: Implizite Darstellung von Parallelität auf der Ebene des Programmiermodells

Implizite Darstellung von Parallelität auf der Ebene des Programmiermodells

Forschungsergebnisse der Programmentwicklung, Band 8

Hamburg , 134 Seiten

ISBN 978-3-86064-504-8 (Print)

Zum Inhalt

Das Buch hat die Beschreibung und Darstellung von Parallelität als eine der zentralen Aufgaben bei der parallelen Programmierung zum Gegenstand. Zur Zeit ist die parallele Programmierung noch geprägt durch eine komplexe und sehr fehleranfällige Programmierweise. Der parallele Ablauf wird in allen Einzelheiten durch den Programmcode vorgeschrieben. Ein Fernziel bei der parallelen Programmierung ist deshalb eine Loslösung der Parallelitätsaspekte vom eigentlichen Programmcode. Durch diesen Abstraktionsschritt kann einerseits die parallele Programmierung stark vereinfacht werden und andererseits die optimale Nutzung der parallelität-geeigneten Programmiersystemen überlassen werden. Der Schlüssel hierzu ist die Art und Weise, wie die Parallelität in einem Programm dargestellt wird.

In diesem Buch werden Methoden zur Darstellung und automatisierten Nutzung von probleminhärenter Parallelität untersucht. Im Mittelpunkt stehen technisch-wissenschaftliche Anwendungen. Zunächst wird ein formales Ablaufmodell für parallele Programme vorgestellt, das um Möglichkeiten zur vereinfachten Beschreibung wiederkehrender Ablaufmuster erweitert wird. Verbreitete Ansätze zur Einführung von Abstraktion bei der Darstellung paralleler Programme werden einander gegenübergestellt. Anwendungen mit gitterbasierter, iterativer Struktur werden genauer untersucht. Die für die automatisierte Behandlung der inhärenten Parallelität relevanten Eigenschaften dieser Anwendungen arbeitet der Autor heraus. Dann wird ein Programmiermodell präsentiert, das eine stark vereinfachte, implizite Beschreibung der Parallelität für diese Anwendungen ermöglicht.

Anhand einer für dieses Programmiermodell implementierten Programmierumgebung wird die Wiedergewinnung und Nutzung von Informationen über die Parallelität erläutert. Der Autor zeigt, wie die wiedergewonnenen Informationen bei der Übersetzung in ausführbare parallele Programme und der Optimierung verwendet werden können. Der praktische Einsatz bei der parallelen Programmierung wird anhand einer Beispielanwendung aus der numerischen Strömungsmechanik beschrieben.

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