计算机处理方法、分布式计算方法和网络计算方法技术

一种计算处理和程序设计方法要求创建多个软件实体（“分子１０”），它可以被动态配置来自主处理数据。分子可以发送和接收信号，所述信号表示分子的状态，是否完成了处理任务，处理任务的结果和是否通过一个或多个“下一个”分子的创建而终止、中断、重新配置或继续分子的操作。可以从共用的一组软件微组分（４０、４２、４４、４６、４８）创建分子，它可以在任何程序设计语言编写以便在任何操作系统环境中运行。分子可以和单个计算资源驻留在一起，但是，它们理想地适于随网络上或并行处理环境中不同类型的分布计算资源部署。通过创建“逻辑网络”中的分子来进行全部数据处理任务，所述逻辑网络动态地适于完成其任务。可以分配逻辑网络来和不同传统系统、和以不同语言编程的应用程序以及和以任何格式存储的任何类型的数据一起工作。结果，分布或并行处理环境中的数据处理任务可以更加有效地进行，并可以采取全新类型的网络计算或并行处理任务。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及计算机处理和程序设计方法，尤其涉及使用新型自主数据处理机的方法。
技术介绍
计算机处理已从其最初的理论基础发展到当前作为面向机器的样式，其中机器指令由中央处理器(CPU)执行从而将原始数据和连续步骤中的输入转换成有用的输出。为了实现包含越来越大量数据的越来越复杂的任务，计算机硬件以指数增加的方式在速度、能力、容量方面发展，现在正接近原子尺度和光的速度与波长的物理极限。通过线性程序设计方法的复杂任务的程序设计需要密集的代码编写，这可能要求几百万行的代码且易于受错误和交叉代码冲突的影响，它们都可能需要密集的调试。自然还需要程序设计用为所选的操作系统选择的一种程序设计语言完成，这导致过时和常规的系统。开发了面向对象的程序设计(OOP)方法以便用自含且自执行的模块分解较大的程序设计任务。因此，已为特定功能进行优化的模块可以在多种多样更大的程序设计任务中以模块化形式按目录分类和重复使用。但是，OOP方法需要在程序设计环境上作为整体执行类定义层次，导致OOP模块的封闭系统和程序库必须被重新编译以便支持各种环境。过去的十年间开发了并行处理方法来尝试通过由CPU的阵列协力将处理任务分解成几部分来获得增加的能力。但是，并行处理的常规方法需要程序设计任务的集中管理和控制，这对任务的协调和同步方面有严格的要求。迄今，并行处理方法还在继续采用线性程序设计方法，它很密集且易于出错，特别是在并行操作时，并受所选的程序设计语言和操作系统控制。近些年，随着大规模分布式网络的产生，开始建议通过将大而复杂的任务分解成很小的块并在网络上协作的计算机之间将其分布来进行这些非常大或复杂的任务，这通常称作“分布计算”或“网络计算”。对分布计算的建议代表计算样式从高计算强度的任务处理向在网络上的资源之间广泛分布数据并通过分布工作用低强度CPU局部处理的转变。但是，由于使用相同的线性程序设计方法和集中化的管理和控制，迄今的分布计算样式还需要严格的程序设计和协作来实现相当的结果。一个或多个单独处理工作的错误或与使用集中处理管理的通信或协作关联的时间延迟可以产生瓶颈，这影响了这种方法的效果。利用多个异步计算机处理的一种方法称作“基于流的程序设计”(“FBP”)，如在1994年纽约Von Nostrand Reinhold出版的J.Paul Morrison的，Flow-BasedProgrammingA New Approach To Application Development中详细描述的。该参考文献根据以下三个原则描述了基于流的程序设计“异步处理、具有其特有的寿命的数据包和连接的外部定义”。在FBP中，应用定义为“黑箱”处理的网络，它通过预定的条件交换数据。FBP是通过“黑箱”处理的网络的步进标记的数据包的处理，因此是数据为中心的处理。FBP方法需要极高的预言能力来良好地工作。因此，本专利技术的主要目的是提供计算机处理和有关的程序设计方法，它分散了计算机处理任务的管理并允许用自适应的选项，诸如采用可得的最有效通路来自主进行数据的分布或并行处理。本专利技术的进一步的目的在于提供新的程序设计方法，它被最佳地设计来通过无需束缚的程序设计环境从而可以支持多个程序设计语言的同时使用并消除集中的处理管理来促进并行或分布数据处理。它还旨在降低复杂的处理任务所需的程序设计强度和情况特殊性质和这种程序设计出错的易感性。专利技术概述根据本专利技术，一种计算机处理和相关程序设计方法要求创建多个软件实体(这里称作“分子”)，它可以被动态地配置以自主地处理数据。分子可以发送和接收能够表示分子的状态、是否实现了处理任务、处理任务的结果以及是否要通过创建一个或多个“下一个”分子来终止、中断、重新配置或继续分子的操作的信号。由共用的一组软件微组分来创建分子，可以以任一程序设计语言编写所述微组分以便在任一操作系统环境中运行。为整个处理任务创建的分子可驻留在单个计算资源(CPU和数据库)，但是，它们理想地适合于部署在网络上或并行处理环境中的不同类型的分布计算资源上。以一种或多种适合于分子即将操作于其上的计算资源的程序设计语言将每个分子进行编程。分子可以用编译的或运行时间编译的代码的混合运行，允许它们在仅有部分处理适应于在其上运行的计算资源上运行。分子可以彼此发送信号并用共用的网络协议发送和接受数据。它们运行以便自主地完成其各数据处理任务直到完成整个数据处理任务。可以通过在动态地适合完成任务的“逻辑网络”中创建分子和构造它们的操作和相互作用来进行整个数据处理任务。适合并行处理环境，可以动态地配置分子在并行计算资源上自主运行。定义逻辑网络以便允许对它旨在处理的数据对象和对作为中间CPU资源的并行处理机阵列的任何可得的处理机的有效访问。处理机访问的调度可以由主控制器程序或由独立的调度程序分子或小型逻辑网络处理。将分子编程来将它们的状态、结果和下一个分子的终止、重新配置或产生发送信号。为了更有效和快速地完成数据处理任务，分子的分散、自主操作避免了常规并行处理方法中的刚性的调度结构和时间延迟冲突。作为软件配置的实体，分子由以下基本软件微组分组成信号处理机、输入处理机、接口处理机、方法处理机、有关方法和输出处理机。信号处理机能发送和接受用于调用其它分子的信号和将网络上的其它分子和资源发送信号。输入处理机接受数据输入并将数据排队。接口处理机确定到分子的输入何时满足预定条件以便打开到方法处理机的通路。方法处理机根据预定方法处理从输入处理机的队列发送的数据并将输出发送到输出处理机。适合软件程序设计方法，创建分子的逻辑网络以便在任一类型的任何可得的计算资源上运行并以任一格式和在任一位置处理数据。将初始化文件编程来创建计划中的计算资源上的分子的初始主机。初始分子用来产生表示程序步骤进行的连续层或波中的下一个分子。构成每个初始化文件来组合来自标准微组分类犁库的分子的软件微组分。根据它们的功能客观地选择这些标准类型，且不是00P分层中刚性的类类型。在适应计划在其中操作的环境的程序设计语言中所需和编程时，可以方便地创建新型的软件微组分。使用本专利技术的计算机处理和程序设计方法，可以通过设计由部分分子构造的逻辑网络来进行复杂计算和数据处理任务，其中所述部分分子使用任何类型的任何可得计算资源并在包括网络上的任何位置。因此，例如，可以用操作不同传统的系统的分子、用不同语言编程的应用程序和用任一格式存储的任一类型的数据设计逻辑网络。结果，可以更有效地进行分布或并行处理环境中数据处理任务，并可以承担完全新型的数据处理任务。将在以下本专利技术详细的描述中参考附图说明本专利技术的其它目的、特点和优点。附图说明图1A是根据本专利技术软件实体(“分子”)的一般示意图，图1B示出分布计算或并行处理环境中分子的逻辑网络的部署。图2示出用于基本类型软件分子的结构的较佳实例，它具有信号处理机、输入处理机、接口处理机、方法处理机和输出处理器微组分。图3更详细地示出软件分子的接口处理机的逻辑操作。图4A和4B示出两个方法处理类型的实例，分别是块方法处理和流方法处理。图5A-5F示出本专利技术的程序设计方法和常规面向对象的程序设计的比较。图6A-6D一步一步地示出3个基本类型的分子，块处理、流处理和流块处理的运行时间的执行。图7示出如何应用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机处理方法，其特征在于，包括以下步骤：　　　　创建多个分别由软件微组分配置的软件实体（“分子１０”），所述软件微组分包括信号处理机（４０）、至少一个输入处理机（４２）、至少一个输出处理机（４８）、接口处理机（４４）和用于相关联方法的至少一个方法处理机（４６），所述输入处理机、输出处理机和所述信号处理机用于将通信信号发送到另一分子或各分子之外的逻辑网络或从其接收通信信号并用于连接到其它微组分，所述至少一个输入处理机用于将输入数据排队，所述接口处理机用于确定何时满足由所述输入处理机接收所需的输入数据的预定输入条件，并随后调用所述方法处理机，所述方法处理机用于调用所述相关联的方法来处理所述输入数据，而所述至少一个输出处理机用于将通过所述方法处理输入数据的结果输出；　　　　将所创建的分子存储于库中以便在其后的运行时间中使用；　　　　在给定的计算资源上部署包括多个分子的逻辑网络，所述多个分子被选择来通过调用从库中检索到并在给定的计算资源上执行的第一分子执行给定的处理任务；以及　　　　通过所述第一分子的所述信号处理机发送通信信号来调用所述其他分子，所述第一分子调用一个或多个其他的分子来“连动地”逐步地扩展所述逻辑网络。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦尔西法伯尔斯，焦尔帕克，
申请(专利权)人：韦尔西法伯尔斯，焦尔帕克，
类型：发明
国别省市：US[美国]