[发明专利]用于PWscf并行计算系统的Web服务封装方法以及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，更具体地，涉及一种用于PWscf并行计算系统的Web服务封装方法以及Web服务封装系统。

背景技术

PWscf计算软件是意大利理论物理研究中心发布的Quantum-ESPRESSO(Quantumop En-Source Package for Research in Electronic Structure，Simulation，and Optimization)计算软件包中的两大模块之一。Quantum-ESPRESSO软件包的开发遵守GNU自由软件的协议，是基于密度泛函理论，应用平面波基组和赝势方法的第一性原理计算软件。先前由于计算软件的落后而使得一些有用的方法如线性响应、超软赝势CP分子动力学(MD)方法等，受到了应用上的阻碍，这个软件的发布正是基于这种情况，从而提供了应用这些方法的一个平台。它包括两大模块：PWscf和CPMD，除此以外，还有两个辅助性的图形界面模块用于输入参数的设定和赝势的产生。

MPI(Message Passing Interface)是基于消息传递的并行编程模型，MPI的使用非常广泛，已成为当今主流的并行编程模型，高性能计算各个领域的绝大部分并行应用软件都是基于MPI开发，很多用户也选择MPI开发自己的并行应用程序。

在传统的高性能计算集群环境中，用户要运行基于MPI的并行应用程序通常需要使用远程字符终端在命令行环境下执行一系列操作，一般有以下几个流程：

准备PWscf的可执行文件及其需要的数据文件。这些文件通常需要放置在集群的全局共享存储中，用户一般使用FTP、SFTP等工具向集群上传这些文件，在大多数情况下，用户还需要用文本编辑工具对这些文件进行修改。

如果计算集群系统上有作业调度器，则用户需要使用文本编辑器编写一个脚本文件，其中填写需要申请的计算资源数量，以及运行PWscf程序的命令，然后使用作业调度命令提交作业。如果没有作业调度器，则用户需要将运行PWscf程序的进程数以及在哪些节点上运行等信息通过命令行参数的方式传递给MPI的进程启动器，如mpirun、mpiexec等。通过MPI的进程启动器启动PWscf程序来进行并行计算。

程序运行完成后，使用FTP、SFTP等工具下载结果文件到用户本地计算机查看计算结果。

现有运行PWscf计算程序的方法存在以下缺陷：

(1)使用难度大。想要顺利完成PWscf程序的计算任务，用户往往需要非常熟悉很多计专业的计算机知识和工具，如Linux操作系统基本操作、Shell脚本语言、常用的文本编辑和字符处理工具、MPI环境的使用、作业调度软件的使用等等。

(2)执行效率低。想要顺利提交一个PWscf程序的计算任务，需要执行多个流程，需要在命令行环境执行复杂繁琐的操作，从而导致并行计算任务的提交费时费力，效率低下。

(3)出错概率大。对于大部分普通用户来说，在命令行环境执行复杂繁琐的操作，出现人为操作失误的概率很大。特别是对于操作流程不熟悉的用户，在执行的各个环节均容易遇到问题。

(4)安全风险高。传统的操作方法需要对普通用户开放命令行终端访问权限，对于高性能计算集群的管理员来说，对普通用户开放命令行终端存在安全性的风险。用户的误操作可能会影响系统的稳定运行，黑客也有可能趁虚而入。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种降低用户对PWscf并行计算系统提交作业的Web封装方法以及Web封装系统。

本发明的技术方案是这样实现的：

在一方面，提供了一种用于PWscf并行计算系统的Web服务封装方法，包括：

通过Web服务界面接收与任务相关的信息；

根据所接收到的与任务相关的信息由脚本生成器提取有用信息并生成作业脚本文件；

将所生成的作业脚本文件提交给计算集群系统；

所述计算集群系统根据所述作业脚本文件调用所述PWscf并行计算系统来执行相应的作业。

在可选实施例中，在通过Web服务界面接收与任务相关的信息的步骤之前，所述Web封装方法还包括：根据接收到的应用请求获取对应的应用配置文件；以及，根据所述应用配置文件以及所述PWscf并行计算系统的运行情况生成相对应的Web服务界面。