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

78901. Глобальный эволюционизм 29 KB
  Концепция глобального эволюционизма оформилась в 80е гг. Наряду со стремлением к объединению представлений о живой и неживой природе социальной жизни и технике одной из целей глобального эволюционизма явилось стремление интегрировать естественнонаучное обществоведческое гуманитарное а также техническое знание. В этом своем качестве концепция глобального эволюционизма претендует на создание нового типа целостного знания сочетающего в себе научнометодологические и философские основания. Обоснованию глобального эволюционизма...
78903. Постнеклассическая наука и изменение мировоззренческих установок техногенной цивилизации 33.5 KB
  В техногенных обществах основной ценностью являются инновация и новизна внутренними резервами развития становится дальнейший технологический прогресс. Культурная матрица техногенного развития проходит прединдустриальную индустриальную постиндустриальную стадии. Негативы современного технократического развития многообразны: это и угроза ядерной и экологической катастроф радиоактивное заражение биосферы генетические мутации генная инженерия и клонирование зомбирования нейролептонного характера сциентизированное мировоззрение....
78904. Роль науки в преодолении глобальных кризисов 30 KB
  Ученые во всеуслышание заявляют о глобальных проблемах современности к которым относят проблемы охватывающие систему мир человек в целом и которые отражают жизненно важные факторы человеческого существования. Глобальные проблемы имеют не локальный а всеохватывающий планетарный характер. К глобальным проблемам современности относят экологические демографические проблемы войны и мира проблемы кризиса культуры. В силу этого глобальные проблемы должны решаться комплексно координированно усилиями всего мирового сообщества.
78905. Наука как социальный институт 28.5 KB
  Наука как социальный институт. Наука как социальный институт возникла в Западной Европе в XVI XVII вв. Наука как социальный институт включала в себя не только систему знаний и научную деятельность но и систему отношений в науке научные учреждения и организации. Институт это явление надындивидуального уровня его нормы и ценности довлеют над действующими в его рамках индивидами.
78907. Научные школы 22.5 KB
  Научные школы. Внутри науки существуют научные школы функционирующие как организованная и управляемая научная структура объединенная исследовательской программой единым стилем мышления и возглавляемая как правило личностью выдающегося ученого. В науковедении различают классические научные школы и современные. Классические научные школы возникли на базе университетов.
78908. Характеристики взаимодействия науки, экономики и власти 31.5 KB
  Характеристики взаимодействия науки экономики и власти Отношения науки и экономики всегда представляли собой большую проблему. Традиционное представление о том что технология является неотъемлемым приложением науки сталкивается с эмпирическими и практическими возражениями. Однако если прикладные науки обслуживая производство могут надеяться на долю в распределении его финансовых ресурсов то фундаментальные науки напрямую связаны с объемом бюджетного финансирования и наличием тех планов и программ которые утверждены государственными...
78909. Философия как интегральная форма научных знаний. Статус СГН 28.5 KB
  Статус СГН Первоначально философия выступала как интегральная форма научного знания поэтому знания об обществе культуре истории и человеке носили до конца XVIII в. С одной стороны они так же как законы естествознания носят объективный характер то есть появляются на исторической сцене функционируют на ней и сходят с нее независимо от воли и сознания людей будучи причинно обусловленными соответствующими объективными обстоятельствами. Это отличие отнюдь не отменяет тесной связи социальногуманитарного знания с практикой в особенности...