OpenMDAO2 ограничивает модульную архитектуру программного обеспечения

Ограничения OpenMDAO2 на групповые соединения и переменные ввода/вывода подрывают мое желание писать чистое модульное программное обеспечение.

from openmdao.api import Group, ExplicitComponent, IndepVarComp, Problem

class A(ExplicitComponent):
    def setup(self):
        self.add_input('x', val=0.0)
        self.add_input('y', val=0.0)
        self.add_output('Az', val=0.0)
    def compute(self, inputs, outputs):
        outputs['Az'] = inputs['x'] + inputs['y']

class B(ExplicitComponent):
    def setup(self):
        self.add_input('x', val=0.0)
        self.add_input('y', val=0.0)
        self.add_output('Bz', val=0.0)
    def compute(self, inputs, outputs):
        outputs['Bz'] = 2*inputs['x'] - inputs['y']

class AB(Group):
    def setup(self):
        self.add_subsystem('A', A(), promotes=['*'])
        self.add_subsystem('B', B(), promotes=['*'])

        indeps = IndepVarComp()
        indeps.add_output('x', 0.0)
        indeps.add_output('y', 0.0)
        self.add_subsystem('indeps', indeps, promotes=['*'])


class C(ExplicitComponent):
    def setup(self):
        self.add_input('x', val=0.0)
        self.add_input('y', val=0.0)
        self.add_output('Cz', val=0.0)
    def compute(self, inputs, outputs):
        outputs['Cz'] = 3*inputs['x'] - 2*inputs['y']

class D(ExplicitComponent):
    def setup(self):
        self.add_input('x', val=0.0)
        self.add_input('y', val=0.0)
        self.add_output('Dz', val=0.0)
    def compute(self, inputs, outputs):
        outputs['Dz'] = 4*inputs['x'] - 2.5*inputs['y']

class CD(Group):
    def setup(self):
        self.add_subsystem('C', C(), promotes=['*'])
        self.add_subsystem('D', D(), promotes=['*'])

        indeps = IndepVarComp()
        indeps.add_output('x', 0.0)
        indeps.add_output('y', 0.0)
        self.add_subsystem('indeps', indeps, promotes=['*'])

Иногда я хотел бы работать только с группой AB (запускать сценарии, оптимизировать и т.д.), а иногда я хотел бы работать только с группой CD. Я могу сделать это с помощью

prob = Problem()
prob.model = AB()
prob.setup()
prob['x'] = 10.0
prob['y'] = 20.0
prob.run_model()
print(prob['Az'],prob['Bz'])

Однако иногда хотелось бы поработать с группой ABCD:

class ABCD(Group):
    def setup(self):
        self.add_subsystem('AB', AB())
        self.add_subsystem('CD', CD())

        indeps = IndepVarComp()
        indeps.add_output('xx', 0.0)
        indeps.add_output('yy', 0.0)
        self.add_subsystem('indeps', indeps, promotes=['*'])
        self.connect('xx', ['AB.x', 'CD.x'])
        self.connect('yy', ['AB.y', 'CD.y'])

В этом случае не существует комбинации продвижения переменных, соединений или использования IndepVarComps, которая не выдавала бы мне ошибку «входы с несколькими соединениями».

В OpenMDAO 1.x я смог обойти это, удалив IndepVarComps из групп более низкого уровня (AB, CD) и используя их только в группе самого высокого уровня (см. ответ). Однако OpenMDAO 2.x выдает ошибку, что два входа подключены без выхода. Например:

class AB(Group):
    def setup(self):
        self.add_subsystem('A', A(), promotes=['*'])
        self.add_subsystem('B', B(), promotes=['*'])

Теперь я застрял с поддержкой нескольких копий одного и того же кода, одной копии для AB и другой для ABCD, или просто вручную подключаю свои модули на чистом питоне и отхожу от OpenMDAO. Я что-то пропустил? Любая помощь или руководство будут приветствоваться.

openmdao

11.05.2019 01:09

Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?

Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...

Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией

В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.

Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox

Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...

Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest

В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...

Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️

Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...

Пользовательский скаляр GraphQL

Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...

Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий

В вашем простом примере я вижу два пути решения проблемы. Оба предполагают использование опций в группах. Поскольку я не уверен, какой способ будет работать лучше, я включил оба варианта в пример ниже.

Один из способов заключается в том, чтобы сделать его необязательным, если AB/CD владеют собственными независимыми файлами. Затем вы можете переключать необходимое поведение по своему усмотрению. Это работает, но я лично думаю, что это грязно.

Второй вариант — создать только одну группу, но использовать параметры для управления тем, что создается аргументом mode. Я думаю, что этот способ чище, так как у вас есть только 4 компонента и одна группа.

from openmdao.api import Group, ExplicitComponent, IndepVarComp

class A(ExplicitComponent):
    def setup(self):
        self.add_input('x', val=0.0)
        self.add_input('y', val=0.0)
        self.add_output('Az', val=0.0)
    def compute(self, inputs, outputs):
        outputs['Az'] = inputs['x'] + inputs['y']

class B(ExplicitComponent):
    def setup(self):
        self.add_input('x', val=0.0)
        self.add_input('y', val=0.0)
        self.add_output('Bz', val=0.0)
    def compute(self, inputs, outputs):
        outputs['Bz'] = 2*inputs['x'] - inputs['y']

class AB(Group):

    def initialize(self): 
        self.options.declare('owns_indeps', types=bool, default=True)

    def setup(self):

        if self.options['owns_indeps']: 
            indeps = IndepVarComp()
            indeps.add_output('x', 0.0)
            indeps.add_output('y', 0.0)
            self.add_subsystem('indeps', indeps, promotes=['*'])

        self.add_subsystem('A', A(), promotes=['*'])
        self.add_subsystem('B', B(), promotes=['*'])


class C(ExplicitComponent):
    def setup(self):
        self.add_input('x', val=0.0)
        self.add_input('y', val=0.0)
        self.add_output('Cz', val=0.0)
    def compute(self, inputs, outputs):
        outputs['Cz'] = 3*inputs['x'] - 2*inputs['y']

class D(ExplicitComponent):
    def setup(self):
        self.add_input('x', val=0.0)
        self.add_input('y', val=0.0)
        self.add_output('Dz', val=0.0)
    def compute(self, inputs, outputs):
        outputs['Dz'] = 4*inputs['x'] - 2.5*inputs['y']

class CD(Group):

    def initialize(self): 
        self.options.declare('owns_indeps', types=bool, default=True)

    def setup(self):
        if self.options['owns_indeps']: 
            indeps = IndepVarComp()
            indeps.add_output('x', 0.0)
            indeps.add_output('y', 0.0)
            self.add_subsystem('indeps', indeps, promotes=['*'])

        self.add_subsystem('C', C(), promotes=['*'])
        self.add_subsystem('D', D(), promotes=['*'])


class ABCD(Group):
    def setup(self):
        self.add_subsystem('AB', AB(owns_indeps=False))
        self.add_subsystem('CD', CD(owns_indeps=False))

        indeps = IndepVarComp()
        indeps.add_output('xx', 0.0)
        indeps.add_output('yy', 0.0)
        self.add_subsystem('indeps', indeps, promotes=['*'])
        self.connect('xx', ['AB.x', 'CD.x'])
        self.connect('yy', ['AB.y', 'CD.y'])


class ABCD_ALT(Group): 
    """Alternate approach that would not require more than one group class at all""" 

    def initialize(self): 
        self.options.declare('mode', values=['AB', 'CD', 'ABCD'], default='AB')

    def setup(self): 
        mode = self.options['mode']

        indeps = IndepVarComp()
        indeps.add_output('xx', 0.0)
        indeps.add_output('yy', 0.0)
        self.add_subsystem('indeps', indeps, promotes=['*'])


        if 'AB' in mode: 
            self.add_subsystem('A', A(), promotes=['*'])
            self.add_subsystem('B', B(), promotes=['*'])

        if 'CD' in mode: 
            self.add_subsystem('C', C(), promotes=['*'])
            self.add_subsystem('D', D(), promotes=['*'])
        self.connect('xx', 'x')
        self.connect('yy', 'y')


if __name__ == "__main__": 

    from openmdao.api import Problem

    p = Problem()

    # p.model = AB()
    # p.model = CD()
    p.model = ABCD()


    # p.model = ABCD_ALT(mode='AB')

    p.setup()

Спасибо, @Джастин Грей! Мне нравится ваш первый вариант, поскольку он кажется наиболее масштабируемым и модульным. Я так зациклился на ошибках, что не подумал о включении IndepVarComps в пользовательскую опцию.

— 11.05.2019 05:47

11.05.2019 03:27