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1 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 SALOME une plate-forme de simulation pour le calcul scientifique Vincent LEFEBVRE.

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1 1 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 SALOME une plate-forme de simulation pour le calcul scientifique Vincent LEFEBVRE & André RIBES EDF R&D

2 2 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Sommaire Présentation générale Architecture de la plate-forme Conclusions & perspectives

3 3 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Sommaire Présentation générale Quest-ce que SALOME ? Objectifs Principales fonctionnalités Une réalisation « Open Source » Applications métiers au CEA & à EDF Cas dutilisation Architecture de la plate-forme Conclusions & perspectives

4 4 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Quest-ce que SALOME ? SALOME Plate-forme dintégration pré/post-traitement et de couplage de codes pour la simulation numérique Produite en « open source » dans le cadre des projets RNTL SALOME & SALOME2 et des projets de co-dévelopement CEA- EDF PAL & NEPAL Post CAD Interface CAD modeling Cleaning Properties Meshing Supervision Solver CAD System Visualization

5 5 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Objectifs Faciliter linteropérabilité entre la modélisation CAO et les codes de calculs Faciliter lintégration entre les codes de calculs dans un environnement distribué hétérogène Fournir une interface utilisateur générique simple, efficace et qui contribue à la réduction des coûts de recherche et des délais Regrouper la production des développements non critiques (pré et post traitement) dans une base commune de simulation numérique

6 6 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Principales fonctionnalités Importer/exporter des géométries, réparer/nettoyer des géométries, créer/modifier Mailler des géométries, contrôler la qualité, importer/exporter Manipuler les propriétés physiques et numériques des éléments de géométries Gérer les différentes étapes dutilisation dun solveur : recevoir les données, configurer le solveur, renvoyer les résultats Exécuter lenchaînement et le couplage entre les solveurs Visualiser et post-traiter les résultats

7 7 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 SALOME 1 & 2: RNTL , consortium de 9 & 21 partenaires Open Source, Dernière version de référence : 3.2 sortie en juin 2006 Une réalisation « Open Source »

8 8 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Une réalisation « Open Source » Adhésion aux standards open source Linux, Qt, VTK, C++, OmniORB/CORBA, HDF5, Python Distribution sous les termes de la licence GNU LGPL Possibilité de définir des solutions propriétaires ou commerciales Possibilité dintégrer des composants métiers qui ne sont pas open source

9 9 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Applications métiers au CEA & à EDF Plate-forme d int é gration Neutronique Thermo-Hydraulique Combustible nucl é aire Mat é riaux D é chets (pr é /post et supervision) M é canique Plate-formes m é tiers

10 10 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Cas dutilisation Plate-forme SALOME pour Code_ASTER 3 : Param é trage de donn é es & lancement de lexécution de Code_ASTER 4 : Post-traitement 2 : Maillage 1: Géométrie

11 11 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Cas dutilisation Couplage RTV– neutronique, cœur thermo-hydraulique, système thermo-hydraulique Pre- processing Supervision de couplage Post- processing

12 12 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Sommaire Présentation générale Architecture de la plate-forme Vue densemble Modèle dexécution Modèle déchange de données Supervision et couplage Conclusions & perspectives

13 13 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Vue densemble Services + modèle de programmation Études IHM Modules Noyau Modèle Persistant MED Superviseur Géométrie Maillage Post-Pro Mise en donnée Physique 2 Physique 1

14 14 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Vue densemble Un module contient Un ou plusieurs programmes Chaque programme peut être divisé en deux parties : Moteur (composant SALOME) contient la partie calcul IHM constitue un lien entre lIHM de SALOME et le moteur du module Par défaut, CORBA assure le lien entre lIHM et le moteur Exemples Géométrie 1 moteur et 1 IHM Maillage Plusieurs moteurs (différents algorithmes) + 1 IHM Une application métier construite sous SALOME va permettre à lutilisateur denchaîner des modules à partir De lIHM graphique (GUI), Dun script python (TUI) Dun schéma de calcul piloté par le superviseur

15 15 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Vue densemble Exemple avec la plate-forme SALOME pour Code_ASTER à partir de lIHM graphique Géométrie Maillage Post-Pro Mise en donnée Code_ASTER

16 16 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 SALOME sappuie sur des pré-requis techniques Architecture distribuée : CORBA Langages de programmation et de script : C++ & Python IHM graphique : Qt Persistance des données : HDF5 SALOME fournit également un ensemble de services Généraux fournis par le noyau Gestion des données détudes Modèle dexécution distribué basé sur CORBA Déchange de données entre modules Modèle déchange MED De supervision (module de supervision) Enchaînements et couplages Vue densemble

17 17 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Un module contient un ou plusieurs composants SALOME Un composant SALOME Extension des objets CORBA On distingue 2 types de composants dans SALOME Python & C++ Modèle dexécution de SALOME Fortran C++ Interface C/Fortran Wrapping Composant CORBA-SALOME Composant Python Interface SWIG Python Fortran C++ Interface C/Fortran Wrapping Composant CORBA-SALOME Composant C++ CORBA

18 18 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Modèle dexécution de SALOME Les composants SALOME sont hébergés dans des « containers » Processus hébergeant une ou plusieurs instances dobjets SALOME Gestion du cycle de vie des composants (création, destruction) UtilisateurApplication-client Couche de communication Container Composant Services de la plate-forme Composant Container

19 19 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Modèle dexécution de SALOME Machine Container Resource Allocator - fournir une machine (critères, charge) Resource Allocator - fournir une machine (critères, charge) Naming Service ContainerManager Registry getMachine(critères) Création, destruction Composant 1 inst1 Composant 1 inst1 Composant 1 inst1 Composant 1 inst1 Étude Composant 1 instance 2 Composant 1 instance 2 Composant 2 instance 2 Composant 2 instance 2 LifeCycleCORBA Instanciation findContainer(…) loadContainer(…) findComponent(…) loadComponent(…) Catalogue ressources Catalogue ressources Superviseur Lancement Le noyau SALOME fournit des gestionnaires de Containers (cycle de vie des composants) Ressources

20 20 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Modèle déchange de données MED : Modèle déchange de données commun Standardisation des échanges de données entre modules SALOME Basé sur la notion de champ sur maillage Code 2 (format E/S 2) Code 3 (format E/S 3) Code 4 (format E/S 4) Code 1 (format E/S 1) Format commun d é change

21 21 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Modèle déchange de données Mode de représentation et daccès aux données du modèle MED dans un module (code de calcul) Communication en mémoire ( CORBA) Inter-processus Repr é sentation et acc è s aux donn é es du mod è le directement en m é moire ou sur fichier Code de calcul Communication par fichier ( HDF 5 ) Fichier HDF 5

22 22 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Modèle déchange de données MED est utilisé par les modules de pré/post-traitement de la plate- forme SALOME Maillage Visualisation

23 23 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 SOLVERS Post processing pre processing Supervision CAD modelling meshing SOLVERS Objectifs du module de supervision de la plate-forme Conception visuelle des schémas de calculs et de couplage Utilisation de solveurs et de services de SALOME (géométrie, maillage, …) Exécution et contrôle dans un environnement distribué La supervision dans SALOME se base sur la notion de service Représente une fonctionnalité ou un composant (ou une sous partie) Le module de supervision permet de contrôler et suivre lexécution de schémas de calcul Dunités de contrôle (Boucle, Switch,…) De services Supervision et couplage

24 24 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Notion de service Un service est une boîte noire vis-à-vis des autres services Il définit des données dentrées et des données de sorties Description dun service Une opération contenue dans le fichier IDL (interface CORBA) du composant Un fichier XML du composant contenant la description des ports Une application de simulation numérique est constituée dun ensemble de services connectés par le biais de leur ports Port de contrôle = workflow Port de données = datastream Port contrôle + données = dataflow Ces différents types de ports permettent de définir catégories dapplications numériques Chaînage et couplage faible : workflow et dataflow Couplage fort : datastream Supervision et couplage

25 25 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Supervision et couplage Port de contrôle (workflow) Par le biais des ports nommés « gate » Permet dexprimer lenchaînement de différents services Tous les services ont deux gates Gate Service 1Service 2 Contrôle Donnée Contrôle + donnée

26 26 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Port de contrôle et données (dataflow) Transfert des données par les connexions a-a et b-b Transfert du contrôle de service 1 à 2 Gate Service 1Service 2 String a Objet b String a Contrôle Donnée Contrôle + donnée Supervision et couplage

27 27 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Port de données (datastream) Taba est transféré du service 1 au 2 par la connexion d-e Tabb est transféré du service 2 au 1 par la connexion f-c Contrôle Donnée Contrôle + donnée Gate Service 2 Objet b String a Tabb eTaba f Gate Service 1 String a Objet b Taba cTabb d Supervision et couplage

28 28 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Supervision et couplage Dans un schéma de calcul Les structures de contrôle Loop & Switch sont des nœuds spéciaux qui contrôlent dynamiquement les flux de données Tous les modules de Salomé peuvent être utilisés (Géométrie, Maillage, Post-traitement, calcul)

29 29 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Sommaire Présentation générale Architecture de la plate-forme Conclusions & perspectives

30 30 Ecole CEA-EDF-INRIA – Calcul scientifique intensif – 07 novembre 2006 Industrialisation V oct V dec V dec V dec er projet SALOME Phase de Déploiement Procédures dinstallation automatique, Tests denvironnement de non régression, Documentation, Tutorials… Évolutions GEOM, MESH, SUPERV, VISU Démonstrations de couplage de codes Environnement daide dintégration de code Gestion des ressources (hétérogènes) Supervision de couplage de composants parallèles Gestion de maillages distribués Visualisation des gros volumes de données Outils dinterpolation multi- domaines Découpage de maillages V mai 2006 Conclusions & Perspectives V4.1 - fin 2007 V5.1 fin 2008


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