77294

ВИЗУАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО КОДА

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

Представляется что создание вспомогательных визуальных сред поддержки распараллеливания программ сможет облегчить работу специалистов и увеличить эффективность и надежность распараллеливания. Нами разработан макет средств визуальной поддержки распараллеливания в двух вариантах параллелизма на основе общей памяти и параллелизма на основе передачи сообщений с использованием библиотек OpenMP и MPI соответственно. Предполагается что пользователь по ходу анализа и обработки текста вносит изменения в текст последовательной программы для ее...

Русский

2015-02-02

26.5 KB

1 чел.

ВИЗУАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО КОДА

В.Л. Авербух, А.Ю. Кулаков, Р.О. Судариков

ИММ УрО РАН, УрГУ, Екатеринбург

Несмотря на большие усилия, которые программистское сообщество предприняло в предшествующие годы для создания универсальных систем визуального программирования параллельных вычислений, решающего успеха в данной области так и не достигнуто. В крупных исследовательских центрах, накопивших за десятилетия огромный объем разнообразных программ для последовательных ЭВМ, в связи с переходом на суперкомпьютерные вычисления возникла задача их переноса на параллельные архитектуры. В каких-то случаях эта задача решается за счет компиляторов, осуществляющих автоматическое распараллеливание программ. В каких-то – можно найти соответствующие “параллельные” библиотеки и пакеты, могущие решить необходимые задачи, да еще и повысить эффективность счета. Однако часто необходимо распараллеливать “старые” последовательные коды, реализующие сложные модели, так что без “ручного” вмешательства специалиста обойтись нельзя. Для выполнения этих задач необходимы квалифицированные специалисты, хорошо знающие и суть решаемой задачи, и структуру последовательной программы и владеющие непростыми навыками параллельного программирования. Представляется, что создание вспомогательных визуальных сред поддержки распараллеливания программ сможет облегчить работу специалистов и увеличить эффективность и надежность распараллеливания.

Нами разработан макет средств визуальной поддержки распараллеливания в двух вариантах - параллелизма на основе общей памяти и параллелизма на основе передачи сообщений с использованием библиотек OpenMP и MPI соответственно. На начальном этапе был проведен выбор функционального наполнения системы визуальной поддержки. По нашему мнению, прежде всего, такая система должна содержать средства визуализации процесса анализа кода на предмет выявления потенциального параллелизма. Предполагается, что пользователь по ходу анализа и обработки текста вносит изменения в текст последовательной программы для ее распараллеливания. В минимальном варианте в качестве средства визуализации процесса анализа кода реализована простая подсветка определенных синтаксических конструкций в тексте программы. Реализована также возможность выбора словаря подсветки. Одновременно с этим происходит построение графического отображения полученного параллельного кода. При перемещении курсора в тексте редактируемого кода происходит выделение соответствующего фрагмента картинки в графическом окне.

В случае MPI в соседнем (левом) окне строится картинка-подсказка, показывающая результат работы пользователя, например, распараллеливание кода на заданное количество процессов. В правом окне выводится анимация работы введенных фрагментов программы, содержащих, например, такие функции, как MPI_Bcast и MPI_Reduce.

В случае OpenMP в окне рядом с текстом выводится граф, показывающий порождение исполняющих нитей (потоков). Анимация в данном макете показывает потенциальную конкуренцию потоков за использованные одновременно участки памяти, что позволяет выявить возможные опасные места в программе.

В результате программист может работать как с самим кодом распараллеленной программы, и с ее графическим представлением. На следующем этапе предусматривается увязка анимационной картинки с данными, полученными при выполнении (или симуляции выполнения) параллельной программы.

Разработанные макеты средств визуальной поддержки распараллеливания являются базой для дальнейших исследований и разработок. Прежде всего, они должны использоваться при обсуждении со специалистами того, каким должен быть полный набор функций будущей системы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84274. Возможные пути регулирования жизнедеятельности микроорганизмов при хранении пищевых продуктов 33.45 KB
  Основными принципами хранения пищевых продуктов по Я. При хранении этих продуктов создаются условия препятствующие развитию микроорганизмов путем понижения температуры до 5 С и поддержания определенной влажности. К таким методам относятся использование низких температур охлаждение и замораживание удаление воды из продукта ниже предела необходимого для развития микробов сушка вяление добавление к продукту веществ соли сахара создающих высокое осмотическое давление повышение кислотности продукта путем добавления уксусной кислоты...
84275. Генетика как наука. Понятие о наследственности и изменчивости 34.37 KB
  В процессе жизни под влиянием факторов внешней среды свойства микроорганизмов могут изменяться. Приспособление микроорганизмов к новым условиям жизни называется адаптацией. Явления наследственности и изменчивости играют важную роль в жизни микроорганизмов для которых характерны интенсивный обмен веществ быстрое размножение и смена поколений чрезвычайно высокая способность приспосабливаться к новым условиям среды обитания. Поэтому существовали два противоположных мнения о наследственности и изменчивости микроорганизмов.
84276. Генотип и фенотип микроорганизмов 34.06 KB
  Гены подразделяются на структурные гены генырегуляторы и геныоператоры. Генырегуляторы контролируют синтез белковрепрессоров подавляющих функцию структурных генов а геныоператоры выполняют роль посредников между генами регуляторами и структурными генами. Гены обозначают строчными начальными буквами названия синтезируемого под их контролем соединения например his – гистидиновый ген rg – аргининовый ген lc и ml – гены контролирующие расщепление coответственно лактозы мальтозы.
84277. Формы изменчивости микроорганизмов 41.75 KB
  Фенотипические изменения При фенотипической изменчивости микробы образовавшиеся из одной материнской клетки могут различаться между собой по ферментативной активности морфологическим признакам потребности в источниках питания. Мутагенным действием обладают ультрафиолетовые рентгеновские и радиоактивные излучения которые вызывают повреждение генетического аппарата клетки. Бактериальные клетки в которых произошла мутация называют мутантами. Трансдукция – перенос генов фрагментов ДНК от донорской клетки бактерии к реципиентной...
84278. Практическое значение изменчивости микроорганизмов 31.56 KB
  Вследствие этого учение о наследственности и изменчивости микроорганизмов является научной основой систематики микроорганизмов и их идентификации. Знания закономерностей модификационной и мутационной изменчивости позволяют проводить целенаправленную селекцию отбор из популяций микроорганизмов особей с нужными человеку свойствами. Селекцию микроорганизмов для выделения полезных мутантов осуществляют несколькими путями: благодаря поиску и отбору полезных форм микроорганизмов из природных источников; в результате адаптации микроорганизмов...
84279. Спиртовое брожение. Химизм, условия проведения процесса. Возбудители. Практическое использование спиртового брожения 34.17 KB
  Практическое использование спиртового брожения Спиртовое брожение – микробиологический процесс превращения углеводов в спирт и углекислый газ. Суммарное уравнение реакции: С6 H12 O6 → 2 СНзCH2 ОН 2 СО2 Е глюкоза этиловый спирт Как и любое брожение это сложный многоступенчатый процесс см. Дрожжи верхового брожения вызывают бурное и быстрое брожение при температуре 20–28 С.
84280. Химизм процесса. Характеристика молочнокислых бактерий. Практическое значение молочнокислого брожения 33.66 KB
  Суммарное уравнение процесса имеет вид: С6H12О6 СНзСНОНСООН СООНСН2СН2СООН СНзСООН глюкоза молочная кислота янтарная кислота уксусная кислота СНзСН2ОН C02Н2 Е этиловый спирт К гетероферментативным молочнокислым бактериям относятся бактерии рода Streptococcus: Streptococcus dicetilctis Streptococcus cetoinicus; бактерии рода Lctobcillus: Lctobcillus brevis Lctobcillus helveticus а также бактерии рода Leuconostoc: Leuconostoc mesenteroides Leuconostoc cremoris. Характеристика молочнокислых бактерий Все молочнокислые бактерии...
84281. Пропионовокислое брожение. Химизм процесса, возбудители. Практическое использование пропионовокислого брожения 30.49 KB
  Практическое использование пропионовокислого брожения Пропионовокислое брожение вызывается пропионовокислыми бактериями относящимися к роду Propionibcterium. Химизм пропионовокислого брожения: ЗС6H12О6 → 4СНзCH2СООН 2СНзСООН 2CO2 2H2O Е глюкоза пропионовая уксусная кислота кислота Пропионовокислые бактерии – небольшие неподвижные грамположительные палочки не образующие спор факультативные анаэробы. Практическое применение пропионовокислого брожения Пропионовокислое брожение используется в сыроделии.
84282. Маслянокислое брожение. Химизм процесса. Возбудители. Практическое использование и роль в процессах порчи пищевых продуктов 32.61 KB
  Эти бактерии могут сбраживать многие углеводы, в т.ч. (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, целлюлозу), спирты (этиловый, маннит, глицерин) и аминокислоты. По характеру используемых субстратов маслянокислые бактерии делятся на две группы: сахаролитические клостридии, которые сбраживают в основном углеводы