Развитие языковых средств SPMD-технологии для параллельного и сетевого решения задач планирования и управления
Диссертация
Разработан имитатор параллельных вычислений, моделирующий все основные принципы SPMD технологии. Он предоставляет возможности исследования функционирования во времени и получения статистической информации о работе многопроцессорной ВС на основе SPMD-технологии. Полученные статистические данные можно использовать для решения задачи диспетчеризации. Целесообразно использовать разработанный имитатор… Читать ещё >
Содержание
- ВВЕДЕНИЕ л 1. Анализ сложности задач, решаемых в системе ж/д транспорта, и обоснование способов параллельной обработки и требований к производительности вычислительных средств
- 1. 1. Характеристика сложности задач, решаемых на ж/д транспорте и выделение класса задач экспоненциальной сложности
- 1. 2. Анализ традиционных методов решения класса сложных задач, использующих ограничения
- 1. 2. 1. Графический метод решения задачи линейного программирования
- 1. 2. 2. Симплекс-метод
- 1. 3. Исследовапие возможности распараллеливания задач линейного и целочисленного программирования и обоснование схемы их решения
- 1. 3. 1. Алгоритм прямого перебора решения задачи линейного программирования
- 1. 3. 1. 1. Общий алгоритм перебора
- 1. 3. 1. 2. План параллельных вычислений
- 1. 2. 1. 3. Сложность алгоритма прямого перебора
- 1. 3. 2. Параллельный аналог «симплекс-метода»
- 1. 3. 2. 1. Общий алгоритм симплекс-метода
- 1. 3. 2. 2. Сложность алгоритма
- 1. 3. 2. 3. План параллельных вычислений
- 1. 3. 3. Алгоритмы целочисленного программирования
- 1. 3. 3. 1. Метод ветвей и границ
- 1. 3. 3. 2. Параллельный алгоритм решения задач целочисленного программирования методом ветвей и границ
- 1. 3. 3. 3. План параллельных вычислений
- 1. 3. 1. Алгоритм прямого перебора решения задачи линейного программирования
- 1. 4. SPMD-технология и возможность ее применения для решения сложных задач
- 2. 1. Разработка требований к архитектуре ВС, предназначенной для решения сложных задач планирования и управления
- 2. 2. Разработка ассемблера (системы команд) ВС на основе SPMD-технологин — приставки к ПК
- 2. 3. Основы методики монопрограммирования. Экспериментальное программирование задач
- 2. 3. 1. Векторная операция свертки
- 2. 3. 2. Распараллеливание по одномерному опорному массиву
- 2. 4. Анализ полноты системы команд на основе экспериментального программирования
- 3. 1. Средства поддержки параллельности в ЯВУ для многопроцессорных
- 3. 1. 1. Способы отражения параллелизма в последовательных языках программирования
- 3. 1. 2. Средства поддержки параллельности Фортрана 90 и HPF
- 3. 1. 3. Средства поддержки параллельности НРС++
- 3. 1. 4. Команды и операции процессора для SPMD — технологии следуют тенденциям языкового развития
- 3. 2. Исследование возможности реализации SPMD — технологии программирования на языке Java
- 3. 2. 1. Обоснование применения языка Java для организации параллельных вычислений
- 3. 2. 2. Модель параллельного программирования Java
- 3. 2. 3. Реализация языковой поддержки SPMD — технологии с помощью средств Java
- 3. 2. 4. Методика разработки параллельных программ на основе SPMD-технологии на языке Java
- 4. 1. Исследование функционирования ВС
- 4. 2. Разработка тест-программы для оценки производительности ВС
Список литературы
- Информационные технологии на железнодорожном транспорте. Шестая международная научно-практическая конференция 'TnfoTrans 2001 «. Октябрь 12−14. 2001 г. г. Сочи.
- П. А. Козлов. Информационные технологии для новой эксплуатационной модели управления перевозками.-М.:"Автоматика, связь, информатика», № 4, 2001 г.
- В.В. Обертинский, Н. Н. Юсупов, З. П. Нечуева. Принципы создания программно-технических комплексов для АСУЖТ. М.: «Автоматика, связь, информатика», № 4, 2000 г.
- А.Д. Никишин, А. И. Грушенков. Локальные вычислительные сети в информационных сетях МПС. -М.: «Автоматика, связь, информатика», № 4, 2000 г.
- А. Голубев, В. Урусов. Мэйнфреймы молотилки данных.- С-Пб.: «BYTE /Россия», № 4(20), 2000 г., стр. 32−37.
- Р. Rogers, G. Capobianco, D. Carey, N. Davies, L. Fadel, K. Hewitt, J. Olivei-ra, F. Pita, A. Salla, V. Sokal, Y. F. Tay, H. Timm ABCs of 0S/390 System Programming. Volume 5. International Technical Support Organization www.redbooks.ibm.com
- Авдуевский A. Постой паровоз. М.: LAN, Том 4, № 3, Март 1998 г.-С.137.
- Кагр А.Н. Programming for parallelism. IEEE Computer mag., vol. 20, no. 5, may 1987.
- Барский А.Б. Производительность монопрограммной высокопараллельной системы. // V Всесоюзная конференция «Однородные вычислительные системы, структуры и среды». Пушкино, 1991 г.
- Барский А.Б. Развитие 7?75'С-архитектуры при построении микропроцессорных систем для решения задач оптимального планирования и управления. // Вторая международная НТК «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта». МГУ ПС, 1996 г.
- Барский А.Б., Шилов В. В. Архитектура и программирование локально-асинхронной вычислительной системы. // Международная конференция «Высокопро-изводительные вычислительные системы в управлении и научных исследованиях» Алма-Ата, 1991 г.
- Барский А.Б., Шилов В. В. Логическое программирование на высокопараллельной вычислительной системе. // «Компьютерная хроника», 1996 г., № 12.
- Барский А. Б., Желенков Б. В. Направление развития высокопроизводительных вычислительных систем. // Заключительный отчет по теме «Про-лог-5», книга 1, раздел 1.3. М., 45 ЦНИИ МО РФ, 1997 г.
- Барский А.Б., Шилов В. В. БРМБ-архитектура и параллельная обработка структур данных. Информационные технологии, № 6, 1999 г.
- Барский А.Б., Шилов В. В. БРМБ-архитектура и параллельный логический вывод. Информационные технодогии, № 12, 1999 г.
- Желенков Б.В. Исследование и разработка вычислительной системы БРМБ технологии для решения задач высокой сложности. // Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. — МИИТ, 1998 г.
- Н.А. Козлов. Новый этап в разработке автоматизированных систем управления.-М. «Автоматика, связь, информатика», № 4, 2000 г.
- План НИОКР выполняемых в 2001 г. научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. ВНИИЖТ, 2001 г.
- Отчет работы ВНИИЖТа по программам и приоритетным направлениям МПС с 1996 г.
- Отчет о научно-исследовательской деятельности ВНИИЖТа за 1999 г.
- Общий курс и правила технической эксплуатации железных дорог/ Под редакцией М. Н. Хацкелевича. М.: «Транспорт», 1984 г.
- И.К. Левшин, И. Н. Шапкин, А. И. Щелоков. Прогрессивная технология на железных дорогах.- М.: «Транспорт», 1993 г.
- Гоманков Ф.С. Технология и организация перевозок на железнодорожном транспорте. М.: «Транспорт», 1994 г.
- Джон Э.Сэвидж. Сложность вычислений.-М.: «Факториал», 1998 г.
- В.И. Хохлюк. Параллельные алгоритмы целочисленной онтимйзации.-М.: «Радио и связь», 1987 г.
- Вентцель Е.С. Исследование операций.-М.: «Сов. Радио», 1972 г.
- А.С. Солодовников, В. А. Бабайцев, А. В. Браилов. Математика в экономике.- М.: «Финансы и статистика», 1998 г.
- Исследование операций в экономике /Под ред. Н. Ш. Кремера. М.: «Банки и биржи», ЮНИТИ, 1999 г.
- Барский А.Б. Параллельные технологии решения оптимизационных задач. Приложение к журналу «Информационные технологии». Машиностроение, № 2, 2001 г.
- Хокни Р., Джессхоуп К. Параллельные ЭВМ. Архитектура, програми-рование и алгоритмы. Перевод с английского Д. И. Абашкина. Под ред. Е. П. Курочкина. -М.: «Радио и связь». 1986 г.
- Connection Machine Technical Summary // «Thinking Machines" — Tecnical Report Series TR89−1, May 1989 r.
- Feng Zhao and Lennart Johnsson. The Parallel Multipole Method on the Connection Machine. // Thinking Machines Corporation Cambridge, Massa-chusets.
- K. Mathur, S. L. Johnsson. The Finite Element Method on a Data Parallel Computing System. // TMC Technical Report CS89−2.36. в. Murray, P. A. Bash, M. Каф1иБ. Molecular Dynamics On the Connection Machine // TMC Technical Report CB88−3.
- Richard A. Shapiro. Finite Element Algorithms for the Euler Equations on the Connection Machine // United Technologies Research Center, E. Hartford, Connecticut.
- Барский A.Б. Монопрограммные высокопараллельные локально -асинхронные вычислительные структуры. // „Вопросы кибернетики. Эф-фективыные вычисления на супер-ЭВМ“. М. 1988 г., стр. 148−170.
- Майерс Г. Архитектура современных ЭВМ: В 2-кн. Перевод с англий-ского.//М. „Мир“. 1985 г.
- ЭВМ пятого поколения. Концепции, проблемы, перспективы. Под ред. Т. Мото-Ока. // М. „Финансы и статистика“. 1984 г.
- Барский А. Б. Параллельные процессы в вычислительных системах. Планирование и организация. М.: „Радио и связь“, 1990 г.
- Желенков Б. В. Локально-асинхронная вычислительная система типа SPMD // Тезисы докладов II международной научно-технической конференции „Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта“ -МИИТ 1996 г.
- Барский А.Б. Архитектура параллельных вычислительных систем. Учебное пособие. М.: МНИТ, 2000 г.
- B.A. Babaian. Multiprocessing. Memory subsystem, memory models, synchronization, cache coherence. Moscow Center for SPARC Technologies, November, 1993 Г.
- Барский А.Б., Шилов В. В. Архитектура SPMD и мультимикропроцессор-ные супер-ВС.//VI Санкт-Петербургская международная конференция
- Региональная информатика 98. РИ — 98». — Санкт-Петербург, 2−4 июня 1998 года.
- Желенков Б. В. Новая технология построения вычислительных систем для решения сложных задач на железнодорожном транспорте. М.: «Транспорт, наука и техника», № 4 1998 г. — с. 21−23
- Горелик A.M. Средства поддержки параллельности в языках программирования. М.: «Открытые системы», 1995 г., № 2.
- Программирование на параллельных вычислительных системах, М. Мир, 1991 г.
- Итоги науки и техники. Вычислительные науки, т. 3, А. П. Черняев. Системы программирования для высокопроизводительных ЭВМ. М.: ВИНИТИ, 1990 г.
- Hempel R. The Argonne/GMD Macros in FORTRAN for Portable Parallel Programming using the Message Passing Programming Model, Feb. 1991.
- International Standard ISO/IES 1539:1991(E) Information technology -Programming languages Fortran
- Горелик A. M., Ушкова В. Л. Фортран сегодня и завтра. М. Наука, 1990 г.
- Международный стандарт ИСО/МЭК 1991 (Р). Перевод с англ.
- Hiranandani 5., Kennedy К., Tseng C.-W. Compiling Fortran D for MIMD Distributed-Memory Machines, Comm. of the ACM, vol. 35, N 8,(August 1992), 66−80.
- Zima Н., Brezany P., Chapman В., Mexrotra P., Schwald A. Vienna Fortran. A Language Specification Version L L
- High Performance Fortran Language Specification. High Performance Fortran Forum, May 3, 1993, Version 1.0.
- И. Евсеев. «HPF. Памятка для начинающего пользователя. «, http://www.csa.ru/
- Fortran 90, HPF and Multiprocessing. The Uniform Resource Locator for this World Wide Web page is http://scv.bu.edu/SCV/Tutorials/F90/62. «HPF chapter in Designing and Building Parallel Programs by Ian Foster.» http: //www .mcs.anl.gov/people/foster/
- E. Johnson, P. Beckman, D. Gannon. «HPC++: An Experiment with the Parallel Standard Template Library», http://www.cs.indiana.edu/hyplan/ejohnson/papers/ pslt. html
- HPC++ Technical Overview, http://www. extreme. indiana. edu
- B. Коваленко, Д. Корягин. Вычислительная инфраструктура будущего. -М.: «Открытые системы», № 11−12, 1999 г.
- Институт Системного Программирования РАН .WWW: http:// www, ispras. ru
- V. Ivannikov, S. Gaissaryan, M. Domrachev, V. Etch, N. Shtaltovnaya. «DPJ: Java class library for development of data-parallel programs», http://www.ispras.ru
- HPCC and Java A Report by The Parallel Compiler Runtime Consortium (PCRC). http ://www.npac. svr. edu/users/gcf/hpiava3 .html
- JAVAR A prototype restructuring compiler for Java. http ://www. extreme. Indiana, edu/hpj ava/
- C. Дунаев ."Intranet технологии». Москва, «Диалог-МИФИ», 1997 г.
- М.Томас и др. «Секреты программирования на Java». Санкт-Петербург, «Питер», 1997 г. 73. 2000 Sun Microsystems. Java Language Specification. Second Edition
- Y.Jegou & V.Ivannikov. «Report of Project 13: Parallel programming using Java subset classes.», http://lapinov.inria.msu.ru/REPORT/98/repl3.html
- Susan F. Hummel, Ton Ngo, Harini Srinivasan, «SPMD Programming in Java», tech. report, IBM T.J. Watson Research Center. http://www.npac.svr.edu/projects/iavaforcse/cpande/IBMspmdjavanew.ps
- F. Breg, A. Bik, D. Gannon. «Exploiting implicit loop paralleUsm using multiple multithreaded servers in Java», http://www.extreme.indiana.edu/hpiava/papers/implicit/implicit.html
- B.B. Корнеев. «Параллельные вычислительные системы». Москва, «+НОЛИДЖ», 1999 г.
- Б.И. Илюшкин. Использование языка Java для разработки параллельных приложений.
- Geoffrey С. Fox and Wojtek Furmanski «Java for Parallel Computing and as a General Language for Scientific and Engineering Simulation and Modelling», http://www.npac.syr.edu/users/gcf/01/terri/SCCS793
- Роберт Орфали, Дан Харки, Джери Эдварде. Основы CORBA.- М.: «Малин», 1999 г.
- Марко Кэнту. Delphi 4 для профессионалов.-СПб.: «Питер», 1999.
- В.А. Воеводин. Суперкомпьютерная грань компьютерного мира.- С-Пб.: «Byte/Россия», 2000 г., № 4(20), стр. 14 20.
- В.А. Воеводин. Архитектура массивно параллельных компьютеров (на примере CRAY T3D). Особенности программирования. — С-Пб.: «Byte/Россия», 2000 г., № 4(20), стр. 22 — 24.
- Берзигияров П.К., Султанов В. Г. Технология разработки масштабируемых параллельных вычислений для SMP-систем на базе MPI. Институт Проблем Химической Физики РАН 142 432, Московская область, Черноголовка [email protected]. ac.ru
- Коньшин В.Н. Параллельные алгоритмы в задачах вычислительной гидродинамики. МФТИ.
- Смирнова Е.В. Реализация параллельной обработки данных при решении задач управления на железнодорожном транспорте. М.: «Транспорт, наука и техника», № 10, 1998 г.
- Смирнова Е.В. Организация параллельных вычислений на ВС SPMD -технологии с использованием языка Java. // Вестник МИИТа вып. 4, 2000 г., с. 98.
- Смирнова Е.В. Реализация поддержки SPMD технологии в языке Java для решения сложных задач на основе сетевых технологий. — М.: «Машиностроение», Информационные технологии, № 10, 2001 г.