一种可移动计算执行设备、控制方法及计算执行系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种可移动计算执行设备、控制方法及计算执行系统，所述可移动计算执行设备包括移动单元、功能单元和通信单元，其中：移动单元，用于根据目标位置确定目标移动路径，并根据目标移动路径将可移动计算执行设备移动至目标位置；功能单元，用于执行目标位置关联的目标计算任务；通信单元，用于建立与相邻执行设备的通信连接，通过通信连接与相邻执行设备传输任务计算信息。通过根据目标位置随时调整可移动计算执行设备的位置，可移动计算执行设备可以与相邻执行设备直接通信，降低了执行设备之间的通信压力，提高了数据的并行处理能力，有效的提高了计算效率。有效的提高了计算效率。有效的提高了计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种可移动计算执行设备、控制方法及计算执行系统


[0001]本专利技术实施例涉及计算处理
，尤其涉及一种可移动计算执行设备、控制方法及计算执行系统。

技术介绍

[0002]对于一般的工程问题，计算规模极大，计算区域形态不规则，给数值计算带来了极大的困难。为此，区域分解是常用的方法，区域分解算法把整个计算区域分解为若干子区域，模拟时每个进程计算一个子区域，一个进程映射到计算机系统中的一个计算单元上，将原工程问题的求解就转化为子区域上的并行求解，计算任务划分到各个计算单元上，各个计算单元之间通信交换数据以实现各个子区域间的耦合。
[0003]工程问题的大规模并行模拟，存在着几个问题。执行计算任务时，相邻子区域间需要交换数据，因此进程所映射的各个计算单元之间也需要进行相互通信，以传递各自的计算结果。但是，传统的超级计算机系统需要通过交换机与路由器实现各个计算单元之间all
‑
to
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all的通信，在参与计算的计算单元数量较多时，由于交换机与路由器层层转发传递数据，通信时间上升，计算任务还会受到同一时刻计算系统上执行的其它计算任务的干扰。计算任务受限于数据的传递，无法发挥计算单元的性能，严重降低计算系统的计算效率。
[0004]另外，以工业中常见的气固流化床为例，开车初始时颗粒堆积在反应器底部，随着开车的动态演化，颗粒充满反应器并出现上稀下浓、中间稀边壁浓的非均匀分布，这导致了负载的动态变化与负载不平衡。这就需要动态区域分解去适应负载的变化，而动态区域分解也会使进程间的通信关系改变，相应的计算单元的通信关系也随之改变，进一步加重了交换机与路由器的拥挤。
[0005]由此可见，如何提高系统的计算效率是一个亟待解决的计算问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供了一种可移动计算执行设备、控制方法及计算执行系统，以实现提高系统的计算效率。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种可移动计算执行设备，包括移动单元、功能单元和通信单元，其中：
[0008]移动单元，用于根据目标位置确定目标移动路径，并根据目标移动路径将可移动计算执行设备移动至目标位置；
[0009]功能单元，用于执行目标位置关联的目标计算任务；
[0010]通信单元，用于建立与所述可移动计算执行设备的相邻执行设备的通信连接，通过通信连接与相邻执行设备传输任务计算信息。
[0011]可选的，进一步的，移动单元包括传感器、处理器和执行机构，其中：
[0012]传感器，用于采集环境信息，并将环境信息发送至处理器；
[0013]处理器，用于根据目标位置确定规划移动路径，基于规划移动路径和环境信息确定目标移动路径，并根据目标移动路径控制执行机构；
[0014]执行机构，用于根据处理器控制将可移动计算执行设备移动至目标位置。
[0015]可选的，进一步的，根据处理器控制将可移动计算执行设备移动至目标位置，包括：
[0016]采用双轮差分驱动、四旋翼驱动、螺旋桨驱动、轨道驱动中的至少一种主动驱动方式或机械臂驱动的被动方式将所述可移动计算执行设备移动至所述目标位置。
[0017]可选的，进一步的，执行机构包括电源，电源通过有线方式或无线方式供电。
[0018]可选的，进一步的，传感器包括红外传感器、运动处理传感器、激光雷达、超声波传感器、深度摄像头中的至少一种。
[0019]可选的，进一步的，移动单元为纳微机电或生化系统，纳微机电或生化系统包括微执行器和微传感器，根据目标移动路径将可移动计算执行设备移动至目标位置，包括：
[0020]采用微执行器基于微传感器将可移动计算执行设备移动至目标位置，微执行器为静电微电机、胶体马达、蛋白质马达、碳纳米管马达中的至少一种。
[0021]可选的，进一步的，通信连接包括无线网络连接、有线网络连接、光通信连接、设备到设备通信连接等直接连接中的至少一种。
[0022]功能单元为异构计算系统，包括但不限于专用计算单元与专用存储单元。
[0023]可选的，进一步的，专用计算单元，除CPU、内存外，还包括但不限于：图形处理器、众核处理器等。专用存储单元，除CPU、内存外，还包括但不限于：存储芯片、外存等。
[0024]可选的，进一步的，通信单元具有至少一个端口，所述端口与所述功能单元连接，用于接收所述功能单元发送的任务计算信息，和/或，将所述通信单元接收的来自所述相邻执行设备的任务计算信息传输至所述功能单元。
[0025]可选的，进一步的，通信单元具有至少一个端口，所述端口与所述相邻执行设备连接，用于接收所述相邻执行设备发送的任务计算信息，和/或，将所述通信单元接收的来自所述功能单元的任务计算信息传输至所述相邻执行设备。
[0026]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种可移动计算执行设备的控制方法，由本专利技术任意实施例提供的可移动计算执行设备执行，包括：
[0027]基于移动单元根据目标位置确定目标移动路径，并根据目标移动路径将可移动计算执行设备移动至目标位置；
[0028]基于功能单元执行目标位置关联的目标计算任务；
[0029]基于通信单元建立与可移动计算执行设备的相邻执行设备的通信连接，通过通信连接与相邻执行设备传输任务计算信息。
[0030]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种可变构并行计算系统，包括控制单元和至少两个专利技术任意实施例提供的可移动计算执行设备，其中：
[0031]控制单元，用于根据目标计算任务生成多个子计算任务，确定子计算任务关联的目标位置，并将子计算任务和所述目标位置发送至关联的可移动计算执行设备；
[0032]可移动计算执行设备，用于根据目标位置确定目标移动路径，并根据目标移动路径将可移动计算执行设备移动至目标位置，执行目标位置关联的子计算任务，通过与可移动计算执行设备的相邻执行设备建立的通信连接与相邻执行设备传输任务计算信息。
[0033]可变构并行计算系统包括的所述的可移动计算执行设备，可根据所述目标位置对应的子计算任务确定设备类型，基于所述设备类型选取移动单元、所述功能单元和所述通信单元中的部分组件进行组合，得到所述可移动计算执行设备。
[0034]可选的，进一步的，根据目标计算任务生成多个子计算任务，确定子计算任务关联的目标位置，包括：
[0035]接收各可移动计算执行设备发送的进程信息，每个子计算任务对应一个进程，确定子任务关联的目标位置。
[0036]本专利技术实施例提供的可移动计算执行设备包括移动单元、功能单元和通信单元，其中：移动单元，用于根据目标位置确定目标移动路径，并根据目标移动路径将可移动计算执行设备移动至目标位置；功能单元，用于执行目标位置关联的目标计算任务；通信单元，用于建立与可移动计算执行设备的相邻执行设备的通信连接，通过通信连接与相邻执行设备传输任务计算信息。通过根据目标位置随时调整可移动计算执行设备的位置，降低了计算单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可移动计算执行设备，其特征在于，包括移动单元、功能单元和通信单元，其中：所述移动单元，用于根据目标位置确定目标移动路径，并根据所述目标移动路径将所述可移动计算执行设备移动至所述目标位置；所述功能单元，用于执行所述目标位置关联的目标计算任务；所述通信单元，用于建立与所述可移动计算执行设备的相邻执行设备的通信连接，通过所述通信连接与所述相邻执行设备传输任务计算信息。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述移动单元包括传感器、处理器和执行机构，其中：所述传感器，用于采集环境信息，并将所述环境信息发送至所述处理器；所述处理器，用于根据所述目标位置确定规划移动路径，基于所述规划移动路径和所述环境信息确定目标移动路径，并根据所述目标移动路径控制所述执行机构；所述执行机构，用于根据所述处理器控制将所述可移动计算执行设备移动至所述目标位置。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述根据所述处理器控制将所述可移动计算执行设备移动至所述目标位置，包括：采用双轮差分驱动、四旋翼驱动、螺旋桨驱动、轨道驱动中的至少一种主动驱动方式或机械臂驱动的被动方式将所述可移动计算执行设备移动至所述目标位置。4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述执行机构包括电源，所述电源通过有线方式或无线方式供电。5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述传感器包括红外传感器、运动处理传感器、激光雷达、超声波传感器、深度摄像头中的至少一种。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述移动单元为纳微机电或生化系统，所述纳微机电或所述生化系统包括微执行器和微传感器，所述根据所述目标移动路径将所述可移动计算执行设备移动至所述目标位置，包括：采用所述微执行器基于所述微传感器将所述可移动计算执行设备移动至所述目标位置，所述微执行器为静电微电机、胶体马达、蛋白质马达、碳纳米管马达中的至少一种。7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述功能单元包括专用计算单元和专用存储单元，所述专用计算单元为异构计算系统，其中：所述专用计算单元包括图形处理器、众核处理器中的至少一个，以及中央处理器和内存；所述专用存储单元包括中央处理器、内存外、存储芯片和外存。8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通信连接包括无线网络连接、有线网络连接、光通...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛蔚，祝爱琦，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：