[发明专利]面向分子动力学模拟程序的数据存储与索引方法及系统

权利要求书

1.一种面向分子动力学模拟程序的数据存储与索引方法，其特征在于，包括：

依据分子动力学模拟程序中每个MPI进程上所模拟的空间大小初始化hash表，利用初始化后的hash表存储分子动力学模拟程序中的粒子信息；

使用偏移列表预先存储邻居晶格点的偏移量；

在分子动力学模拟程序的每一个时间步循环中，对于每一个粒子，使用所述偏移列表遍历其邻居粒子，以计算邻居粒子对当前粒子的作用力；

所述依据分子动力学模拟程序中每个MPI进程上所模拟的空间大小初始化hash表，利用初始化后的hash表存储分子动力学模拟程序中的粒子信息，包括：

申请内存空间，初始化偏移列表以及初始化一个空的间隙粒子列表；

通过hash函数将每一个粒子映射到距离该粒子最近的晶格点上；

若一个晶格点上对应的粒子数大于1，则选择其中一个粒子作为晶格点粒子，其余的粒子存储到所述间隙粒子列表中。

2.如权利要求1所述的面向分子动力学模拟程序的数据存储与索引方法，其特征在于，所述hash函数的key为粒子的三维坐标，经过hash函数计算后，返回距离该粒子最近的晶格点的三维坐标。

3.如权利要求1所述的面向分子动力学模拟程序的数据存储与索引方法，其特征在于，所述对于每一个粒子，使用所述偏移列表遍历其邻居粒子，包括：

对于每一个粒子通过hash函数计算出距离其最近的晶格点坐标；

通过所述偏移列表获得与邻居晶格点对应的邻居粒子。

4.如权利要求1所述的面向分子动力学模拟程序的数据存储与索引方法，其特征在于，所述方法还包括：

在一个时间步执行完成之后，重新计算hash值并更新hash表。

5.如权利要求4所述的面向分子动力学模拟程序的数据存储与索引方法，其特征在于，所述晶格点粒子通过三维数组保存，所述更新hash表，包括：

遍历三维数组中的粒子，计算其hash值，若其hash值不等于其在三维数组中的索引，则将其加入间隙粒子列表，并标记三维数组中的该粒子为无效；

遍历所述间隙粒子列表，对其中的每一个粒子，计算其hash值，如其在所述三维数组中的位置为无效状态，则将该粒子的信息添加到所述三维数组的预设位置，并删除所述间隙粒子列表中的该粒子信息。

6.一种面向分子动力学模拟程序的数据存储与索引系统，其特征在于，包括：

粒子存储模块，用于依据分子动力学模拟程序中每个MPI进程上所模拟的空间大小初始化hash表，利用初始化后的hash表存储分子动力学模拟程序中的粒子信息；

偏移量存储模块，用于使用偏移列表预先存储邻居晶格点的偏移量；

邻居粒子索引模块，用于在分子动力学模拟程序的每一时间步循环中，对于每一粒子，使用偏移列表遍历其邻居粒子，以计算邻居粒子对当前粒子的作用力；

所述粒子存储模块具体用于：

申请内存空间，初始化偏移列表以及初始化一个空的间隙粒子列表；

通过hash函数将每一个粒子映射到距离该粒子最近的晶格点上；

若一个晶格点上对应的粒子数大于1，则选择其中一个粒子作为晶格点粒子，其余的粒子存储到所述间隙粒子列表中。

7.如权利要求6所述的面向分子动力学模拟程序的数据存储与索引系统，其特征在于，

所述hash函数的key为粒子的三维坐标，经过hash函数计算后，返回距离该粒子最近的晶格点的三维坐标；

所述邻居粒子索引模块具体用于：

对于每一个粒子通过hash函数计算出距离其最近的晶格点坐标；

通过所述偏移列表获得与邻居晶格点对应的邻居粒子。

8.如权利要求6所述的面向分子动力学模拟程序的数据存储与索引系统，其特征在于，所述系统还包括：hash表更新模块，所述hash表更新模块用于在一个时间步执行完成之后，重新计算hash值并更新hash表。