Автоматизированное проектирование и исполнение эффективных программ для численных алгоритмов
Uloženo v:
| Název: | Автоматизированное проектирование и исполнение эффективных программ для численных алгоритмов |
|---|---|
| Autoři: | Aleeva, V.N. |
| Informace o vydavateli: | Издательский центр ЮУрГУ, 2023. |
| Rok vydání: | 2023 |
| Témata: | параллельная программа, Q-effective program, parallel computing system, УДК 004.032.24, representation of algorithm in form of Q-determinant, parallelism resource of algorithm, software Q-system, программная Q-система, УДК 004.051, УДК 004.272, Q-детерминант алгоритма, представление алгоритма в форме Q-детерминанта, параллельная вычислительная система, Q-determinant of algorithm, УДК 004.021, parallel program, Q-эффективная программа, Q-эффективная реализация алгоритма, ресурс параллелизма алгоритма, Q-effective implementation of algorithm |
| Popis: | Алеева Валентина Николаевна, к.ф.-м.н., доцент, кафедра системного программирования, Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет) (Челябинск, Российская Федерация) Проектировать эффективные параллельные программы для многопроцессорных архитектур сложно, так как нет четких формальных правил, которых необходимо придерживаться. Для решения этой проблемы при реализации численных алгоритмов может применяться концепция Q-детерминанта. Данная теория позволяет проводить автоматизированный анализ ресурса параллелизма алгоритма, автоматизированное сравнение ресурсов параллелизма алгоритмов, решающих одну и ту же алгоритмическую проблему, проектировать эффективные программы для реализации алгоритмов с помощью специально разработанного метода проектирования, повысить эффективность реализации численных методов и алгоритмических проблем. Результаты, полученные на основе концепции Q-детерминанта, представляют собой один из вариантов решения проблемы эффективной реализации численных алгоритмов, методов и алгоритмических проблем на параллельных вычислительных системах. Однако пока остается не решенной фундаментальная проблема автоматизированного проектирования и исполнения для любого численного алгоритма программы, реализующей алгоритм эффективно. В статье описана разработка единой для численных алгоритмов программной системы проектирования и исполнения Q-эффективных программ - эффективных программ, спроектированных с помощью концепции Q-детерминанта. Система предназначена для использования на параллельных вычислительных системах с общей памятью. Она состоит из компилятора и виртуальной машины. Компилятор преобразует представление алгоритма в форме Q-детерминанта в исполняемую программу, использующую ресурс параллелизма алгоритма полностью. Виртуальная машина исполняет программу, полученную с помощью компилятора. В статье также приведено экспериментальное исследование созданной программной системы с применением суперкомпьютера «Торнадо ЮУрГУ». Designing effective parallel programs for multiprocessor architectures is difficult because there are no clear formal rules to follow. The concept of the Q-determinant can be applied to solve this problem when implementing numerical algorithms. This theory allows for automated analysis of the algorithm parallelism resource, automated comparison of the parallelism resources of algorithms solving the same algorithmic problem. In addition, it makes it possible to design effective programs for the implementation of numerical algorithms using a specially developed design method, improve the efficiency of the implementation of numerical methods and algorithmic problems. The results obtained on the basis of the Q-determinant concept are one of the options for solving the problem of effective implementation of numerical algorithms, methods and algorithmic problems on parallel computing systems. However, the fundamental problem of computer-aided design and execution for any numerical algorithm of a program that implements the algorithm effectively remains unresolved. The paper describes the development of a software system for designing and executing Q-effective programs that is unified for numerical algorithms. A Q-effective program is an effective program designed using the concept of a Q-determinant. The system is intended for use on parallel computing systems with shared memory. It consists of a compiler and a virtual machine. The compiler converts the representation of the algorithm in the form of a Q-determinant into an executable program that uses the algorithm’s parallelism resource completely. The virtual machine executes the program generated by the compiler. The paper also provides an experimental study of the created software system using the SUSU Tornado supercomputer. |
| Druh dokumentu: | Article |
| Popis souboru: | application/pdf |
| DOI: | 10.14529/cmse230303 |
| Přístupová URL adresa: | http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/00001.74/52046 |
| Přístupové číslo: | edsair.od......2425..7c87b38e7491b0c78fb46a32e0c75905 |
| Databáze: | OpenAIRE |
Nájsť tento článok vo Web of Science Buďte první, kdo okomentuje tento záznam!