77293

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТРАССЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

В литературе можно найти самые разные подходы к визуализации трасс выполнения параллельных программ. В докладе мы приведем как обзор существующих решений так и предложения по новым подходам к разработке средств визуализации трасс. Поэтому приемы хорошо помогавшие при визуализации данных лет двадцать назад например использование Visul Informtion Seeking Mntr ldquo;Overview first zoom nd filter then detilsondemndrdquo; не срабатывают. Активно используются методы визуализации трассы выполнения на базе разнообразных метафор...

Русский

2015-02-02

32.5 KB

0 чел.

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТРАССЫ ВЫПОЛНЕНИЯ
ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ

В.Л. Авербух, Д.В. Манаков

Институт математики и механики им. Н.Н.Красовского УрО РАН, Екатеринбург

Визуализация трассы выполнения параллельных и распределенных программ служит важным инструментом отладки правильности и эффективности параллельных вычислений. Накоплен значительный опыт разработок такого сорта. В литературе можно найти самые разные подходы к визуализации трасс выполнения параллельных программ. В докладе мы приведем как обзор существующих решений, так и предложения по новым подходам к разработке средств визуализации трасс.

Очевидно, что текст программы является ключевым видом отображения при отладке. В разработках 90-ых годов, как правило, использовались те или иные текстовые виды отображения и представления различных графов выполнения программы с анимационным показом цепочек передач управления. Однако, главная проблема, возникающая при создании систем трассировки, заключается в огромном и все возрастающем объеме подлежащих анализу данных. Поэтому приемы, хорошо помогавшие при визуализации данных лет двадцать назад (например, использование Visual Information Seeking Mantra “Overview first, zoom and filter, then details-on-demand”), не срабатывают.

Активно используются методы визуализации трассы выполнения на базе разнообразных метафор визуализации, предполагающих использование анимации. В опубликованных в последние годы работах можно найти примеры использования в системах отладки правильности и эффективности разнообразных метафор. Среди них, в частности, традиционные метафоры города или ландшафта, а также новая метафора мозга. Идея визуализации работы мозга при предъявлении ему каких-либо стимулов перенесена на визуализацию активности программы или приложения (вызов процедур и функций, ввод/вывод и пр.). Однако интерпретация анимационных графических выводов, полученных в рамках интересной метафоры мозга не представляется очевидной. В системах отладки правильности и эффективности параллельных вычислений традиционно большую роль играет работа с графом вызовов программы. При двумерном представление графа вызовов значительной по объему и сложной по структуре программы с большой глубиной вложенности вызовов функций и большим количеством пользовательских функций возникают сложности в двумерном отображении протяженной структуры на экране. Поэтому созданы прототипные реализации представления графа вызовов на базе использования как «дву-с-половиной мерной», так и трехмерной графики. Реализованы представления графа вызовов на базе метафоры здания и метафоры молекулы. Рядом авторов проведен сравнительный анализ метафор и построенных на их базе двумерных и трёхмерных изображений для представления сущностей параллельного программирования (прежде всего, трасс выполнения программ). В тоже время представляется важным не только проверять пригодность метафор для решения поставленных конкретных задач, но и формализовать оценку качества графических выводов, полученных при тех или иных методах визуализации. Методы оценки необходимо разрабатывать на основе формальной модели с последующей верификаций и валидацией как метафор, так и самих результатов визуализации. Так один и тот же кусок кода может выполняться на разных процессорах за разное время. Очевидно, что возникающие временные интервалы могут рассматриваться в рамках теории возможности или информационного разрыва. Теоретические исследования полезны и в плане создания новых метафор. В ряде систем компьютерной визуализации хорошо зарекомендовало себя применение комплексного или множественного вида отображения. При этом подразумевается использование нескольких разделенных видов отображения, между которыми в процессе интерпретации и взаимодействия устанавливаются взаимосвязи. (Можно привести аналогию из области черчения, когда трехмерное тело представляется в виде трех проекций.) Для рассмотрения и формализации данного примера можно ввести несколько групп базисных функций, таких как «Информативность и избыточность» и «Полнота и точность», обеспечивающие целостное восприятие и детализацию. Результатом применения множественного вида отображения может являться не только сокращение объема информации, но и понижение размерности, в том числе и когнитивной. Для решения задачи представления трассы выполнения параллельных программ мы предлагаем использование комплексного вида отображения, включающего:

– например, представление графа вызовов программы, реализованного, в частности, на базе метафоры промышленного ландшафта или метафоры молекулы;

– текстового представления программы;

– виды отображения для представления данных об эффективности параллельных программ, используемые в системах информационной визуализации, например, «информационная стена» («информационная фреска») или «параллельные координаты»;

– возможности «полета» над «программным ландшафтом» или между «атомами» молекулы, причем маршрут «полета» увязывается с выводом текста программы;

– возможности изменения уровня детализации как «метафорического», так и текстового вывода трассы за счет «подъема/спуска» при полете.

Необходима разработка средств визуального сопровождения процессов разработки, анализа и отладки программного обеспечения. То есть реализация системы визуализации должна вестись совместно с пользователями, разработчиками сложного программного обеспечения параллельных и распределенных вычислений, с учетом их повседневной деятельности по отладке правильности и эффективности программных комплексов.

Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований УрО РАН “Информационные, управляющие и интеллектуальные технологии и системы”, проект 12-П-1-1034.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38405. МЕЖДУНАРОДНОЕ ФИНАНСОВОЕ ПРАВО 6.98 MB
  Внутригосударственные правовые режимы в МФС 33 1.0 статусе многонациональных предприятий транснациональных корпораций Свободные экономические зоны СЭЗ в международной инвестиционной системе 288 О портфельных инвестициях и их правовом режиме 294 Заключение 304 Приложения: Схема платежного баланса 315 Краткая библиография 317 Перечень сокращений АВФ Арабский валютный фонд АзБР Азиатский банк развития АСЕАН Ассоциация государств ЮгоВосточной Азии АТЭС Организация АзиатскоТихоокеанского сотрудничества...
38407. Економіка підприємств 217.5 KB
  Розкрийте сутність поняття економіка підприємства. Дайте загальну характеристику підприємства 3. Охарактеризуйте структуру підприємства 4 Назвіть І охарактеризуйте види підприємств згідно з кваліфікаційними ознаками. Система планів підприємства 12.
38409. Лекции по истории и праву Европейского Союза 863 KB
  Общие замечания о послевоенной обстановке в Западной Европе. Предпосылки к созданию ЕЭС. Отличие ЕЭС от большой семерки. Россия (СССР) и ЕЭС-предпосылки сотрудничества этих субъектов Международного права. Этапы создания ЕЭС
38411. Фінанси та їх сутність 103.56 KB
  Значну частину своїх функцій держава виконує завдяки державному бюджету. Значну частину своїх функцій держава виконує завдяки державному бюджету. Бюджетна система України це сукупність Державного бюджету та місцевих бюджетів побудована з урахуванням економічних відносин державного і адміністративнотериторіальних устроїв і врегульована нормами права. Згідно з Бюджетним кодексом бюджетна система України ґрунтується на таких принципах: 1 принцип єдності бюджетної системи України забезпечується єдиною правовою базою єдиною грошовою...
38412. Характеристика основных теорий кредита 34.87 KB
  не денежные вещественные блага; кредит представляет собой движение натуральных общественных благ и поэтому он есть лишь способ перераспределения существующих в данном обществе материальных ценностей; ссудный капитал тождественен действительному следовательно накопление ссудного капитала есть проявление накопления действительного капитала а движение первого полностью совпадает с движением производительного капитала; поскольку кредит выполняет пассивную роль то коммерческие банки являются лишь скромными посредниками. Ошибочность их взглядов...
38413. Основи цивільного права 1014 KB
  Місце цивільного права в системі правових галузей. Система та завдання курсу Цивільне та сімейне право як навчальної дисципліни. Загальна характеристика приватноправових систем зарубіжних країн. Цивільноправові відносини: поняття особливості елементи та види.