得益于近年来超级计算机的发展,作为高性能计算最为重要的应用领域之一的科学计算同样也取得了快速发展,可模拟的应用问题越来越精细、规模越来越大,而且使得许多原本不可能模拟的实际应用成为可能,应用范围得到了极大地扩展。但是实际应用也日趋复杂,使得面向科学计算的高性能并行应用的研制越来越依赖于物理、化学、和力学等应用领域专家。虽然并行编程框架的出现在一定程度上降低了科学计算应用的开发难度,但是依然要求领域专家掌握相应的开发语言与编程框架。针对以上问题,为了降低科学计算并行应用程序的开发难度、减少科学计算并行应用的开发时间,考虑到PETSc作为一个高性能并行编程框架,具有非常高的通用性,可以满足不同应用领域的需求,因此本文选择了以PETSc并行编程框架为基础,结合图形化编程技术与代码生成技术,设计并开发了面向科学计算基于PETSc的图形化编程工具。本文主要工作包括:(1)针对PETSc编程框架设计了全新的变量系统,在int、float、double类型的基础上增加了Vector与Matrix数据类型,并且还设计了全新的构件系统,不仅实现了部分常用的构件,而且增加了全新的基于PETSc编程的构件。(2)在此基础上,通过结合图形化编程技术与PETSc编程框架,设计并实现了带有可变参数构件支持图形化编程的客户端,图形化编程客户端可以极大地降低基于PETSc编程框架的科学计算并行应用的编程难度。客户端基于Qt开发,不仅支持Windows系统,还支持Linux系统与OSX系统,具有良好的可移植性。(3)进一步通过将自动代码生成技术与PETSc编程框架相结合,设计并实现了基于PETSc的代码生成器。并且图形化编程工具还提供了自定义构件功能,通过自定义构件功能不仅可以极大地提高代码的重复利用率,并且还可以实现多用户协作,可以极大地缩短科学计算并行应用的开发时间。该图形化编程工具融合了图形化编程思想与代码自动生成技术,结合PETSc编程框架实现,可以支撑基于PETSc科学计算并行应用程序的实现,并且集成编译、运行等功能。用户只需设计程序执行流程图并设置相应构件的参数,代码全部通过编程工具自动生成。以该工具在中子输运程序实现过程中的实际应用表明,该工具可以有效提高软件开发效率,降低用户编成难度。