: Prototyping Parallel Algorithms in a Set-Oriented Language

Prototyping Parallel Algorithms in a Set-Oriented Language

Forschungsergebnisse der Programmentwicklung, Band 3

Hamburg , 216 Seiten

ISBN 978-3-86064-202-3 (Print)

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In diesem Buch wird der Entwurf und die Implementation eines Ansatzes zum Prototyping paralleler Algorithmen in der mengenorientierten Sprache ProSet präsentiert. Für eine Prototyping-Sprache ist es notwendig, zum Prototyping paralleler Algorithmen einfache, aber mächtige Konstrukte zur dynamischen Prozesskreation und zur Koordination paralleler Prozesse zur Verfügung zustellen.

Parallele Programmierung ist konzeptionell schwieriger durchzuführen und zu verstehen als die sequentielle Programmierung, weil sich ein Programmierer beider parallelen Programmierung oft gleichzeitig auf mehrere Prozesse konzentrieren muss. Außerdem müssen die Programmierer auf parallelen Maschinen üblicherweise auf einem sehr niedrigen Niveau programmieren, um Höchstleistungen zu erreichen - die Einfachheit in der Benutzung wird der Effizienz in der Ausführung geopfert. Aufgrund dieser Faktoren ist die Entwicklung paralleler Algorithmen im allgemeinen eine äußerst schwierige Aufgabe.

Das Ziel des vorgestellten Ansatzes ist es, das Prototyping von parallelen Algorithmen durch die Bereitstellung von Konstrukten mit hohem Niveau zur expliziten Parallelprogrammierung wesentlich zu erleichtern. In ProSet wird das Konzept der Prozesskreation durch Multilisp‘s Futures auf die mengenorientierte Programmierung zugeschnitten und mit dem Konzept zur Koordination durch Lindas Tupelräume kombiniert. Linda ist eine Koordinationssprache, die ein flexibles Konzept zur Synchronisation und Kommunikation durch sogenannte Tupelräume bietet. Diese Tupelräume sind virtuelle gemeinsame Datenräume, über die die Prozesse kommunizieren.

Synchronisation und Kommunikation erfolgen in ProSet-Linda durch das Einfügen, Entfernen, Lesen und durch unteilbares Ändern von einzelnen Tupeln im Tupelraum. Der präsentierte Ansatz zum Entwurf und zur Implementation von ProSet-Linda basiert auf dem Einsatz der formalen Spezifikationssprache Object-Z und der Prototyping-Sprache ProSet selbst.

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