广东省建筑设计研究院 广东省 广州市 510010
摘要：在建筑构造并行运算和云计算相融合的前提下，制定了融合两种运算技术的硬软件构造和运用办法，为超长、超高、跨度大的繁杂建筑工程运算问题供应了有利条件。本文将主要围绕基于并行云计算模式的建筑机构设计展开分析和探讨，旨在推动建筑业实现可持续发展。
关键字：并行云计算；建筑结构；设计
引言：现阶段，伴随科学技术的日新月异，建筑业在发展过程中获得了不小成就。然而，以往的建筑工程设计已经不能满足现代人要求，需要将其用到的有限元剖析软件用具和并行运算技术相融合。只有这样才能确保超长、超高、跨度大的繁杂建筑工程顺利开展，保证一些繁杂运算的精准性和有效性。
一、云计算和Hadoop
所谓云计算，具体是指网格运算、分布式处置与并行处置不断强化的衍生物，是计算机定义的商业化显现。其基础原理是将运算融进到诸多的分布式计算机内，并非配置到当地计算机或者远距离服务端上，让公司信息中心的运作和网络相仿。其能充分提高资源利用率，其依据本身所需探访计算机和储存体系，减少企业资金投入。
而Hadoop由hdfs（分布式文档体系）与mapreduce组成。其中前者有着良好的容错性特征，而且设计普遍用在廉价的硬件中。其供应高传递率来探访应用进程的信息，适用于一些拥有巨大信息流的运用程序。而后者则依靠前者完成，一般会在集群内信息的宿主机中展开最迅速的运算。
二、MPI要求
（一）通讯形式
1.常规通信形式
在MPI运用正确的通信形式时，可否针对下发的数据实行缓存受其本身所影响，无非利用程序来掌控。若MPI缓存影响待下发的信息，那么输送操纵无论收取操纵能否落实均能完成，并且输送操纵能精准折回且不需要收取操纵获得输送的信息[1]。
2.同步通信形式
此形式的落实不依靠收取进程有关的收取操纵是不是已驱动，然而同步输送却要在对应的收取进程展开后才能精准折回。所以同步输送折回代表者下发缓冲区的信息现已完全被体系缓冲区缓存，且已被再次运用。
3.缓存通信形式
此形式如果要针对相应缓冲区展开掌控，便可运用缓存通信形式，在这一形式下由客户自己对通信缓冲区完成申请、应用与开放，所以缓存形式中针对通信缓冲区的科学和精准应用是由设计者保障的。利用这一形式时，消息输送能否及时折回，不依靠收取过程，却依靠有无富裕的通信缓冲区可使用，仅有在消息输送完毕后才能开放此缓冲区。
4.预备通信形式
在此通信形式中，仅有在收取进程的收取操纵已驱动时才能在输送过程驱动传送操纵，反之在传送操纵驱动而有关的收取还未驱动时便会导致传送操纵有误。预备通信形式的独特就体现在需要收取操纵要在传送操纵之前被驱动。所以，在一个科学的程序内，一个预备传送可以被一个常规传送所顶替。此形式不会干扰程序语义，但对其功效却有一定干扰。
三、建筑并行云计算构造
（一）ansys分布式并行运算
利用率最高的建筑构造有限元求解软件便是ansys，具体是指运用在不同范围领域中的高水平求解器。Ansys可以在不同种类、不同构造平台中展开互联网浮动，优越的并行运算性能包括两类并行形式，一类是同享内存；另一类则是分布式内存。其中前者指的是单机诸多CPU并行运算、多机多CPU并行运算以及散布内存式并行运算。后者常常能比前者彰显出更显著的并行效果，其重点在于鉴于MPI的制定运算程序。现阶段，伴随CPU多核，快速互联等技术的日新月异，小成本大效率的linnux集群体系变成良好功效运算平台的主要趋势[2]。
（二）Hadoop的mapreduce形式运算环节
此运算结构完成了由谷歌编程师建设的分布式运算体系程序模型。其把繁杂的、运作在大范围集群中的并行运算进程充分抽象成reduce与map两大函数，将要处置的信息流能划分成若干个小信息流，并且任一小信息流都能充分并行的展开处置（如图1所示）。
图1 mapreduce运算步骤
1.数据区分
率先把数目庞大的文件予以区分，分解成大小不同的各种小型数据。通常数据块尺寸由客户依据自己所需来掌控，之后把数据块备份下发到不同机器集群中贮存。
2.读取信息且在当地予以整合
被明确要求落实映射工作的工作站节点获取要处置的数据块，之后在之前数据块内把信息剖析成键/值的方式，利用客户规定的映射函数处置获得的核心键/值对，放进当地缓冲区中。其数据整合被区分函数发送到不同地区，随之录进本机磁盘。重至监管机当地磁盘内信息的储存位置数据，监管机把这些信息位置数据通知落实规约目标的有关工作站节点内。
3.安排规约、映射任务
在众多数据块备份内有一个监管机主程序，其他的都是工作站节点程序，监管机负责为各个工作站安排任务。主程序把安排显示闲置状态的工作站来落实映射或者规约任务。
4.远程获取
在告知落实归并任务的工作站信息的储存地点数据之后，Reduce站点利用远程形式获取落实Map任务工作站内的缓存信息。Reduce站点获得全部所需的中央信息之后，依据核心字针对中央信息值、键展开排列，将一样核心字的信息区分到一个类别中。不一样的核心字映射之后均要展开同样的规约操纵，因此对中央信息展开排列十分关键。比如出现的中央数据集的数目较大不能放在内存中，可运用外在储存器贮存。
5.录进输出文件
最终的Reduce站点针对所有归并操纵的中央信息依据中央核心字展开培训，输送中央值、键对信息给客户规定的规约函数。规约函数的最后输出结果会被添加到输出结果文档中。在全部的规约与映射工作结束后，监管机提醒客户展开先前的程序落实，开始下一时期的工作。
（三）建筑构造并行云计算方式
在建筑改造并行云计算的落实进程中，master处于主要位置，为运算程序的正常运作供应相应服务且实施调度工作。为即将落实的MPI程序供应MR mpi库，并且挑选落实reduce与map程序的节点机，获取此机中数据块展开散步式并行运算。并且master还能检查worker，在测试workwe出现错误时，对应的map操纵会被告知重启。此种运算形式结合了云计算与并行运算的彼此优点，在快速运算的过程中完成体系的问题解决与负载平衡。
结论：综上所述，探究基于并行云计算形式的建筑构造设计，是时代发展的必然趋势。相关人员要在实践中做到及时发现问题，及时处理问题，科学合理的运用并行云计算形式，以此确保建筑建设实现可持续发展，推动工程计算技术水平不断提高。
参考文献：
[1]谢向军.关于云计算的企业建筑信息云平台建设探讨[J].现代工业经济和信息化,2017,7(11):89-91.
[2]高晓菲.建筑用电设备物联网与云计算平台的融合应用[J].曲阜师范大学学报(自然科学版),2014,40(04):65-68.
论文作者:刘金松
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/5
标签：形式论文; 信息论文; 规约论文; 数据论文; 建筑论文; 程序论文; 缓冲区论文; 《防护工程》2018年第19期论文;