Исследование и разработка методов выполнения функционально-параллельных программ
Диссертация
Попытки создания инструментальных средств, обеспечивающих переносимость параллельных программ, предпринимались неоднократно и осуществлялись по нескольким направлениям. Все они, тем или иным образом, связаны с написанием программ для некоторой обобщенной архитектуры. Выполнение подобных программ на конкретной ПВС осуществляется после их предварительного преобразования с использованием… Читать ещё >
Содержание
- 1. Анализ параллельных архитектур, языковых и инструментальные средств параллельного программирования
- 1. 1. Архитектуры параллельных ВС
- 1. 1. 1. SMP-системы
- 1. 1. 2. Система NUMA.1В
- 1. 1. 3. МРР системы
- 1. 1. 4. Кластерная архитектура
- 1. 3. Общие подходы к реализации исполнения ФП программ
- 1. 4. Системы, обеспечивающие параллельное выполнение на МРР и кластерных архитектурах
- 1. 4. 1. PVM
- 1. 4. 2. MPI
- 1. 4. 3. Система MOSIX
- 1. 4. 4. «Т-система»
- 1. 5. Выбор среды для построения эмулирующей системы
- 1. 1. Архитектуры параллельных ВС
- Выводы по главе 1
- 2. Управление вычислениями в функционально-потоковой модели
- 2. 1. Описание динамики вычислений функционально-потоковой модели
- 2. 2. Программо-формирующие операторы
- 2. 2. 1. Оператор интерпретации
- 2. 2. 2. Константный оператор
- 2. 2. 3. Оператор копирования
- 2. 2. 4. Оператор группировки в
- 2. 2. 5. Оператор создания параллельного списка
- 2. 2. 6. Оператор группировки в задержанный
- 2. 3. Правила срабатывания операторов. ч1 2.4 Влияние эквивалентных преобразований на формирование информационно-управляющего графа
- 3. Анализ и разработка методов выполнения функционально-параллельных программ
- 3. 1. Способы реализации системы исполнения функционально-параллельных программ
- 3. 2. Организация процесса интерпретации ФП программ
- 3. 2. 1. Методы последовательного выполнения ФП программ
- 3. 2. 2. Методы параллельного выполнения ФП программ
- 4. Разработка инструментальной системы для выполнения функционально-параллельных программ на кластерной архитектуре
- 4. 1. Реализация последовательно-параллельного интерпретатора с использованием системы динамического распараллеливания МОБГХ
- 4. 1. 1. Структура интерпретатора
- 4. 1. 2. Описание входного представления
- 4. 1. 4. Алгоритм параллельной интерпретации
- 4. 1. 5. Алгоритм эквивалентных преобразований списков
- 4. 1. 6. Описание протокола взаимодействия процессов при передаче результатов
- 4. 1. 7. Описание входных параметров командной строки интерпретатора
- 4. 2. Оценка интерпретации ФПП
- 4. 3. Методы повышения эффективности интерпретации
- 4. 3. 1. Оценка вычислительной сложности интерпретируемой функции
Список литературы
- Воеводин, В.В. Параллельные вычисления / В. В. Воеводин, Вл.В. Воеводин СПб.: БХВ-Петербург. — 2002. — 608 с.
- Крюков, В.А. Разработка параллельных программ для вычислительных кластеров и сетей // В. А. Крюков «Информационные технологии и вычислительные системы». — 2003. — № 1−2. — С. 42−61.
- Вальковский, В.А. Распараллеливание алгоритмов и программ. Структурный подход / В. А. Вальковский -М.: Радио и связь. 1989. — 176 с.
- Алгоритмы, математическое обеспечение и проектирование архитектур, многопроцессорных вычислительных систем / Под ред. А. П. Ершова. — М.: Наука. 1982−336 с.
- Хоар, Ч. Взаимодействующие последовательные процессы / Ч. Хоар- пер. с англ. М.: Мир, 1989. — 264 с.
- Легалов, А.И. Стратегии управления вычислениями / А. И. Легалов // В кн.: Проблемы техники и технологий XXI века. Материалы научной конференции. Красноярск, КГТУ. 1994. — С. 122−126.
- Легалов, А.И. Управление в вычислительных системах и языках программирования. / А. И. Легалов // Материалы конференции «Проблемы информатизации города». Красноярск. 1994. — С. 198−202.
- Антонов, А. С. Эффективная адаптация последовательных программ для современных векторно-конвейерных и массивно-параллельных СуперЭВМ / А. С. Антонов, В. В. Воеводин // Программирование. 1996. — № 4. -С. 37−51.
- Джоунз, Г. Программирование на языке Оккам / Г. Джоунз- пер. с англ. -М.: Мир, 1989.- 208 с.
- Лацис, А.О. Разработка ОС коллективного использования для многопроцессорной супер-ЭВМ МВС 100 / А. О. Лацис // Транспьютерныесистемы и их применение: Тез. докл. Всероссийск. науч. конф. — М.: ИПМ им. Келдыша. 1995. — С. 17−24.
- И. Легалов, А. И. На пути к переносимым параллельным программам / А. И. Легалов, Ф. А. Казаков, Д. А. Кузьмин, Д. В. Привалихин // Открытые системы. 2003. — № 5. — С. 36−42.
- Чиди, Д. ASCI White впереди планеты всей / Д. Чиди // Открытые системы: Еженедельник «Computerword». 2000. — № 42. — http://www.osp.ru/cw/2000/42/0060.htm
- Бэкус, Дж. Алгебра функциональных программ: мышление функционального уровня, линейные уравнения и обобщенные определения // Математическая логика в программировании: Сб. статей / Дж. Бэкус- пер. с англ. -М: Мир.- 1991, — С. 8−53.
- Хендерсон, П. Функциональное программирование. Применение и реализация. / П. Хендерсон- пер. с англ. М.: Мир. — 1983. — 349 с.
- Маурер, У. Введение в программирование на языке ЛИСП / У. Маурер М.:Мир. — 1976. — 104 с.
- Пеппер, П. Функциональный подход к разработке программ с развитым параллелизмом / П. Пеппер, Ю. Экснер, М. Зюдхольд // Системная информатика. Новосибирск: ВО «Наука». 1995. — С. 334−360. Вып. 4: Методы теоретического и системного программирования.
- Казаков, Ф.А. Параллельно-функциональный язык программирования / Ф. А. Казаков, Д. А. Кузьмин, А. И. Легалов // В кн.: Нейроинформатика и нейрокомпьютеры. Тезисы докладов рабочего семинара. Красноярск. 1993. — С. 14.
- Казаков, Ф.А. Параллельный язык управления потоков данных / Ф. А. Казаков, Д. А. Кузьмин, А. И. Легалов // Математическое обеспечение и архитектура ЭВМ: Сб. научных работ. Вып. 2. КГТУ, Красноярск. 1997.1. C.105−113.
- Кузьмин, Д.А. Язык программирования параллельных процессов / Д. А. Кузьмин, Ф. А. Казаков, А. И. Легалов // В кн. Нейроинформатика и ее приложения. Программа и тезисы докладов всероссийского рабочего семинара. Красноярск. 1994. — С. 203−204.
- Kuzmin, D.A. Description of parallel-functional programming language /
- D.A. Kuzmin, F.A. Kazakov, A.I. Legalov // Advances in Modeling & Analysis, A, AMSE Press, 1995.-Vol.28.-No. 3.- pp. 1−17.
- Казаков, Ф.А. Функциональная модель потоковых вычислений / Ф. А. Казаков, ДА. Кузьмин, А. И. Легалов // В кн.: Проблемы информатизации города: Вторая научно-практическая конференция, сб. тезисов докл. Красноярск, 1995.- С. 65−67.
- Легалов, А.И. Модель вычислений функционального языка параллельного программирования / А. И. Легалов, Ф. А. Казаков // 6-й Всероссийский семинар «Нейроинформатика и ее приложения». Тезисы докладов. Красноярск. 1998. — 1 с.
- Кузьмин, Д.А. Интерпретация функциональных программ на кластере под управлением MOSIX / Д. А. Кузьмин, И. Н. Рыженко,
- A.И. Легалов // Вестник Красноярского Государственного Технического университете. Выпуск № 33. Математические методы и моделирование. Под редакцией В. И. Быкова. Красноярск. ИПЦ КГТУ, 2003. С. 196−205.
- B.И. Подшивалова. Красноярск: КГТУ. 2001. — С. 66−73.
- Водяхо, А.И. Стратегии управления вычислительными процессами и их модели / А. И. Водяхо, В. П. Емелин, А. И. Легалов // В кн.: Математическое и программное обеспечение САПР сетевых систем, Йошкар-Ола, 1985, — С. 135−142.
- Водяхо, А.И. Функционально ориентированные процессоры /
- A.И. Водяхо, В. Б. Смолов, В. У. Плюснин, Д. В. Пузанков / Под ред.
- B.Б. Смолова Л.: Машиностроение. Ленингр. Отделение. — 1988. — 224 с.
- Воеводин, Вл. В. Методы описания и классификации вычислительных систем. Учебное пособие. / Вл. В. Воеводин,
- A.П. Капитонова М.: Изд.-во МГУ. — 1994. — 103 с .
- Корнеев, В.В. Параллельные вычислительные системы /
- B.В. Корнеев М: «Нолидж». — 1999. — 320 с.
- Кузьминский, М. Современные суперкомпьютеры: состояние и перспективы / М. Кузьминский, Д. Волков // Открытые системы. — 1995. — № 6. С. 33−40.
- Амамия, М. Архитектура ЭВМ и искусственный интеллект / Е. Амамия, Ю. Танака- пер. с японск. М.: Мир, 1993. — 400 е., ил.
- Шнитман, В. Электронное пособие «Современные высокопроизводительные компьютеры» / В. Шнитман Информационно-аналитические материалы Центра Информационных Технологий. — 1996. -http://support.vologda.ru/Book/ARCHITECTURE/Svk/contents.htm
- Aad, J. van der Steen Overview of Recent Supercomputers // Aad J. van der Steen, Jack J. Dongarra -http://www.phys.uu.nl/~euroben/reports/web03/overview.html
- Aad, J. van der Steen Overview of Recent Supercomputers // Aad J. van der Steen, Jack J. Dongarra -http://www.top500.org/ORSC/2002/overview02.html
- Архитектура и проектирование вычислительных систем. Распределенные вычислительные системы. // Сборник статей. Рига: РПИ. -1990.- С. 14−21.
- Pfister, G. Sizing Up Parallel Architectures / G. Pfister -DataBase Programming & Design OnLine, May 1998. Vol. 11.- No. 5.
- Amza, C. Shared memory computing on networks of workstations, to appear in IEEE Computer Treadmarks / C. Amza, A.L. Cox, S. Dwarkadas, P. Keleher, R. Rajamony H. Lu, W. Yu, and W. Zwaenepoel // in IEEE Computer, Volume 29, Number 2, February 1996.
- Информационный портал НИВЦ МГУ Лаборатории Параллельных Информационных Технологий http://www.parallel.ru
- Кузьминский, М. Кирпичные компьютеры. Серверы нового поколения архитектуры NUMA компании SGI // М. Кузьминский -Открытые системы. 2000.- № 9. — http://www.osp.ru/os/2000/09/010.htm
- Коваленко, Е. Система Sequent NUMA-Q // Е. Коваленко -Открытые системы. 1997. — № 2. — http://www.osp.rU/os/l997/02/6.htm
- Головкин, Б.А. Параллельные вычислительные системы / Б. А. Головкин -М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит. 1980. — 520 с.
- System architecture description of the Hitachi SR2201 -http://www.hitachi.co.jp/Prod/comp/hpc/eng/srl.html
- Елизарова, Т.Г. Применение многопроцессорных транспьютерных систем для решения задач математической физики / Т. Г. Елизарова, Б. Н. Четверушкин // Математическое моделирование. 1992. — т. 4. — № 11. — С. 75−100.
- Гольдштейн, M. J1. Мультипроцессорная вычислительная система на базе транспьютерной идеологии / M.JI. Гольдштейн // Алгоритмы и программные средства параллельных вычислений. Сб. науч. тр. Екатеринбург: УрО РАН. 1995. — С. 61−68.
- Транспьютеры. Архитектура и программное обеспечение: Пер. с анг./ Под ред. Г. Харпа. М.:Радио и связь. — 1993. — 304 с.
- Андреев, И. Славянский прорыв на информационном поле / И. Андреев // «Академия Тринитаризма». 2002. — Эл. № 77−6567, публ. 10 170.
- The Earth Simulator Center http://www.es.jamstec.go.jp
- Уильяме, M. Япония возглавила рейтинг Тор 500 / М. Уильяме // Открытые системы: Еженедельник «Computerworld». 2002. — № 17. -http://www.osp.rU/cw/2002/l 7/0041 .htm
- ASCI Program Plan http://www.llnl.gov/asci
- Андреев, А. Кластеры и суперкомпьютеры — близнецы или братья? / А. Андреев, В. Воеводин, С. Жуматий // Открытые системы. 2000. — № 5. -http://www.osp.ru/os/2000/05−06/009.htm
- Митрофанов, В. Направления развития отечественных высокопроизводительных систем / В. Митрофанов, А. Слуцкин, К. Ларионов, J1. Эйсымонт // Открытые системы. 2003. — № 6. -http://www.osp.ru/os/2003/05/029.htm
- Орлов, С. Искусство объединения / С. Орлов // Открытые системы: «LAN». 2003. — № 9. — http://www.osp.ru/lan/2003/09/072.htm
- Уильяме, М. Кластер Apple третий в Тор500 // М. Уильяме -Открытые системы: Еженедельник «Computerworld». — 2003. — № 47. -http://www.osp.ru/cw/2003/47/028l.htm
- Анненков, В.А. Анализ производительности межпроцессорного обмена в МВС 1000 М / В. А. Анненков, Е. А. Нурминский, C.B. Смирнов // // «Информатика и системы управления». — 2002. — № 2. — С. 3−12.
- Гедда, Р. В Австралии строят Linux-суперкомпьютер / Р. Геда // Открытые системы. 2003. — http://www.osp.ru/cw/2003/31/0251 .htm
- Орлов, С. Российские кластеры на базе Opteron. / С. Орлов // Открытые системы: «LAN». 2003. — № 7−8. — http://www.osp.ru/lan/2003/07−08/0061 l. htm
- Лацис, А. Как построить и использовать суперкомпьютер. / А. Лацис М.: Бестселлер, 2003. — 240 с.
- Михайлов, Г. М. Высокопроизводительный кластер ВЦ РАН им. А. А. Дородницына / Г. М. Михайлов, Ю. П. Рогов, М. А. Копытов // Научный сервис в сети Интернет. Труды Всероссийской научной конференции. 2003. -С. 60−62.
- Букатов, А. А. Опыт создания высокопроизводительного кластера с использованием двух коммуникационных сетей / A.A. Букатов, В. Н. Дацюк, О. В. Дацюк и др. // Научный сервис в сети Интернет. Труды Всероссийской научной конференции. 2003.- С. 110−112.
- Кауфман, В.Ш. Языки программирования. Концепции и принципы / В. Ш. Кауфман М.: Радио и связь. — 1993. — 432 с.
- Ахо, А. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции: Том 1 / А. Ахо, Дж. Ульман М.: Мир. — 1978. — 612 с.
- Ковалик, Я. Высокоскоростные вычисления. Архитектура, производительность, прикладные алгоритмы и программы суперЭВМ / Я. Ковалик М.: Радио и связь. — 1988. — 432 с.
- Себеста, Роберт У. Основные концепции языков программирования, 5-ое изд. пер. с англ. / Роберт У. Себеста М.: Издательский дом «Вильяме». — 2001.-672 с.
- Трахтенгерц, Э.А. Программное обеспечение параллельных процессов / Э. А. Трахтенгерц М.: Наука. — 1987. — 272 с.
- Трахтенгерц, Э.А. Введение в теорию анализа и распараллеливания программ ЭВМ в процессе трансляции / Э. А. Трахтенгерц М.: Наука. — 1981.-279 с.
- Корнеев, В.Д. Параллельное программирование в MPI / В. Д. Корнеев -Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2000. — 213 с.
- Немнюгин, С. А. Параллельное программирование для многопроцессорных систем / С. А. Немнюгин, O.JI. Стесик СПб.: БХВ-Петербург. — 2002. — 400 с.
- Евсеев, И. Использование PVM. Введение в программирование. / И. Евсеев — http://www.csa.ru/~il/pvmtutor/ Использование PVM.htm
- Geist, Al PVM: Parallel Virtual Machine. A User’s Guide and Tutorial for Networked Parallel Computing / AI Geist, Adam Beguelin, Jack Dongarra, Weicheng Jiang, Robert Manchek, Vaidy Sunderam // The MIT Press. Cambridge, Massachusetts. London, England.
- PVM: Parallel Virtual Machine http://www.csm.ornl.gov/pvm/
- Geist, A1 PVM: Parallel Virtual Machine A Users' Guide and Tutorial for Networked Parallel Computing / A1 Geist, Adam Beguelin, Jack Dongarra, Robert Manchek, Weicheng Jiang and Vaidy Sunderam / MIT Press. -1994.-299 pp.
- Breshears, Clay A Beginner’s Guide to PVM Parallel Virtual Machine / Clay Breshears, Asim YarKhan www-jics.cs.utk.edu/PVM/pvm/guide.html.
- Crawford, Emily Angerer PVM: An Introduction to Parallel Virtual Machine / Emily Angerer Crawford www.hpc.gatech.edu/seminar/pvm.html
- Буч, Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения / Г. Буч- пер. с англ. М.: Конкорд. — 1992. — 519 е., ил.
- Буч, Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е изд. / Г. Буч- пер. с англ. -М.: «Издательства Бином», СПб: «Невский диалект». 1998. — 560 е., ил.
- Средства динамического распараллеливания программ (Т-система) -http://cluster.msu.ru/skif/t-system.html
- Евсеенко, В.А. Адаптация системы параллельных вычислений Т-system к компьютерной сети МГИУ / В. А. Евсеенко, М. Н. Иванов, В. Ю. Радыгин http://www.ctc.msiu.ru/program/t-system/firstindex.html
- Official MOSIX web http://www.mosix.org/
- McClure, S. MOSIX: How Linux Clusters Solve Real World Problems / S. McClure, R. Wheeler // Proc. 2000 USENIX Annual Tech. Conf., San Diego, CA., June 2000. pp. 49−56.
- Barak, A. Scalable Cluster Computing with MOSIX for Linux / A. Barak, O. La’adan, A. Shiloh // Proc. Linux Expo '99,, Raleigh, N.C., May 1999. pp. 95−100.
- Barak, A. The MOSIX Multicomputer Operating System for High Performance Cluster Computing / A. Barak, O. La’adan, // Journal of Future Generation Computer Systems, March 1998. Vol. 13. — No. 4−5. — pp. 361−372.
- Рычков, B.H. Промежуточное программное обеспечение для высокопроизводительных вычислений / В. Н. Рычков, И. В. Красноперов, С.П.
- Копысов // Вычислительные методы в программировании. 2001. — Том 2. -С. 109−124. — http://num-meth.srcc.msu.su/zhurnal/tom2001/art28.html
- Джоши, Рауль Параллельный процессинг в ОС Linux с использованием систем PVM и MPI / Рауль Джоши -http://fizmat.tspu.edu.ua/resources/info/mir/lg/lg65/articles/rus-joshi.html
- Керниган, Б.В. UNIX универсальная среда программирования / Б. В. Керниган, Р. Пайк — М.: Финансы и статистика. — 1992. — 304 с.
- Документация по Т-системе и Т-языку — ftp://ftp.botik.ru/pub/local/Sergei.Abramov/T-system/
- Евсеенко, В.А. Сравнение Т-системы и MPI на задаче ЕР из пакета тестов NPB 2.3 / В. А. Евсеенко, М. Н. Иванов, В. Ю. Радыгин // Вычислительные методы в программировании. 2001. — Том 2. — С. 17−21. -http://num-meth.srcc.msu.su/zhurnal/tom2001/art22.html
- American National Standard Programming Language С / ANCI Х3.159 -1989 American National Standards Institute, New York.
- Робачевский, A. M. Операционная система UNIX / A. M. Робачевский СПб.:ВУН — Санкт-Петербург. — 1997. — 528 е., ил.
- Теренс, Чан Системное программирование на С++ для UNIX / Чан Теренс- пер. с англ. К.: Издательская группа BHV. — 1999. — 592 с.
- Вольфенгаген, В.Э. Конструкции языков программирования. Приемы описания. / В. Э. Вольфенгаген -М.: АО «Центр ЮрИнфоР». 2001. — 276 с.
- Казаков, Ф.А. Функциональная модель потоковых вычислений / Ф. А. Казаков, Д. А. Кузьмин, А. И. Легалов // В кн.: Проблемы информатизации региона: труды межрегиональной конференции. Красноярск. 1995. — С. 148.
- Легалов, А.И. Потоковая модель параллельных вычислений / А. И. Легалов, Ф. А. Казаков, Д. А. Кузьмин // Вестник Красноярского государственного технического университета. Сб. научных трудов. Вып. 6. Красноярск. 1996. — С. 60−67.
- Dennis, J.B. Weng Application of data flow compilation for the weather problem, high speed computer and algorithm organization / J.B. Dennis, K.S. Ken //Acad. Press. 1977.-p. 143−157.
- Денис, Дж. Б. Схемы потоков данных / Дж. Б. Денис, Дж. Б. Фоссин, Дж. П. Линдерман // В кн. Теория программирования. Ч 2. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР. 1972. — С. 7−43.
- Бердж, В. Методы рекурсивного программирования. Пер. с англ. / В. Бердж М.: Машиностроение. — 1983. — 248 с.
- Головков, C.JI. О языке программирования для модели вычислений, основанной на принципе потока данных / C.JI. Головков, К. Н. Ефимкин, Э. З. Любимский // препринт института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН. 2002. — № 72. — 20 с.
- SIGMA-1: A Dataflow Computer for Scientific Computations / T. Yuba, T. Shimada, K. Hiraki, H. Kashiwagi // Computer Physics Communications. 1985. -pp. 141−148.
- Казаков, Ф.А. Семантическая модель функционального языка параллельного программирования / Ф. А. Казаков, Д. А. Кузьмин, А. И. Легалов // В кн.: Проблемы техники и технологий XXI века. Материалы научной конференции. Красноярск, КГТУ. 1994. — С. 85−88.
- Казаков, Ф.А. Разработка функционально-параллельных программ / Ф. А. Казаков, Д. А. Кузьмин, А. И. Легалов // В кн. Нейроинформатика и ее приложения. Программа и тезисы докладов всероссийского рабочего семинара. Красноярск. 1994. — С. 25.
- Казаков, Ф.А. Организация условных вычислений в потоковых моделях / Ф. А. Казаков // В кн.: Проблемы информатизации региона: труды межрегиональной конференции. Красноярск. 1995. — С. 68−70.
- Ластовецкий, А.Л. Язык и система программирования для высокопроизводительных параллельных вычислений на неоднородных сетях / А. Л. Ластовецкий, А. Я. Калинов, И. Н. Ледовских и др. // Программирование. 2000. — № 4. — С. 55−80.
- Lastovetsky, A. L. Parallel Computing on Heterogeneous Clusters / A. L. Lastovetsky John Wiley & Sons, 2003. — 424 pp.
- Backus, J. Can Programming Be Liberated from von Neuman Style? A Functional Stile and Its Algebra of Programs. // J. Backus CACM, 1978. -vol.21.-No. 8.- p. 613−641.
- Кейслер, С. Проектирование операционных систем для малых ЭВМ/ С. Кейслер М.: Мир. — 1986. — 680 с.
- Дейтейл, Г. Введение в операционные системы / Г. Дейтейл — М.: Мир. 1987.-231 с.
- Столлингс, В. Операционные системы, 4-е издание / В. Столингс- пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме». — 2002. — 842 с.
- Шоу, А. Логическое проектирование операционных систем / А. Шоу- пер. с англ. -М.: Мир, 1981. 360 с.
- Спенсер, Пол XML. Проектирование и реализация. / Пол Спенсер — Москва, Лори. 2001. — 509 с.