近年来,高性能并行计算机随着多核处理器的应用已取得了迅速发展和推广应用,然而其硬件架构的日益复杂也同时对并行应用程序和软件的设计与开发技术提出了更艰巨的挑战。为有效降低并行应用程序的设计与开发难度以及提高开发效率,本论文基于高抽象层次和可视化的程序建模思想开展了并行应用程序可视化建模语言及支撑系统的研究工作。本论文首先研究了可视化建模语言体系,提出了一种面向并行程序设计的可视化建模语言规范,定义和设计了语言规范的三个组成部分——语素(或字母表)、语法规范和语义。该语言规范提供了通用的语素表示法、基于形式化文法的语法描述和语义定义。完成了可视化建模语言的语言元素核心集合的设计和定义,采用上下文无关的可视化文法——位置文法理论完成了对语言语法的形式化定义和表示,为可视化建模方法提供了强有力的语言支持。设计并实现了一个实验对FFT并行算法模型进行语法验证,实验结果验证了提出的形式化文法进行模型语法验证的可行性和有效性。为了支持提出的可视化建模语言,研究了可视化建模语言的支撑系统,提出了一种图形模型驱动的并行程序开发方案,在建模阶段由建模支撑系统提供模型编辑和模型验证的方法和系统支持,在模型转换阶段由基于模型解析引擎的模型转换支撑系统提供图形模型至源代码的转换方法和系统支持,以此保证并行程序开发过程中源代码框架的自动生成。实现了可视化建模语言的支撑系统平台ParDT和一种异构环境下的消息传递库,并以矩阵乘算法和SWLAG算法作为应用实例进行了实例验证。实例研究结果表明,该支撑系统能够在保证图形模型正确性和生成代码框架正确性的前提下有效降低算法的设计和开发难度。针对更为复杂的多级混合并行计算环境,研究了多级混合并行计算环境下的可视化建模系统,提出了一种可充分利用多级混合架构下各层次架构并行性的层级式建模思想以及基于此思想的分层建模方案,设计了任务配置层、任务分配层和算法实现层三个可视化建模层次的建模规范。基于该方案设计和实现了面向多级混合并行计算环境的可视化并行程序建模系统e-ParaModel,通过运行实例和建模范例验证了分层建模方案的可行性和有效性。