Разработка структурно-функциональных методов в параллельном программировании

• Автор: Борздова, Тамара Васильевна
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 279 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ

ОПИСАНИЯ ЗАДАЧ .

1.1. Функциональный и алгоритмический аспекты программирования задач

1.2. О понятиях структура, структуризация программы и способах их определения

1.5. Языки программирования и типы данных

Выводы

ГЛАВА 2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЯЗЫКИ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО

ПРОГРАММИРОВАНИЯ.

2.1. О споообах композиции функций .

2.2. Функциональные языки программирования и типизация данных
2.3. Основные принципы построения функциональных языков параллельного программирования .
2.4. Расширения функциональных языков параллельного программирования
Выводы.
ГЛАВА 3. ОЦЕНКИ СЛОЖНОСТИ И ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫЕ
ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУНКЦИЙ
3.1. Оценки СЛОЖНОСТИ функций 3 Яф.
3.1.1. Структурная сложность функций в Яф . . .
3.1.2. Оценка сложности параллельных вычислений значений функций по их ФС .
3.2. Целенаправленные эквивалентные преобраао
вания функций в Яф. .
Стр.
3.2.1 Об эквивалентных преобразованиях
о,
вычиолиных функций .
3.2.2. Целенаправленные эквивалентные преобразования функций .
Выводы. . . .
ГЛАВА 4. МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИЯ СХЕМНОФУНКЦИОНАЛЬНОГО
ПРОГРАММИРОВАНИЯ ЗАДАЧ . .
4.1. Декомпозиционные методы разработки программ
и их формальное представление . . О
4.2. Реализация декомпозиционных методов на основе
схемнофункционального представления гадач . .
4.3. Приемы разработки параллельных программ о
учетом их эффективности .
4.4. Верификация параллельных программ
4.4.1. Правила верификации параллельных программ
на ФЯПП
4.4.2. Контроль типов функций .
4.5. Технологические аспекты разработки параллельных программ на ФЯПП
Выводы
ГЛАВА 5. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО
ПРОГРАММИРОВАНИЯ .
5.1. Основные принципы построения системы параллельного программирования .
5.2. Принципы организации управления вычислениями
в сиотеме параллельного программирования , . .
5.2.1, Основные функции и структура системы
диспетчерских программ. .
Стр.
5.2.2. Практическая реализация процесса управления асинхронными вычислениями на многомашинных и многопроцессорных вычислительных комплексах . .
5.2.3. Взаимодейотвие Диспетчера, Монитора и ОС ЕС
5.2.4. Взаимодейотвие Диспетчера, Монитора и
системы виртуальных машин . .
5.2.4.1. Основные принципы построения оиотемы виртуальных машин .
5.2.4.2. Пути реализации механизмов взаимодей
отвия Диспетчера, Монитора и СВМ ЕС . .
5.3. Средства отладки параллельных программ . .
5.4. Основные характеристики системы параллельного програмыирования
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ПРИЛОЖЕНИЕ I. ФОРМУЛИРОВКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ЯЗЫКА
ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИВЕДЕНИЕ ФУНКЦИЙ Яф ПУТЕМ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ
ПРЕОБРАЗОВАНИЙ К МИНИМАЛЬНОЙ СЛОЖНОСТИ . .
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРИМЕРЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА ФЯПП . . . .
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ОЦЕНКА СЛОЖНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ПРОГРАММ НА
ФЯПП РЕШЕНИЯ ЗАДАН СОРТИРОВКИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ПРИМЕР ДОКУМЕНТИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ НА ФЯПП
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ОЦЕНКИ СЛОЖНОСТИ ПРОГРАММ И ФУНКЦИЙ .
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММЫ СОРТИРОВКИ ЭЛЕМЕНТОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ .
ЛИТЕРАТУРА


При этом правила вычисления значений функций не допускают параллельных процессов. Понятие "структура" использовалось в научном и философском обиходе давно (конечно же, задолго до появления программирования) и выступало в качестве одного из способов определения понятия формы*) (формы как структуры, организации содержания**)). В "Словаре русского языка" Ожегова С. И. Г] понятия структура и форма определены следующим образом:"структура - это строение, внутреннее устройство"; "форма - это вид, тип, устройство, структура, внешнее выражение чего-либо". Содержание - это то, что составляет сущность чего-либо" [] . Перейдем от общих соображений конкретно к области программирования. Увеличение сложности решаемых задач требует повышения эффективности процессов их программирования, отладки, сопровождения. На пути решения этой задачи существенными и даже необходимыми оказываются структурные методы программирования. Как конечный продукт труда программиста, программа должна быть понятной и удобочитаемой, легко сопровождаемой и модифицируемой. Удачная организация структуры программы являетоя основой обеспечения "обозримости" и правильности больших, сложных программ. Все более возрастает важность в процессе разработки программ структуризации обрабатываемых программой данных и механизма типов данных. Явное указание типа переменной в программе помогает программисту понять роль этой переменной и обозначаемых ею. В настоящем параграфе мы сосредоточим свое внимание на способах выражения структуры только программ. Итак, что же такое структуризация программы? Структуризация программы предполагает придание ей определенной структуры и отображение этой структуры непосредственно в ней самой, т. Средством, позволяющим выразить структуру программы, является схема. Вначале в роли такой охемы выступала блок-охема как наиболее наглядный, простой и поэтому широко используемый программистами способ представления логической (или управляющей) структуры программы в виде конечной диаграммы (графа). Затем появилось понятие операторной схемы программы, впервые предложенное в г. Ляпуновым A. A. [] . Схема программы является некоторой математической моделью программы, в которой отражено строение программы, взаимодействие составляющих ее компонентов. Введенное Ляпуновым понятие схемы программы явилооь инструментом исследования свойств и преобразований программ и привело к плодотворным теоретическим результатам [-, IJ. Изучение управляющей структуры программы стало возможно в отвлечении от ее содержания. В [] Дейкстра первым высказался против неупорядоченного использования в программах операторов безусловного перехода, которые могут приводить к переусложнению структуры программы, затрудняющему ее понимание и декомпозицию на более простые фрагменты. Проблемы структурного программирования не были обойдены вниманием схематологии, в результате появились структурированные схемы программ как частный случай стандартных схем. Традиционная теория схем программ опирается на операционноалгоритмическую форму задания программ [,]. Там яе, где на первый план выступает функциональное содержание программы, где необходимо решать задачи функциональной эквивалентности программ, распараллеливания, параллельного выполнения программ, появляется потребность в ином способе выражения структуры программы, каким является, например, функциональная схема [,]. Неформально назовем функциональной схемой (ФС) задание функции с точностью до используемых при ее построении операций функциональной композиции, т. ФС отражает структуру конструируемой функции, т. Она выражает существо решаемой задачи -совокупность функций (или подзадач) и информационные связи между ними. Логическая схема программы является объектом только теоретических исследований, и традиционные языки программирования не обладают средствами схемного задания программ. Функциональный язык, принципы построения которого мы рассматриваем в главе 2, имеет средства описания задач в схемной форме. Именно схемный принцип структурного описания задач является его существенной особенностью.