Трансляция параллельных программ, описанных сетями Петри, в исполняемое представление

• Автор: Харитонов, Дмитрий Иванович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 179 с. : ил

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1 Разработка параллельных программ

1.1 Парадигмы параллельного программирования

1.2 Особенности вычислительной среды для параллельных программ.

1.2.1 Выбор языка программирования.

1.2.2 Межпроцессное взаимодействие на уровне операционной системы

1.2.3 Специализированные библиотеки и расширения языков для параллельного программирования.

1.3 Проблемы параллельного программирования.

1.3.1 Масштабируемость и эффективность.

1.3.2 Повторное использование текста программ

1.3.3 Корректность.
1.3.4 Тестирование и отладка.
1.4 Сети Петри в проектировании и анализе параллельных программ. Постановка задачи
1.5 Заключение по первой главе
2 Язык описания программ в терминах цветных композици
ональных сетей Петри
2.1 Точки доступа в сетях Петри для программирования
2.1.1 Простые сети Петри.
2.1.2 Точки доступа к простым сетям Петри .
2.1.3 Цветные сети Петри.
2.1.4 Точки доступа к цветным сетям Петри
2.2 Применение X для описания сетей Петри
2.3 X представление сетей Петри для программирования. .
2.4 Заключение по второй главе.
3 Схема транслирования параллельных программ, описанных сетями Петри, в исполняемый код
3.1 Последовательные процессы в сетях Петри
3.2 Взаимодействующие последовательные процессы в сетях Петри. 8
3.3 Методы преобразования сетей Петри
3.4 Преобразование сетей Петри в последовательные взаимодействующие процессы
3.5 Заключение по третьей главе.
4 Экспериментальная версия транслятора параллельных программ, описанных сетями Петри, в исполняемый код
4.1 Архитектура системы и взаимосвязь модулей.
4.2 Базовая библиотека объектов 3
4.3 Редактор сетей Петри
4.4 Подсистема декомпозиции сетей Петри
4.5 Подсистема сборки сетей Петри
4. Подсистема трансляции
4.7 Технология и опыт использования системы
4.8 Заключение по четвртой главе.
Заключение
ЛИТЕРАТУРА


Если же между синхронизациями процессов позволено исполняться целым процедурам, то такая программа написана в SPMD3 парадигме. Большое количество различных компьютерных архитектур имеет более одного процессора и может поддерживать некоторые парадигмы параллельного выполнения программ и операторов, однако даже в случае однопроцессорной архитектуры доступной остается логическая параллельность или квазипараллельность процессов, достигаемая поочередным выполнением операторов различных процессов. Особенности вычислительной среды для параллельных программ. Выбор языка программирования. Компьютеры применяются во множестве различных областей, они используются для управления электростанциями, ведения банковских счетов, расчета траекторий спутников и т. Из-за такого разнообразия использования компьютеров разработка языков программирования ведется в различных направлениях. Первые цифровые компьютеры, появившиеся в х годах, использовались и фактически изобретались для научных целей. Научные приложения обычно имеют дело с большим количеством вычислений над числами с плавающей точкой. Наиболее часто употребимыми структурами данных являются массивы и матрицы. Языки высокого уровня, созданные для применения в научных исследованиях, разрабатывались для удовлетворения именно таких потребностей. Первым языком, созданным для научных целей, был FORTRAN, и ни один из созданных позднее языков не оказался лучше него (]. Использование компьютеров в других областях породило другие языки программирования. В области коммерции в году' появился COBOL, и но сегодняшний день являющийся в этой области самым широко используемым языком. Широко используемым языком, созданным для применения в области искусственного интеллекта, был LISP ( год). Однако в начале -х годов возник альтернативный подход к решению этих задач - язык Prolog. Ещё одно семейство языков - языки подготовки сценариев, первоначально предназначенные для написания программ, выполняющих служебные функции, но с появлением World Wide Web расширившие область применения. За последние лет появилось множество специализированных языков программирования. В их число входит язык RPG, используемый для генерации деловых отчётов, язык APT. GPSS, разработанный для моделирования систем. Большинство популярных языков последних -ти лет разрабатывалось на основе сложившейся архитектуры компьютера, названной по имени одного из ее авторов - Джона фон Неймана - неймановской архитектуры. Эти языки программирования называются императивными. Главными элементами императивных языков программирования являются переменные, которые моделируют ячейки памяти4,операторы присваивания, а также итеративная форма повторений, являющаяся наиболее эффективным методом программирования в этой архитектуре. Операнды выражений передаются из памяти в процессор, а результат вычисления выражения возвращается в ячейку памяти, предоставляемую левой частью оператора присваивания. Конкуренцию императивным языкам программирования могли бы составить функциональные языки, так как программирование на функциональном языке может осуществляться без тех видов переменных, которые используются в императивных языках программирования, - без операторов присваивания и без итераций. Машины с параллельной архитектурой, появившиеся за последние лет, дают надежду, что программы, написанные на функциональных языках, будут выполняться существенно быстрее, чем сейчас, но этого недостаточно, чтобы сделать их конкурентноспособными по сравнению с программами, написанными на императивных языках программирования. Несмотря на то, что существуют элегантные способы использования параллельной архитектуры для выполнения программ, написанных па функциональных языках программирования, большинство машин с параллельной архитектурой используется для выполнения программ, написанных на императивных языках п рограм м ирован и я. Выбор императивного языка программирования для разработки параллельных программ наряда с эффективностью выполнения программы обозначает также доступ программиста к большому числу методов и объектов межпроцессного взаимодействия, предоставляемых современными операционными системами.