JP2001154998A

JP2001154998A - 並列化解析指示方法と並列化汎用連成解析装置

Info

Publication number: JP2001154998A
Application number: JP33383799A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Furukawa; 勝也古川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】製品の高性能化に伴い詳細な解析や製品の特性
評価の為に連成解析など、解析の規模が大きくなり解析
の計算時間が掛かるようになった。その為、解析の並列
化が重要になるが、自動並列化コンパイラでは、計算量
に合わせた並列化は困難であること、並列化言語を使う
には、解析作業者は並列化プログラミング技術が必要な
ことなど、解析作業者に大きな負担を掛けていた。【解決手段】上記課題を解決する為に、本発明では、並
列化指示手順を提供し、解析モデルに対して、解析作業
者に並列化したい個所を指示してもらい、並列化連成解
析プログラム生成手順により、並列化連成解析プログラ
ムを自動生成し、その並列化連成解析プログラムを実行
する並列化汎用連成解析装置を提供することで、並列化
した解析ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路や電磁場
等を連成して解析する際に、電気回路図、ブロック線
図、通風網等のモデル図とＣ言語やＦｏｒｔｒａｎ言語
等からなるユーザ・プログラムを入力し、その入力した
解析モデルを基に、並列化された連成解析プログラムを
自動生成する汎用連成解析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術では、入力した解析モデルを
基に、自動生成されるプログラムは逐次処理型のプログ
ラムを生成していた。それを、並列化するには、特開平
８−３２８８７１号や特開平１０−２２８４５５号で述
べられているように、自動生成された逐次型プログラム
を自動並列化コンパイラによって並列化していた。或い
は、並列化言語（HPF,OpenMP）を用いる方法で、自動生
成された逐次型プログラムに対して、プログラム中に並
列化を指示する文を追記して並列化する方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術の自
動並列化コンパイラを用いる方法では、逐次型のプログ
ラムを分析し並列化したとしても十分な並列化は得られ
ない。例えば、ループ内の計算量が等しく、データ依存
がない３つループ処理を２つに並列化する場合、２つの
ループ処理をする計算部分と１つのループ処理をする計
算部分に並列化するならば、ループ回数を考慮して並列
化するのが好ましいがループ回数が変数の場合、プログ
ラムの実行時でなければ、ループ回数が判らず計算量を
把握できない。運悪く、ループ回数が多い２つのループ
処理と、ループ回数が少ない１つのループ処理に分けた
場合、１つのループ処理の方が待ち状態になっているの
で、効率が悪いことが分かる。

【０００４】また、上述の従来技術で述べた、プログラ
ム中に並列化指示文を追記して並列化をする並列化言語
を用いる方法では、解析作業者に並列化プログラミング
技術の知識を必要とする為、解析作業者に大きな負担が
掛かる。本発明の目的は、プログラムソースよりも、上
位の概念にある解析モデルで計算量を考慮し、解析作業
者が解析モデルに並列化の指示を与えて、上述した問題
点を解決し、並列化連成解析プログラムを自動生成する
手段を持つ、並列化汎用連成解析装置を提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、図式化した或はプログラム化した解析モデルを解析
装置に入力する入力装置と、入力された解析モデルを表
示する表示装置と、解析に必要な手順を保存する保存装
置と、解析に必要な手順を記憶する主記憶装置と、主記
憶装置に記憶された手順を並列に処理する処理装置とか
ら構成される解析装置において、入力された解析モデル
を基に並列化連成解析プログラムを自動生成する手順を
備えた並列化汎用連成解析装置である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の並列化汎用連成解析装置
を図１を用いて説明する。図１は本発明の全体構成図で
ある。

【０００７】上記した目的を達成するために本発明の解
析装置は、入力装置１０１、１０２、出力装置１０３、
入出力処理装置１０４、主記憶装置１０５、処理装置群
１０６及び保存装置１０７からなる装置である。矢印は
情報の流れを示す。

【０００８】入力装置１０１は解析作業者が電気回路図
やブロック線図等を作図する為の装置で、マウス等であ
る。

【０００９】入力装置１０２は、解析作業者が電気回路
図中の回路素子属性値、ブロック線図中の伝達要素属性
値やユーザ・プログラムを入力する為の装置で、キーボ
ード等である。

【００１０】出力装置１０３は、入力した電気回路図、
ブロック線図やユーザ・プログラム等の解析モデルの表
示と確認、また、解析結果のグラフの表示等の為の装置
で、モニタ等がある。

【００１１】入出力処理装置１０４は、入力装置１０
１、１０２、出力装置１０３、保存装置１０７と主記憶
装置１０５を制御する処理装置である。

【００１２】主記憶装置１０５は、保存装置１０７に保
存されている各処理手順の記憶や入出力するデータを記
憶する記憶装置である。

【００１３】処理装置１０６は、２つのプロセッサPE1
とPE2から構成されており、主記憶装置１０５に記憶さ
れている処理手順を並列に処理する装置である。本実施
例では、理解しやすいようにフロセツサは２つである
が、４、８、１６、３２プロセッサと多くなるに従っ
て、高い並列処理が可能になる。

【００１４】保存装置１０７は、各処理手順（１０８〜
１１２）の保存や入力した解析モデルデータ１１３、解
析に必要な解析用汎用ライブラリ１１４、解析の計算を
する並列化連成解析プログラム１１５や解析結果データ
１１６を保存する装置である。

【００１５】次に本実施例で用いる解析モデルについ
て、図２、図３を用いて説明する。

【００１６】図２に本実施例の説明に用いるブロック線
図の解析モデルを示す。２０１から２０７は要素で、２
０８から２１４はノードである。２０１はソース要素で
ある。伝達要素２０４、２０６は積分要素で、入力を積
分して出力する要素である。伝達要素２０２、２０５、
２０７はゲイン要素である。ソース要素２０１の出力は
ゲイン要素２０２の入力になり、ゲイン要素２０２の出
力は突き合わせ要素２０３の片方の入力になる。以下同
様に、矢印の向きに各伝達要素の出力が伝わっていくこ
とを現わすブロック線図である。図３は、図２に示すブ
ロック線図を現した解析モデルのデータ構造である。３
０１、３０３、３０５、３０７、３０９、３１１、３１
３は要素テーブルで、要素のシンボルタイプ格納欄、ノ
ードテーブルへのポインタ格納欄、要素の配置情報格納
欄、要素の属性格納欄、並列化指示格納欄、並列化グル
ープＩＤ格納欄、優先並列化グループＩＤ格納欄等を備
えている。３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、
３１２、３１４はノードテーブルで、ノードのシンボル
タイプ格納欄、要素テーブルへのポインタ格納欄、ノー
ドの配置情報格納欄等を備えている。要素テーブルにあ
るノードテーブルへのポインタ格納欄とノードテーブル
にある要素テーブルへのポインタ格納欄は、図２の説明
で述べたように、信号の伝わり方を示すように、ポイン
夕が格納されている。また、信号の伝わり方とは逆に辿
ることができるようにもポイン夕は格納されている。こ
のポイン夕情報により、下流の要素を検索したり、上流
の要素を検索できるようになっている。

【００１７】ここで、伝達要素群の扱いについて説明す
る。

【００１８】連続して結線された伝達要素群を、１つの
伝達要素と見なせば、解析モデルを階層的に構築した場
合、階層化した上位モデルの要素は、１つの伝達要素と
見なせる。また、マウス１０１で矩形エリア２１６のよ
うに指示して、その矩形エリア内に収まる連続に結線さ
れた伝達要素群を１つの伝達要素と見なすことができ
る。更に、異なる分野をモデル化する場合も同様に、各
分野を１つの伝達要素と見なせる。例えば、電気回路部
のモデルや電磁界解析部のモデルを１つの伝達要素と見
なせる。つまり、本解析装置では、異なる解析分野のモ
デルや制御系の伝達要素群でも、要素群を１つの伝達要
素と見なすことができ、一つの伝達要素と同様に扱え
る。従って、異なる解析分野毎のモデルであったり、伝
達要素群を現わすモデルであっても、本実施例で述べる
伝達要素の扱いと、同様に扱える。

【００１９】次に本解析装置による解析モデルデータの
作成について説明する。

【００２０】解析作業者が本解析装置を起動させると、
入出力処理装置が、解析モデル作成手順１０８、並列化
指示手順１０９と並列化グループ手順１１０、並列化用
解析サブプログラム生成手順１１１、並列化用解析サブ
プログラムマージ手順１１２を、保存装置１０７から読
み込み、主記憶装置１０５に記憶する。そして、処理装
置１０６のＰＥ１が、解析モデル作成手順１０８を処理
する。解析モデル作成手順１０８には、要素の配置処理
があり、図２の様に要素を配置することができる。その
要素の配置処理では、解析作業者は解析モデル作成手順
１０８に従って、入力装置１０１を使い、制御系の伝達
要素シンボルや電気回路図の電気回路素子シンボルを配
置する。ソース要素２０１を配置する場合、解析作業者
は、出力装置１０３を見ながら、マウス１０１を移動さ
せて、ソース要素２０１を配置したい場所でピックす
る。ピックすることで、マウス１０１は配置情報を入出
力処理装置１０４へ送る。配置情報を受け取った入出力
処理装置１０４は、主記憶装置１０５へ配置情報を送
り、解析モデル作成手順１０８へ知らせる。配置情報を
受け取った解析モデル作成手順１０８は、解析作業者に
ソース要素２０１の配置を指示されたので、属性テーブ
ル３０１内のシンボルタイプ格納欄にソース要素タイプ
を設定し、マウス１０１からの配置情報を要素テーブル
３０１の配置情報格納欄に設定する。解析モデル作成手
順１０８は、作成した要素テーブル３０１から、モニタ
１０３に表示させたい情報を入出力処理装置１０４へ送
る。その情報を受け取った入出力処理装置１０４は、モ
ニタ１０３にその情報を送る。そして、モニタ１０３
は、ソース要素２０１を表示する。以下同様に、要素２
０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７の配置
位置をマウス１０１で指示してもらい、解析モデル作成
手順１１８は各要素に対応する要素テーブル３０３、３
０５、３０７、３０９、３１１、３１３を主記憶装置１
０５に作成する。そして、作成した要素テーブルを基
に、要素を配置した状態をモニタ１０３に表示させてい
る。以上が要素の配置処理である。次に、要素間の結線
処理について説明する。

【００２１】要素２０１と要素２０２を結線する場合、
解析作業者はモニタ１０３に表示された要素２０１をマ
ウス１０１でピックする。マウス１０１はマウス１０１
の座標情報を入出力装置１０４へ送り、入出力装置１０
４は受け取った座標情報を主記憶装置１０５に送る。主
記憶装置１０５では、送られた座標情報を、解析モデル
作成手順１０８は要素テーブルの配置情報と比較し、要
素テーブル３０１が選択されたことを知る。次にマウス
１０１がモニタ１０３に表示された要素２０２がピック
されると、マウス１０１は座標情報を入出力処理装置１
０４へ送る。以下上記と同様の動作で、解析モデル作成
手順１０８は要素テーブル３０３が選択されたことを知
る。初めに要素テーブル３０１が選択され、次に要素テ
ーブル３０３が選択されたことで、解析モデル作成手順
１０８は、図３の３０１、３０２、３０３で示すように
各ポインタを設定し、ノードテーブル３０２を主記憶装
置１０５に作成する。そのポインタ情報を基に、解析モ
デル作成手順１０８は結線情報を入出力処理装置１０４
に知らせ、入出力処理装置１０４は、モニタ１０３へ結
線情報を送り、モニタ１０３は結線状態を表示し、解析
作業者に、解析モデルの作成状況を知らせる。要素２０
２から要素２０７の各要素間の結線も同様である。

【００２２】解析モデル作成手順１０８の処理である要
素属性の入力処理やユーザ・プログラムの入力処理で
は、解析作業者がキーボード１０２で入力した情報を、
キーボード１０２は入出力処理装置１０４へ送る。入出
力処理装置１０４は、キーボード１０２からの情報を解
析モデル作成手順１０８へ送り、解析モデル作成手順１
０８は、キーボードからの入力情報で要素テーブルの属
性格納欄に設定する。

【００２３】図３は、本実施例で作成した解析モデルの
データ構造である。

【００２４】解析モデル作成手順１０８は、作成した要
素テーブルとノードテーブルを入出力処理装置１０４へ
送り、入出力処理装置１０４は、保存装置１０７の解析
モデルデータ１１３に保存する。

【００２５】次に並列化連成解析プログラム生成手順の
動作について、図４を用いて説明する。図４は並列化連
成解析プログラム生成手順を表した動作フローである。
上述したように解析モデル作成手順１０８は、ブロック
線図４０１、電気回路４０２やユーザ・プログラム４０
３を、解析作業者に入力して貰い、解析モデルデータ１
１３を図３のように生成する。そして次に、処置装置１
０６のＰＥ１は、主記憶装置１０５に記憶されている並
列化指示手順１０９の処理を実行する。解析作業者に並
列化する伝達要素、または伝達要素群を指示させる場合
について説明する。

【００２６】伝達要素２０５は本実施例では単純な要素
であるが、並列化して有効な要素は、階層化されたモデ
ルや電磁界解析プログラムのように計算量が多い場合で
ある。要素２０５に並列化計算するよう指示するには、
解析作業者が、モニタ１０３に表示されている伝達要素
２０５をマウス１０１を用いてドラックやピック（２１
５）をする。ピックやドラックによって、マウス１０１
は、マウスの座標情報を入出力処理装置１０４へ送る。
入出力処理装置１０４は、その座標情報を主記憶装置１
０５へ送り、並列化指示手順１０９へ知らせる。並列化
指示手順１０９は、ピックやドラック時のマウスの座標
情報と要素テーブルの配置情報を比較して、伝達要素２
０５を表わす要素テーブル３０９が選択されたことを判
断する。そして、並列化指示手順１０９は、要素テーブ
ル３０９中の並列化指示欄に並列化指示の１を設定す
る。説明では、並列化の指示は１ケ所だけであるが、複
数ある場合も同様に並列化フラグを設定する。並列化指
示の０は、初期値であり並列化の対象でないとを示す。
このように、解析モデルを作成する解析作業者が、解析
モデルの計算量を考慮して、並列化の指示ができる。つ
まり、ソースプログラムレベルではなく、図式化した解
析モデルで並列化の指示ができ、解析作業者の負担を軽
減している。

【００２７】次に並列化グループ識別手順１１０につい
て説明する。

【００２８】上記した並列化指示手順１０９が終了した
ら、処理装置１０６のＰＥ１は、主記憶装置１０５に記
憶されている並列化グループ識別手順１１０を処理す
る。

【００２９】並列化グループ識別手順１１０では、要素
テーブルの並列化指示欄にある並列化指示欄を参照し
て、要素群を並列化グループに分ける処理である。図
５、図６の流れ図に従って、その処理について詳しく説
明する。

【００３０】処理５０１は、並列化グループ識別手順１
１０の開始である。

【００３１】処理５０２では、入出力処理装置１０４が
解析モデルデータ１１３を読み込み、主記憶装置１０５
に記憶させる。

【００３２】処理５０３で並列化グループ識別変数とし
てParalleGroupIDを０に初期化する。

【００３３】次にｉを１から解析モデル中の伝達要素数
まで、処理５０４、５０５、５０６、５０７を繰り返
す。

【００３４】処理５０４は、要素テーブル（ｉ）の並列
化指示欄を調べ、並列化指示の１がセットされている要
素テーブル（ｉ）を見つけ出す。見つかれば処理５０５
へ進む。

【００３５】処理５０５は、要素テーブル（ｉ）から、
上流の要素テーブルを辿り、シンボルタイプが積分要
素、又はソース要素の要素テーブル（ｋ）を探す。無い
場合は処理５０６へ進み、処理５０６で並列化が出来な
いことをメッセージとして出力して、処理５０４へ進
む。一方、有る場合は、探し出した積分要素又はソース
要素の要素テーブル（ｋ）に対して、処理５０７で、要
素テーブル（ｋ）からの下流要素群に並列化グループＩ
Ｄを設定する。この処置５０７について、図６を用いて
詳しく説明する。

【００３６】図６は、処理５０７の詳細流れ図である。
処理６０１は、処理５０７の開始である。処理６０２で
並列化グループ識別変数ParalleGroupIDに１を加算す
る。処理６０３では、処理５０５で見つけた要素テーブ
ル（ｋ）の並列化グループＩＤ欄にParalleGroupIDを設
定する。本実施例では要素テーブル（ｋ）は要素テーブ
ル３０７に対応する。

【００３７】処理６０４では要素テーブル（ｋ）が指す
下流要素を探す。無い場合は処理６０９へ進み、処理５
０６を終える。有る場合は、それを要素テーブル（ｊ）
とし、処理６０５へ進む。

【００３８】処理６０５は、要素テーブル（ｊ）のシン
ボルタイプが積分要素か判断する。積分要素の時は、処
理６０４に進み要素テーブル（ｋ）が示す下流要素を探
す。積分要素でない場合は、処理６０６に進む。

【００３９】処理６０６は、要素テーブル（ｊ）が指す
１つ上流になる要素テーブル全てに、並列グループＩＤ
が設定されているかチェックする。その上流要素テーブ
ル全てに並列グループＩＤが設定されていれば処理６０
７に進む。また、上流要素テーブル全てに並列グループ
ＩＤが設定されていなければ、処理６０８に進む。

【００４０】処理６０７では、要素テーブル（ｊ）の並
列化グループＩＤ欄にParalleGroupIDを設定し、処理６
０４に進む。

【００４１】処理６０８では、要素テーブル（ｊ）の優
先並列化グループＩＤ欄にParalleGroupIDを設定して、
処理６０４へ進む。

【００４２】以下、要素テーブル（ｋ）が指す下流要素
が無くなるまで繰り返す。

【００４３】処理５０７が終了したら、ｉに１を加算し
て要素テーブル（ｉ）について同様の処理を繰り返す。

【００４４】全要素について繰り返した後、新たにｉを
１として、伝達要素数まで、処理５０８、５０９、５１
０を繰り返す。

【００４５】処理５０８では要素テーブル（ｉ）の並列
化グループＩＤが設定されていないソース要素がなけれ
ば、処理５１０へ進み、設定されている場合は処理５０
９へ進む。

【００４６】処理５０９は、要素テーブル（ｉ）の並列
化グルーフＩＤが設定されていない積分要素がなけれ
ば、処理５１０へ進み、ある時は、ｉに１を加算して処
理５０８へ進む。

【００４７】処理５１０は上記した処理５０６と同じ処
理である。

【００４８】以下、全ての要素テーブル（ｉ）に対して
繰り返し処理をして並列化グループ識別手順１１０をＰ
Ｅ１が順次実行して終える。

【００４９】本実施の解析モデルでは、図３に示すよう
な、並列化指示欄、並列化グループＩＤ欄、優先並列化
グループＩＤ欄の値が解析モデルデータ１１３に設定さ
れる。そして、ＰＥ１は次に並列化用解析サブプログラ
ム生成手順１１１を処理する。

【００５０】図７を用いて並列化用解析サブプログラム
生成手順１１１の説明をする。図７は、解析モデルデー
タ１１３を元に、並列化用解析サブプログラム４０４、
４０５、４０６を生成する手順の流れ図である。

【００５１】処理７０１は、並列化用解析サブプログラ
ム生成手順１１１の開始である。

【００５２】処理７０２では、処理６０２で処理された
ParalleGroupID変数から、並列化グループ数を取得す
る。

【００５３】そして、処理７０３を並列化グループ数だ
け繰り返し、並列化グループ数分ファイルを新規にオー
プンする。この処理で、入出力装置１０４は保存装置１
０７に並列化解析サブプログラムを格納するファイルを
並列化グループ数分作成する。

【００５４】次に、ｉを１から要素数まで、処理７０４
から処理７１２を繰り返す。

【００５５】処理７０４は、要素テーブル（ｉ）のシン
ボルタイプがソース要素又は積分要素の要素テーブル番
号を取り出し、処理７０５で取り出した要素テーブル番
号ｉの値を変数ｊに格納し、処理７０６へ進む。要素テ
ーブル（ｉ）のシンボルタイプがソース要素又は積分要
素でない場合は、ループ変数ｉを＋１して繰り返す。

【００５６】処理７０６では要素テーブル（ｊ）に設定
してある並列化グループＩＤを取り出し、処理７０７で
は、その並列化グループＩＤに対応するファイルに要素
テーブル（ｊ）の計算手順を書き込む。

【００５７】処理７０８では、要素テーブル（ｊ）が指
す下流要素テーブルを探し、下流要素テーブルがある場
合、その要素テーブル番号を変数ｋに設定し、処理７０
９へ進む。無い場合はループ変数ｉに１を加算して繰り
返す。

【００５８】処理７０９は、要素テーブル（ｊ）と要素
テーブル（ｋ）の並列化グループＩＤを比較し、等しく
ない時はｉに１を加算して繰り返す。並列化グループＩ
Ｄが等しい時は処理７１０へ進む。処理７１０では、変
数ｋの値を変数ｊに格納する。そして、処理７１１へ進
む。

【００５９】処理７１１では、要素テーブル（ｊ）の優
先並列化グループＩＤがあるかをチェックする。要素テ
ーブル（ｊ）に優先並列化グループＩＤが無い場合は処
理７０６へ進み、優先並列化グループＩＤがある場合
は、処理７１２へ進む。

【００６０】処理７１２は、要素テーブル（ｊ）にある
優先並列化グループＩＤを用いスレッド終了待ち手順
を、要素テーブル（ｊ）の並列化グループＩＤと対応す
るファイルに書き込む。そして、処理７０６へ進む。

【００６１】以下、全ての要素テーブル（ｉ）について
同様に繰り返し、並列化用解析サブプログラム生成手順
１１１は終了する。並列化用解析サブプログラム生成手
順１１１の処理で、保存装置１０７上に並列化用解析サ
ブプログラム４０４、４０５、４０６が生成される。

【００６２】その詳細を図８に示す。サブプログラム４
０４は、並列化グループＩＤが１である要素の処理手順
である。サブプログラム４０５は、並列化グループＩＤ
が２である要素の処理手順である。サブプログラム４０
６は、並列化グループＩＤが３である要素の処理手順で
ある。

【００６３】次に並列化用解析サブプログラムマージ手
順１１２について説明する。

【００６４】並列化用解析サブプログラムマージ手順１
１２は、並列化用解析サブプログラム生成手順１１１で
生成した並列用解析サブプログラム４０４、４０５、４
０６を解析作業者が指示した並列化の指示に従って、並
列化の指示がされた要素に対応する並列化用解析サブプ
ログラム４０４を残し、並列化の指示がされなかった要
素に対応する並列化用解析サブプログラム４０５、４０
６を１つの並列化用解析サブプログラム４０８にマージ
して、結果として２つの並列化用解析サブプログラム４
０７、４０８にする。マージする場合、優先並列化グル
ープＩＤが設定されていない要素に対応する並列化用解
析サブプログラムを先に処理するようにマージする。こ
の処理で、入出力処理装置１０４は、保存装置１０７に
保存されているサブプログラム３（４０６）をサブプロ
グラム０（４０８）に書き込み、次にサブプログラム２
（４０５）をサブプログラム０（４０８）追記する。ま
た、サブプログラム１（４０４）に、自分自身のスレッ
ド終了手続きを書き込む。この並列化用解析サブプログ
ラムマージ手順１１２で作成された並列化用解析サブプ
ログラムの詳細を図９に示す。サブプログラム４０７
は、並列化の指示がされた要素に対応する並列化用解析
サブプログラムである。また、サブプログラム４０８は
並列化の指示が無かった要素に対応する。並列化用解析
サブプログラムである。このように、処理装置１０６の
ＰＥが２個の場合、スレッドが２つになるように並列化
用解析サブプログラムを２つにする工夫をしている。も
し、並列化解析サブプログラム生成手順１１１が生成し
た並列化解析サブプログラムの数が、処理装置１０６の
ＰＥの数以内のであれば、マージしない。

【００６５】このような処理手順を行えば、並列化指
示、並列化グループＩＤと優先並列化グループＩＤの情
報を使って、解析モデルを並列に計算できるように並列
化用解析サブプログラムが生成できる。そして、生成し
た並列化用解析サブプログラム４０７、４０８を処理装
置１０６のＰＥ１が、コンパイルし、解析用汎用ライブ
ラリ１１４とリンクして、並列化連成解析プログラム１
１５を生成する。

【００６６】次に図１０、図１１を用いて従来、生成さ
れていた連成解析プログラムと本解析装置により生成さ
れた並列化連成解析プログラム１１５の処理について説
明する。

【００６７】図１０は、従来の連成解析プログラムの全
体流れ図である。処理１００１から処理１００７は、汎
用化されたライブラリで、保存装置１０７に格納してあ
る。処理１００８は、従来の連成解析プログラム生成手
順が生成した連成解析用サブプログラムである。つま
り、解析モデルが代わった場合、処理１００８が異な
り、解析モデルに合わせた計算手順を自動生成してい
た。

【００６８】これに対して、本発明による並列化連成解
析プログラムの全体流れ図を図１１に示す。処理１１０
１から処理１１０８は汎用化されたライブラリで解析用
汎用ライブラリ１１２として保存装置１０７に格納され
ている。処理１１０９と処理１１１０は、並列化用解析
サブプログラムマージ手順１１３が生成した並列化用解
析サブプログラム４０７、４０８である。

【００６９】解析作業者が、並列化連成解析プログラム
の実行を指示すると、処理装置１０６のＰＥ１は、入出
力装置１０４に並列化連成解析プログラム１１５の読み
込みを指示する。指示された入出力装置１０４は保存装
置１０７にある並列化連成解析プログラム１１５を読み
込み、主記憶装置１０５へ書き込む。そして、ＰＥ１は
並列化連成解析プログラム１１６の実行を開始する。

【００７０】処理装置１０６のＰＥ１は、最初の処理１
１０１で一つ目のスレッド０を作成し、処理１１０２を
実行する。処理１１０２で並列化解析プログラムの初期
化を行い解析時刻ｔをゼロにセットする。そして、処理
１１０３では解析時刻が解析終了時刻かチェックをし解
析終了時刻であれば、処理１１０７へ進み、解析結果デ
ータ１１６を出力して並列解析プログラムは終了１１０
８する。処理１１０３で解析終了時刻でない時は処理１
１０４へ進む。ＰＥ１は処理１１０４で処理１１１０を
実行する為に、二つ目のスレッド１を生成する。そし
て、生成されたスレッド１は、処理装置ＰＥ２で処理１
１１０を実行する。

【００７１】スレッド０は、ＰＥ１で処理され処理１１
０９を実行し、スレッド１の終了待ち手順の処理では、
処理１１１０を処理しているスレッド１の終了を待つ。
一方、スレッド１は処理１１１０を処理した後、スレッ
ド１は終了する。スレッド０は、スレッド１の終了を確
認すると次のステップへ進む。この処理で各並列処理の
同期をとっている。

【００７２】処理１１０５では積分中であれば処理１１
０４へ進む。積分中は上記と同様の処理を繰り返す。

【００７３】積分が終了すると処理１１０６へ進む。

【００７４】処理１１０６では解析時刻を積分刻み時間
だけ、解析時刻に加算し、処理１１０３へ進む。

【００７５】以上の手順が１ステップの処理手順であ
り、解析終了時刻まで繰り返される。

【００７６】この様に、解析作業者が解析プログラムの
ソースコードに直接、並列化の指示文をコーディングす
ることなく、また、自動並列化コンパイラを利用せず
に、解析プログラムのソースコードの上位の概念である
図式化した解析モデル上で、計算量が多くなると思われ
る要素に、並列化の指示をするだけで、並列化用解析サ
ブプログラム４０７、４０８を自動生成し、並列に計算
する連成解析プログラムができる。その為、従来より解
析モデルの計算量を考慮した並列化が可能で、このこと
は処理装置１０６のリソースを有効に利用でき、効率的
な解析作業ができる。今回の実施例では、積分中でスレ
ッド生成１１０４とスレッド終了の処理をしているが、
スレッド生成を初期化１１０２で行い、スレッドの終了
を結果出力の処理１１０７で行う方法にすると、スレッ
ドの作成と終了のオーバヘッドが減り、更に計算の高速
化が計れる。また、並列化の同期を取る為に、処理１１
０５に変わる仕組みが必要になるが、同期変数を用いる
などして、実現は可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、解
析作業者は、自動並列化コンパイラを必要とせず、ま
た、特殊な並列化言語を用いた並列化のプログラミング
を必要とせずに、並列化した連成解析作業ができる。

【００７８】このことは、解析作業者にとって、解析モ
デルの作成に集中でき、更に、解析モデル中で計算時間
が多く掛かりボトルネックとなる要素について、図式化
した解析モデル上で並列化の指示ができるので、処理装
置１０６のリソースを効率的に利用でき、解析時間を短
縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に於ける、並列化汎用連成解
析装置の全体構成図である。

【図２】本発明の一実施例に用いる解析モデル図であ
る。

【図３】本発明の一実施例に用いる解析モデルのデータ
構造図である。

【図４】本発明の一実施例に用いた並列化連成解析プロ
グラム生成手順の動作フロー図である。

【図５】本発明の一実施例に用いた並列化グループ識別
手順の流れ図である。

【図６】図５の処理５０７に示す下流要素群に並列化グ
ループＩＤをセットする手順の流れ図である。

【図７】本発明の一実施例に用いた並列化用解析サブプ
ログラム生成手順の流れ図である。

【図８】並列化用解析サブプログラム生成手順が生成し
た並列化用解析サブプログラムを示す図である。

【図９】並列化用解析サブプログラムマージ手順でマー
ジした並列化用解析サブプログラムを示す図である。

【図１０】従来の連成解析プログラムの全体流れ図であ
る。

【図１１】本発明による並列化連成解析プログラムの全
体流れ図である。

【符号の説明】

１０１…入力装置マウス、１０２…入力装置キーボー
ド、１０３…出力装置、１０４…入出力処理装置、１０
５…主記憶装置、１０６…処理装置群、１０７…保存装
置、１０８…解析モデル作成手順、１０９…並列化指示
手順、１１０…並列化グループ識別手順、１１１…並列
化用解析サブプログラム生成手順、１１２…並列化用解
析サブプログラムマージ手順、１１３…解析モデルデー
タ、１１４…解析用汎用ライブラリ、１１５…並列化連
成解析プログラム、１１６…解析結果データ、２０１…
ソース要素、２０２…伝達要素、２０３…突き合わせ要
素、２０４…積分要素、２０５…伝達要素、２０６…積
分要素、２０７…伝達要素、２０８、２０９、２１０、
２１１、２１２、２１３、２１４…ノード、２１５…ピ
ック、２１６…ドラック。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】図式化した或はプログラム化した解析モ
デルを解析装置に入力する入力装置と、入力された解析
モデルを表示する表示装置と、解析に必要な手順を保存
する保存装置と、解析に必要な手順を記憶する主記憶装
置と、主記憶装置に記憶された手順を並列に処理する処
理装置とから構成される解析装置において、入力された
解析モデルを基に並列化連成解析プログラムを自動生成
する手順を備えていることを特徴とした並列化汎用連成
解析装置。
【請求項２】請求項１において、並列化したい要素、
又は要素群に並列化フラグを与える並列化解析指示方法
を備え、並列化フラグを与えられた要素又は要素群を基
に最適な並列化グループを決定する手段を備え、決定さ
れた並列化グループの要素群を抽出する手段と抽出され
た要素群から並列化したプログラムを自動生成する手順
を備えた並列化汎用連成解析装置。
【請求項３】請求項１において、並列化する要素また
は要素群に並列化フラグを与える並列化解析指示方法を
省き、入力装置からの解析モデルの情報を分析して並列
化する要素、又は要素群を決定する手段を備えた並列化
汎用連成解析装置。
【請求項４】請求項１において、解析分野が多種にわ
たる解析モデルの分野を並列化要素又は要素群として指
示する並列化解析指示方法を備え、並列化を指示した分
野の解析モデルを、並列化したプログラムに自動生成す
る手順を備えた並列化汎用連成解析装置。