ЭАС3

EAS3 (Система ввода-вывода 3)
Расширение имени файла	.eas
Магическое число	EAS3_I8R8
Разработано	Штутгартский университет
Тип формата	двоичный формат данных с плавающей запятой

ЭАС3
Оригинальный автор(ы)	Инст. ф. Аэро- и газодинамика ( Штутгартский университет )
Первоначальный выпуск	август 1999 г .; 25 лет назад
Стабильная версия	1.6.7 / 14 апреля 2009 г .; 15 лет назад
Написано в	Фортран , С
Операционная система	все POSIX системы
Платформа	независимый от платформы
Доступно в	английский / немецкий
Тип	постобработка, компьютерный формат файла
Лицензия	МОЯ лицензия
Веб-сайт	неделя .iag .uni-штутгарт .из /eas3wiki

EAS3 (EAS = Ein-Ausgabe-System) — это набор программных инструментов для чтения и записи структурированных двоичных данных с геометрической информацией, а также для постобработки этих данных. Он предназначен для обмена данными с плавающей запятой в соответствии со стандартом IEEE между различными компьютерами, их модификации или преобразования в другие форматы файлов. Его можно использовать для всех видов структурированных наборов данных. В основном он используется в области прямого численного моделирования .

пакет EAS3

Полный пакет состоит из библиотек, предназначенных для использования в собственных кодах, и отдельного инструмента командной строки. Он написан на языках Fortran и C и работает во всех POSIX операционных системах . Библиотеки включают в себя различные числовые алгоритмы и подпрограммы для чтения и записи файлов в двоичном формате EAS3. Процедуры чтения/записи предоставляются на языках Fortran и C. Реализованные численные методы включают, например, быстрое преобразование Фурье , алгоритм Томаса и процедуры интерполяции . Библиотеки также подходят для векторных компьютеров .

История

EAS3 был разработан в Институте аэродинамики и газовой динамики (IAG) Штутгартского университета . Предыдущие версии (EAS, EAS2) появились в конце 1980-х годов, когда мощности компьютеров позволили провести первые пространственные вычисления DNS. ^{[ 1 ]} Предстоящий объем данных требовал эффективной обработки и постобработки. Обычно моделирование выполнялось и выполняется до сих пор на высокопроизводительном компьютере, а затем подвергается постобработке на других машинах с противоположным порядком байтов . Для обработки данных требовался формат файла, не зависящий от порядка байтов.

С момента публикации EAS3 в 1999 году программное обеспечение постоянно разрабатывалось членами участвующих институтов. С 2007 года EAS3 также доступен через каталог программного обеспечения Heise . ^{[ 2 ]} EAS3 используется приложениями в рамках европейского проекта PRACE. ^{[ 3 ]} Текущий номер версии — 1.6.7 от апреля 2009 г.

Формат файла

Формат файла EAS3 используется для хранения данных с плавающей запятой в формате IEEE и для обмена файлами между различными компьютерными архитектурами ( с прямым порядком байтов ). Данные организованы в виде параметров, один из которых представляет собой одно-, двух- или трехмерный массив с плавающей запятой. Некоторые из этих параметров могут быть объединены в один временной шаг. Это позволяет хранить пятимерные массивы. Данные могут быть записаны с одинарной точностью (32 бита), двойной точностью (64 бита) или четырехкратной точностью (128 бит). Информация о геометрии для разных направлений сохраняется в заголовке файла. Там также можно хранить дополнительную информацию в определяемых пользователем массивах. Поскольку размер файла ограничен только самим компьютером (например, файловой системой), файлы EAS3 подходят для масштабного моделирования и, следовательно, для высокопроизводительных вычислений . ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Функциональность

Фактический исполняемый файл EAS3 представляет собой интерфейс командной строки для изменения файлов EAS3. Реализованные команды варьируются от базовых операций, например, простых вычислений, операций с файлами, до довольно сложных операций, таких как преобразование Фурье или вычисление производных. Также доступны специальные команды для данных DNS, например критерий вихря лямбда2 . Поскольку команды считываются со стандартного ввода, EAS3 можно использовать в сценариях оболочки для автоматических вызовов.

Снимок экрана EAS3: вычисление пространственной производной по первому пространственному измерению.

Краткое описание важных функций

управление файлами: перестановка, прикрепление двух файлов, вырезание
преобразование в другие форматы файлов (ASCII, Covise, Tecplot)
математические операции: основные операции, логарифм и т.д.
производные и интеграция
интерполяция
сокращение данных: средние значения, RMS-значения и т. д.
Преобразование Фурье: одиночное/двойное, вещественное/комплексное.
Специфика DNS: критерий вихря

Установка

Исходники можно получить непосредственно из репозитория CVS или загрузить заархивированный tar-файл. Включены файлы Makefile для разных типов машин, что упрощает компиляцию. Поскольку связывание объектных файлов, созданных с помощью разных компиляторов Фортрана, может вызвать проблемы, бинарные пакеты ( RPM , .deb ) до сих пор не предлагаются.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Основная выгода для программиста — это простая реализация чтения/записи больших (>2 ГБ ) наборов двоичных данных. Библиотека обеспечивает запись данных всегда с прямым порядком байтов . Полученная в результате независимость платформы позволяет осуществлять обмен данными между различными аппаратными архитектурами, например, суперкомпьютерами . Пользователи получают преимущества от различных методов постобработки, которые можно автоматизировать с помощью сценариев оболочки.

Недостатки

Специализация на структурированных сетках может стать проблемой для некоторых пользователей. До сих пор реализуются только декартовы сетки или представление данных в спектральном пространстве. Данные с другими типами выравнивания данных, например, цилиндрические координаты, можно хранить в файлах EAS3, но существующие команды постобработки использовать нельзя. Поскольку обычно используемые программы визуализации не поддерживают напрямую формат файла EAS3, часто необходимо преобразовать данные в соответствующий формат файла. Команды в программе EAS3 подаются посредством текстового интерфейса, графического интерфейса пользователя не существует. Выполнение команд в командной строке EAS3 обеспечивает поддержку интерактивного использования, но для получения обширной помощи необходимы описания на веб-странице.

Лицензия

EAS3 публикуется под лицензией MIT . Лицензия MIT — это лицензия на свободное программное обеспечение, выданная Массачусетским технологическим институтом (MIT) . В частности, это разрешительная лицензия, совместимая с GPL , что означает, что она разрешает повторное использование в проприетарном программном обеспечении при условии, что лицензия распространяется вместе с этим программным обеспечением.

Использование

Переходная группа Института аэродинамики и газодинамики (IAG) Штутгартского университета: http://www.iag.uni-stuttgart.de
Лаборатория вычислительной гидродинамики Университета Аризоны: https://web.archive.org/web/19971222125309/http://cfd.ame.arizona.edu/
Институт гидродинамики, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих: http://www.ifdmavt.ethz.ch
Кафедра аэродинамики Мюнхенского технического университета (группа высокоскоростной аэродинамики): http://www.aer.mw.tum.de

Ссылки

^ Х. Фазель, У. Рист, У. Конзельманн: Численное исследование трехмерного развития перехода в пограничном слое , AIAA Journal, Vol. 28, с. 29–37, 1990 г.
^ Страница EAS3 в каталоге программного обеспечения Heise
^ Веб-сайт. Архивировано 28 июня 2009 г. в Wayback Machine of Partnership по передовым вычислениям в Европе.
^ А. Бабук, М. Клокер, У. Рист: Прямое численное моделирование зубчатого конца сопла для снижения шума струи , в книге «Высокопроизводительные вычисления в науке и технике» 07, с. 319-338, ISBN 978-3-540-74738-3 , Springer 2008 г.
^ Дж. Линн, М. Клокер: Прямое численное моделирование пленочного охлаждения в гиперзвуковом потоке пограничного слоя , в книге «Высокопроизводительные вычисления в науке и технике» 08, с. 171-189, ISBN 978-3-540-88301-2 , Springer 2009 г.

Внешние ссылки

Веб-страница проекта EAS3

[1] Х. Фазель, У. Рист, У. Конзельманн: Численное исследование трехмерного развития перехода в пограничном слое , AIAA Journal, Vol. 28, с. 29–37, 1990 г.

[2] Страница EAS3 в каталоге программного обеспечения Heise

[3] Веб-сайт. Архивировано 28 июня 2009 г. в Wayback Machine of Partnership по передовым вычислениям в Европе.

[4] А. Бабук, М. Клокер, У. Рист: Прямое численное моделирование зубчатого конца сопла для снижения шума струи , в книге «Высокопроизводительные вычисления в науке и технике» 07, с. 319-338, ISBN 978-3-540-74738-3 , Springer 2008 г.

[5] Дж. Линн, М. Клокер: Прямое численное моделирование пленочного охлаждения в гиперзвуковом потоке пограничного слоя , в книге «Высокопроизводительные вычисления в науке и технике» 08, с. 171-189, ISBN 978-3-540-88301-2 , Springer 2009 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]