10.1 Grobstruktur

Ganz grob dargestellt werden bei einem JANAP-Lauf folgende Schritte durchgeführt (siehe auch Abbildung 10.1)

1. Syntax und Semantik Analyse der JANAP-Eingabe
2. Erstellen der Netzwerkgleichungen und erzeugen von Fortran Programmen, die die Netzwerkgleichungen beschreiben.
3. Übersetzen der generierten Fortran Programme mit dem zur Verfügung gestellten Compiler des Betriebssystems.
4. Laden und Binden der erzeugten Objektmodule mit den Laufzeitsystemen von JANAP und des Fortran Compilers.
5. Durchführen der Simulation. Die Ergebnisse werden auf eine Zwischendatei geschrieben.
6. Ausdrucken oder Zeichnen der Ergebnisse.

  
Abbildung 10.1: Grobstruktur von JANAP

Wie oben dargestellt, erstellt JANAP im ersten Teil Fortran-Programme, die dann vom Übersetzer des jeweiligen Systems umgewandelt werden und mit dem Laufzeitsystem von JANAP geladen und ausgeführt werden. Verglichen mit anderen Netzwerkanalyseprogrammen ist dies eine selten verwendete Vorgangsweise.

Die Motivationen für diese Teilung sind:

• JANAP ermöglicht die Verwendung vom Benutzer selbst in Fortran geschriebener Funktionen in Ausdrücken. Dies erfordert bei der Simulation das Dazuladen dieser Programme. Obwohl die meisten modernen Betriebssysteme die Möglichkeit des dynamischen Ladens von Programmen während der Ausführung vorsehen, ist dies in Fortran nicht vorgesehen, da derartige Aktionen systemspezifisch sind. Daher ist eine Programmierung für diese Möglichkeit in Standard Fortran nicht gegeben.
• Der Teil eines Netzwerkanalyseprogramms zur Analyse der Eingabe und dem Aufbau der Netzwerkgleichungen ist vergleichsweise kompliziert und erfordert eine Reihe von Tabellen. Dafür benötigt dieser Teil relativ wenig Rechenzeit. Im Gegensatz dazu ist der Simulationsteil sehr kompakt und benötigt relativ viel Rechenzeit. An Speicherbedarf fällt ``nur'' das Gleichungssystem an. Um die Resourcen eines Rechners optimal auszunutzen scheint infolge dieses sehr unterschiedlichen Programmprofils eine Zweiteilung sinnvoll.
• Da a priori das Aussehen der Netzwerkgleichungen nicht bekannt ist, wären bei einem monolitischen Programm sehr komplizierte Datenstrukturen erforderlich. Die Anpassung dieser Datenstrukturen an das tatsächliche Aussehen der Netzwerkgleichungen (insbesondere die Größe) ist in Standard Fortran nicht möglich. Wenn nun für die Simulationsphase die Fortran Programme erst erzeugt werden, kann das tatsächliche Aussehen der Netzwerkgleichungen beim Generieren dieser Programme voll berücksichtigt werden.
• Die heutigen Fortran-Compiler verwenden in der Regel sehr ausgefeilte Methoden zur Optimierung der Fortran-Programme für die Möglichkeiten der jeweiligen Rechenanlage. Bedeutende Optimierungen werden bei der Berechnung von Ausdrücken erzielt (z.B. optimale Ausnutzung der schnellen Hardware-Register der Rechenanlage). Diese Optimierungen könnten nicht ausgenutzt werden, wenn das Gleichungssystem in symbolischer Form gespeichert ist, und bei jeder Lösung des Gleichungssystems interpretiert wird.

Diese Zweiteilung von JANAP ist für den Anwender normalerweise nicht sichtbar, da der Benutzer eine Kommando-Prozedur aufruft, die die beiden Teile und den Fortran-Compiler automatisch ausführt.