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

27777. Воспитание 20.32 KB
  Методы воспитания – способы взаимосвязанной деятельности воспитателей и воспитанников направленной на решение задач воспитания. Характеризуя методы воспитания нельзя не упомянуть прием воспитания. главный признак основание по которому методы группируются и обособляются В педагогике существует многообразная классификация методов воспитания. Бабанского в основу классификации положена концепция деятельности: Методы формирования сознания: рассказ беседа лекция дискуссия диспут метод примера; Методы организации деятельности и...
27778. Механизмы социализации 18.95 KB
  Существуют различные подходы к рассмотрению механизмов социализации. Американский ученый Ури Бронфенбренер механизмом социализации считает прогрессивную взаимную аккомодацию приспособляемость между активным растущим человеческим существом и изменяющимися условиями в которых оно живет. Мухина рассматривает в качестве механизмов социализации идентификацию и обособление личности а А.
27779. Социальное воспитание 16.66 KB
  Эти условия создаются в ходе взаимодействия индивидуальных и групповых коллективов субъектов в трех взаимосвязанных и в то же время относительно автономных по содержанию формам способам и стилю взаимодействия процессах: организации социального опыта детей подростков юношей их образования и индивидуальной помощи им. Организация социального опыта осуществляется через организацию быта и жизнедеятельности формализованных групп коллективов; организацию взаимодействия членов организации а также обучение ему; стимулирование самодеятельности...
27780. Антон Семенович Макаренко. Воспитание в коллективе и через коллектив 32.2 KB
  Макаренко воспитал в духе идей коммунизма более 3000 молодых граждан Советской страны. Макаренко особенно €œПедагогическая поэма€ и €œФлаги на башнях€ переведены на многие языки. Велико число последователей Макаренко среди прогрессивных педагогов всего мира.
27781. Господарські првовідносини 106 KB
  Юридичний зміст господарських відносин — це права та обов’язки суб’єктів господарювання, які виникають у них у процесі здійснення зазначеної діяльності.
27782. Педагогика сотрудничества 19.18 KB
  в советской педагогике получает развитие новое направление педагогика сотрудничества система методов приемов обучения и воспитания основанных на принципе гуманизма и творческого подхода к развитию личности. Педагогика сотрудничества базировалась на следующих принципах: обучение как творческое взаимодействие учителя и учащихся; обучение без принуждения; идея трудной цели; идея крупных блоков объединение несколько уроков в блоки; использование опор опорные сигналы схемы детали; самоанализ деятельности коллективный...
27783. И.И. Бецкой (1704–1795) 23.11 KB
  Бецкой 1704–1795 является заметной личностью в России XVIII в. Для этого дела был привлечен Иван Иванович Бецкой. В Генеральном учреждении о воспитании обоего пола юношества 1764 получившем силу закона Бецкой сформулировал понятие воспитания которое по его словам должно придать известное направление воле и сердцу выработать характер внушить согласное с природой человека здравое чувство нравы и правила искоренить предрассудки. Бецкой перечисляет добродетели и качества принадлежащие к доброму воспитанию: утверждать сердце в...
27784. Социализирующие функции религиозных организаций 18.38 KB
  В социализации человека религия и религиозные организации общности верующих при молитвенных центрах были важнейшим после семьи фактором. Кроме того различные конфессии ведут активную работу по привлечению в свои ряды новых верующих. В процессе социализации верующих религиозные организации реализуют ряд функций. Это осуществляется в процессе коллективных культовых действий и всей жизнедеятельности организаций а также через различные формы контроля в одних конфессиях более в других менее жесткого за соответствием жизни верующих...
27785. Личностно-ориентированные педагогические технологии 15.04 KB
  В педагогике и педагогической психологии до настоящего момента были предприняты различные попытки определить сущность личностноориентированного обучения. Якиманской признание ученика главной действующей фигурой всего образовательного процесса и есть личностноориентированная педагогика. Для выстраивания модели личностноориентированного обучения она считает необходимым различать следующие понятия.