可適性計算平台程式架構

可適性計算平台之程式系統圖如圖 3.1 所示，包括計算層與主控協 調層。計算層可再細分為「核心計算子系統」、「應用模組容器」以及

「方程式集合分析模組」。

主控協調層之位階乃在計算層之上，其內包含數個協調委員，協 調委員數量並無限制，可依模式開發者需求擴充協調委員數目。各協 調委員皆有其職責，如調整系統資源分配或調整計算元之計算行為等；

目前可適性計算平台所建置之協調委員主要任務為負責跨計算元間 之相關迭代計算。

在計算層的部分，「核心計算子系統」為計算平台之主要計算工具，

包括數個通用化之模組，如空間離散模組、擴散項內迭代模組、資訊 同步模組，傳流項計算模組，方程式計算順序設定及儲存容器、材質 參數儲存容器、邊界條件設定與儲存容器及源匯項設定與儲存容器。

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「應用模組儲存容器」為預留之資料夾以儲存應用本平台於特定問題 時，開發者所需建立之方程式集合。本研究共建置了「地下水流」、「熱 流傳輸」及「溶質傳輸」三個應用模組，各自儲存相對應之方程式集 合，將於第四章中說明。「方程式集合分析模組」主要目的為輔助模 式開發者能有效率的建立數學模式。本研究解題乃以描述原問題之多 條方程式直接求解，而不需再推導成一整合型態之偏微分方程式 (PDE)，因此需以「方程式集合分析模組」驗證各應用模組之方程式 集合是否可解，以及定義方程式之求解順序，當多個應用模組須同時 求解時，需再提供不同應用模組間變數之傳遞資訊，此部分將於3.5 節中詳細說明。由圖 3.1 可知，此分析工具連結「核心計算子系統」

與「應用模組容器」兩子系統，為系統關鍵模組。「方程式集合分析 模組」在讀取各應用模組之資訊後，接著產生變數-方程式關係矩陣，

並以此關係矩陣進行後續分析，若各應用模組之方程式集合皆可解，

則可得各應用模組之方程式集合求解順序，之後再將方程式集合求解 順序儲存於核心計算子系統之「方程式計算順序設定及儲存容器」中。

在「主控協調層」與「計算層」外層有一殼層(shell)將此兩子系統包 圍，此殼層之職責為模式輸入與輸出之處理介面。

3.2 節將對可適性計算平台之基本計算原理進行說明，以方便後續 對各子系統實作之進一步之說明。3.3 節將進一步說明主控協調層。

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3.4 節說明「核心計算子系統」。3.5 節說明「方程式集合分析模組」。

「應用模組容器」將於3.6 節說明。3.7 節則說明可適性計算平台之

「變數與參數資料結構」。

圖 3.1 可適性計算平台之系統示意圖

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