一种面向数值模拟的算力调度方法及系统与流程

本发明涉及算力资源调度领域，尤其涉及一种面向数值模拟的算力调度方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、随着计算机技术的快速发展，数值模拟技术不断完善，在交通运输、生物医药、机械制造、能源化工等众多领域都得到了广泛的应用，极大的改善了人们的生活，这一切都离不开海量算力资源对于数值模拟过程的支持。然而，在模拟过程中，模型的日益增大、过程的日益复杂、数据的日益繁多，使得现有的“傻瓜式”算力调度系统不能很好的分配算力资源，既无法实现算力资源的高效利用，造成了资源的大量浪费，又致使数值模拟过程耗时较长，导致求解效率低下，模拟成本过高。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种面向数值模拟的算力调度方法及系统，本发明可以更加合理的分配算力资源，实现算力资源的动态调度，使数值模拟保持高效的计算，对提高算力资源利用率，缩短数值模拟求解时间，减少企业数值模拟计算成本具有重要意义。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供一种面向数值模拟的算力调度方法。

4、一种面向数值模拟的算力调度方法，包括：

5、获取待处理的数值模拟计算任务和用户相关信息；

6、基于待处理的数值模拟计算任务和用户相关信息，划分任务级别、用户级别和计算需求，以确定数值模拟计算任务的优先级；

7、根据类似数值模拟计算任务的历史记录和相关数据，得到初步预估信息；

8、根据待处理的数值模拟计算任务、数值模拟计算任务的优先级和初步预估信息，确定设计变量、约束条件和目标函数，建立优化模型；

9、根据优化模型，选择优化算法，结合类似数值模拟计算任务的历史记录和相关数据，得到初步算力调度方案；

10、获取实时资源使用情况和任务进度相关数据，采用优化模型，对初步算力调度方案进行优化迭代，得到动态变化的优化调度方案，并执行。

11、进一步地，所述划分任务级别、用户级别和计算需求，以确定数值模拟计算任务的优先级的过程包括：

12、为待处理的数值模拟计算任务赋予初始排名，所述初始排名的数值为当前所有任务的个数加1；

13、将待处理的数值模拟计算任务和已排名的计算任务的任务级别优先级进行比较，得到待处理的数值模拟计算任务的任务级别；其中任务级别优先级包括：保障、重要和一般；

14、将待处理的数值模拟计算任务和已排名的计算任务的用户进行用户级别优先级比较，得到待处理的数值模拟计算任务的用户级别；其中，用户级别优先级包括vip、长期和短期；

15、将待处理的数值模拟计算任务的计算需求与全部资源和可调用资源进行比较，计算需求满足情况分为完美、良好和及格三档，将满足计算需求的计算任务归类至对应的档位；

16、基于任务级别、用户级别以及计算需求更新所有计算任务的综合排名，得到待处理的数值模拟计算任务的实际排名。

17、进一步地，所述根据类似数值模拟计算任务的历史记录和相关数据，得到初步预估信息的过程包括：根据类似数值模拟计算任务的历史记录和相关数据，将所有类似数值模拟计算任务的资源使用情况、计算时长和计算费用的相关信息取均值，得到初步预估信息。

18、本发明的第二个方面提供一种面向数值模拟的算力调度系统。

19、一种面向数值模拟的算力调度系统，包括：

20、数据获取模块，其被配置为：获取待处理的数值模拟计算任务和用户相关信息；

21、优先级确定模块，其被配置为：基于待处理的数值模拟计算任务和用户相关信息，划分任务级别、用户级别和计算需求，以确定数值模拟计算任务的优先级；

22、初步预估模块，其被配置为：根据类似数值模拟计算任务的历史记录和相关数据，得到初步预估信息；

23、模型构建模块，其被配置为：根据待处理的数值模拟计算任务、数值模拟计算任务的优先级和初步预估信息，确定设计变量、约束条件和目标函数，建立优化模型；

24、调度方案生成模块，其被配置为：根据优化模型，选择优化算法，结合类似数值模拟计算任务的历史记录和相关数据，得到初步算力调度方案；

25、调度方案优化模块，其被配置为：获取实时资源使用情况和任务进度相关数据，采用优化模型，对初步算力调度方案进行优化迭代，得到动态变化的优化调度方案，并执行。

26、本发明的第三个方面提供一种面向数值模拟的算力调度系统。

27、一种面向数值模拟的算力调度系统，包括：

28、资源池模块，用于标定资源的专有特征，对拥有相同专有特征的资源进行分类和统一管理，并进行相应的统计；

29、需求分析模块，用于根据用户提交的数值模拟计算任务，划分任务级别、用户级别和计算需求，确定数值模拟计算任务的优先级确，给出初步预估信息，并在开始计算后动态变化；

30、算力调度模块，用于选择优化算法建立优化模型，得到初步调度方案并依托优化模型迭代优化得到动态变化的优化调度方案，并执行此方案；

31、监控管理模块，用于实时监测数值模拟计算任务的运行情况，将实时监测数据信息反馈回算力调度模块，并从算力调度模块获取算力调度记录，将其与监测数据存储在数据库中。

32、进一步地，所述资源池模块包括资源标定模块、资源分类模块和资源统计模块；所述资源标定模块，用于对资源的专有特征进行标记；其中，所述专有特征包括品牌、产地、系统架构、操作系统、节点个数、gpu、cpu、内存和存储；所述资源分类模块，用于将拥有相同专有特征的资源进行统一分类；所述资源统计模块，用于查阅各种不同专有特征的资源信息的情况。

33、进一步地，所述需求分析模块包括交互界面、任务评级模块和计算预估模块，所述交互界面，用于操作用户的人机交互；所述任务评级模块，用于确定用户所提交的数值模拟计算任务的优先级；所述计算预估模块，用于根据类似数值模拟计算任务的历史记录和数据，得到初步预估信息，显示于交互界面，在开始计算后，根据监控管理模块反馈的实时数据和当前的调度方案，得出动态预估信息。

34、进一步地，所述算力调度模块包括算法库、算法适配模块和算力调度模块；所述算法库，用于积累适合用于算力调度优化的算法，并支持增添最新的算法；所述算法适配模块，用于针对不同的数值模拟计算任务选定优化算法，明确优化过程中的设计变量、约束条件和目标函数，建立优化模型，基于类似数值模拟计算任务的历史记录和数据，得到初步的算力调度方案，读取实时数据进行迭代优化，得到动态变化的优化调度方案；所述算力调度模块用于根据优化调度方案进行算力资源的动态调度。

35、本发明的第四个方面提供一种计算机可读存储介质。

36、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的面向数值模拟的算力调度方法中的步骤。

37、本发明的第五个方面提供一种计算机设备。

38、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的面向数值模拟的算力调度方法中的步骤。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

40、本发明对所拥有的资源进行了标签化管理，针对不同类型的数值模拟计算任务搭配最为合适的优化算法，确定与之匹配的设计变量、约束条件和目标函数，搭建唯一对应的优化模型，迭代优化出动态变化的算力调度方案，可根据资源使用情况和计算任务排队情况进行动态调整，让数值模拟计算任务在大多数时间内保持了高计算效率和低计算成本，充分调动资源池资源，提高了资源利用率，缩短了计算任务的计算时长，减少了排队等待提交计算任务等情况的发生，缩短数值模拟求解时间，降低了计算成本，实现了以数值模拟计算任务为导向的算力调度，有利于相关企业提质增效。