成熟的网格仿真平台设计。有鉴于此，设计一种可实现网格仿真计算并真正可用的平台及方法，已成为一种现实的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种网格仿真平台及网格仿真方法，能够合理地将种群适应度值的计算并行化，实现分布的桌面系统及集群系统的资源共享，缓解由于单个企业资源不足而影响产品研制和生产的问题，并且有效的提高资源利用率，为企业节省资金。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种网格仿真平台，其组成包括：

一个或多个终端用户，分别与网格服务器中的Web服务器连接，用于向网格服务器提交优化作业执行参数，并向网格服务器查询优化结果；

一个网格服务器，包括一个数据库，以及分别与所述数据库连接的一个Web服务器和一个调度服务器；

所述数据库，用于保存优化作业的各种数据信息；

所述Web服务器，与终端用户以及数据库相连接，用于接收终端用户提交的优化作业执行参数，调用数据库中的注册优化信息，生成表单记录在数据库中，并将优化加入作业队列；

所述调度服务器，与计算结点以及数据库相连接，用于提取数据库中的信息，选择队头作业，根据表单中记录的内容产生初始种群，进行循环迭代；以及将个体目标函数计算封装，分配给各个计算结点，并整理各个计算结点返回的评价结果，生成下一代种群；以及将优化结果记录到数据库中；

多个计算结点，包括参与计算的所有PC机和集群系统，分别与网格服务器中的调度服务器连接，用于完成被封装成多个独立的任务单元的种群个体目标函数计算任务。

本发明还提供一种网格仿真方法，包括以下步骤：

步骤1：用户通过浏览器向Web服务器提交初始化函数；

步骤2：Web服务器调用数据库接口注册优化信息，由Web服务器生成表单记录在数据库中，并将此次优化加入作业队列；

步骤3：调度服务器提取数据库信息，选择队头作业，根据表单中记录的内容产生初始种群，进入循环迭代；

步骤4：调度服务器将种群个体的目标函数计算封装成多个独立的任务单元，分配给计算结点，由网格中所有计算结点并行完成计算；

步骤5：调度服务器在收集到全部的计算结点返回的评价结果后进行整理，生成下一代种群并对其进行评价；

步骤6：迭代过程直至找到最优解或达到终止条件才结束，调度服务器将结果记录在数据库中；

步骤7，用户向Web服务器查询优化结果。

本发明的有益技术效果是：

一、通过本发明，可提高或拓展型企业内所有计算资源的效率和利用率，满足最终用户的需求，同时能够解决以前由于计算、数据或存储资源的短缺而无法解决的问题。

二、通过本发明，可建立虚拟组织，通过共享应用和数据来对公共问题进行合作。

三、通过本发明，可整合计算能力、存储和其他资源，能使得需要大量计算资源的巨大问题求解成为可能。

四、通过本发明，可对资源进行共享、有效优化和整体管理，能够降低计算的总成本。

附图说明

图1是本发明网格仿真平台的体系结构图。

图2是本发明网格仿真平台的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。