Розглянуто питання розробки високопродуктивних паралельних програм для мультипроцесорних обчислювальних систем. Наведено вимоги архітектурної незалежності, абстрактності та багатоаспектності моделей паралельних обчислень і проаналізовано сучасні моделі паралелізму обчислень. Розроблено алгебродинамічний підхід до побудови моделей і методів високопродуктивної паралельної обробки. Описано застосування даного підходу до розробки практичних методів реалізації керування обчисленнями, обмінів даними та синхронізації паралельних процесів у програмному забезпеченні мультипроцесорних обчислювальних систем. Особливу увагу приділено організації ефективних паралельних програм для макроконвеєрної архітектури. Наведено опис інтерфейсу обміну передачами MPI (Message Passing Interface), що є фактичним стандартом для програмування мультипроцесорної обробки на комп'ютерних системах паралельної дії.

Рассмотрены проблемы преобразования задач в форму, эффективную для реализации в многопроцессорной системе, а также принципы разбиения информационного графа на подграфы, каждый из которых структурно реализуется на аппаратуре многопроцессорной системы. Описана процедура векторизации информационных подграфов, позволяющая преобразовать граф в функционально-регулярную форму. Данная форма обеспечивает синтез параллельных программ, реализуемых на различных конфигурациях многопроцессорных систем. Изложены принципы формирования структуры данных.

Приведены правила трансформации знания о методах распараллеливания программ, которые можно накапливать и использовать с помощью специальной экспертной системы.

Рассмотрены основные компоненты системы программирования для многопроцессорных систем со структурно-процедурной организацией вычислений. Основное внимание уделено описанию графических средств синтеза макроопераций, синтеза структуры кадров, а также базе данных параллельных программ. Рассмотренные программы позволяют оперативно создавать прикладное программное обеспечение для многопроцессорных систем со структурно-процедурной организацией вычислений.

Індекс рубрикатора НБУВ: З970.221-016

Рубрики:

Багатопроцесорні обчислювальні системи

Шифр НБУВ: Ж15477 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З970.221-016

Рубрики:

Багатопроцесорні обчислювальні системи

Шифр НБУВ: Ж29114 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто проблеми розробки нових і вдосконалення відомих методів підсумовування та сортування. Проаналізовано відомості щодо дослідження функціональних можливостей, а також ефективності методів і алгоритмів мультиобробки масивів інформації з використанням принципу різницевих зрізів.

Рассмотрены проблемы разработки новых и усовершенствования известных методов подведения итогов и сортировки. Проанализированы сведения по исследованию функциональных возможностей, а также эффективности методов и алгоритмов мультиобработки массивов информации с использованием принципа разностных срезов.

Розглянуто основні положення декомпозиції та організації розпаралелювання алгоритмів рішення систем лінійних рівнянь великої розмірності з розрідженою матрицею. Завдяки особливостям структури блочної матриці коефіцієнтів системи рівнянь обробка кожного блоку чи підсистеми рівнянь може виконуватися незалежно на декількох процесорних елементах. Для розв'язку систем рівнянь великої розмірності сформульовано концепцію створення багаторівневих паралельних обчислювальних систем.

Розглянуто найбільш розповсюджені архітектури багатопроцесорних систем баз даних. Надано оцінку ефективності паралельних алгоритмів. На прикладі команд MS SQL Server досліджено можливості розпаралелення операцій з обробки великих баз даних у багатопроцесорних системах. Розглянуто декілька паралельних алгоритмів та оцінку їх ефективності.

Запропоновано побудову експериментального розпаралелювання програм на базі макета багатоцільової системи трансформацій програм (БСТП) і набору перетворень розпаралелювання й оптимізації. Серед систем, що виконують розпаралелювання, БСТП виокремлюється належним і зручним способом завдання перетворень у вигляді схематичних правил, що забезпечують опис нелокальних перетворень. Описано програмну організацію макета БСТП на Пролозі. Висвітлено механізми трансляції схематичних правил у внутрішнє представлення та його модифікації трансформаційною машиною. Наведено приклад роботи експериментального розпаралелювання.

Розглянуто розв'язання задач математичної фізики за допомогою методу одночасних зміщень на багатопроцесорних системах з структурно-процедурною організацією обчислень. Проаналізовано різні варіанти паралельних алгоритмів, які ефективно реалізуються на різних конфігураціях багатопроцесорних обчислювальних систем. Доведено високу ефективність структурної реалізації паралельного алгоритму методу одночасних зміщень.

Виконано формалізацію алгоритму Флойда - Уоршалла з використанням математичного апарату систем алгоритмічних алгебр модифікованих. Запропоновано стратегії розпаралелювання та одержано паралельну регулярну схему алгоритму. Виконано низку еквівалентних перетворень і одержано спектр модифікованих схем алгоритму Флойда - Уоршалла.

Описано алгоритм, який дозволяє автоматично розпаралелювати послідовні програми з використанням грубозернистого паралелізму, що потребує мінімальної синхронізації між процесорами мультипроцесорної машини. Він базується на ідеї визначення сильнозв'язаних компонентів циклу й афінних відображень для кожного зі знайдених компонентів. Наведено приклади використання алгоритму.

Рассмотрены некоторые параллельные циклические алгоритмы исследования и решения задач линейной алгебры на MIMD-компьютерах. Исследована эффективность распараллеливания. Приведены результаты численных экспериментов на MIMD-компьютерах кластерного типа.

Мета праці - ознайомити з можливостями застосування паралельних обчислень за допомогою системи ПАРКС-JAVA. Ця система підтримує паралельне програмування на комп'ютерній мережі. ПАРКС-технологія забезпечує програмні конструкції для модифікування логічної та комунікаційної структури проблеми, яка вирішується.

Описан способ обеспечения статической семантической корректности высокоуровневых распараллеливающих и оптимизирующих преобразований программ. При некоторых условиях на входные фрагменты преобразованные программы могут стать некорректными с точки зрения статической семантики языка. Контролирование таких условий в преобразовании, в которых потенциально может нарушиться статическая семантика, и является предметом обсуждения работы. Описываемый способ может быть полезен разработчикам компиляторов.

Для решения образовательных, научных и практических проблем в области преобразований программ разработана концепция Специализированного банка (СБ) знаний о преобразованиях программ в рамках нового научного направления "Компьютерные банки знаний". Рассмотрены подсистемы потокового анализа (ПСПА) в существующих распараллеливающих компиляторах и предложен подход к реализации собственной ПСПА программ, записанных на языке моделей структурных программ в рамках СБ.

Формалізовано послідовні алгоритми Пріма та Крускала, для яких побудовано регулярні схеми. Запропоновано підхід до розпаралелювання та сформовано паралельні регулярні схеми алгоритмів для їх подальшої реалізації на кластерних архітектурах.

Отмечено, что крупномодульное распараллеливание заключается в разделении последовательной программы на множество ответвлений. Каждое ответвление может состоять из большого числа зависимых операторов и выполнять вычисления на разных процессорах со случайной синхронизацией. Аффинные преобразования - это самый мощный метод крупномодульного распараллеливания программного цикла, доступный в настоящее время. Показано, что с помощью лучших алгоритмов не достигается распараллеливание в общем случае неоднородных и некоторых однородных циклов. Даны рекомендации по проведению дальнейших исследований.

Описана трансформация алгоритма Гольдберга - Тарьяна, который решает важную сетевую задачу поиска максимального потока в ориентированном графе. Предложена концепция его параллельной реализации и сформирована соответствующая схема алгоритма с использованием математического аппарата модифицированных систем алгоритмических алгебр Глушкова. Получены две усовершенствованные схемы алгоритма.