Fibers as the basis for the implementation of the notion of the T-process for the JVM platform

Abstract

Струи как основа реализации понятия Т-процесса для платформы JVM Аннотация. Распространение и доступность современных параллельных аппаратно-программных платформ демонстрирует отставание уровня инструментов разработки параллельных приложений от нужд разработчиков программ. В ИПС РАН ведется разработка подхода к распараллеливанию программ, основанного на использовании модели вычислений «самотрансформация вычисляемой сети». В данной работе рассматриваются различные варианты подходов к реализации для платформы JVM понятия «Тпроцесс»-базового понятия данной модели вычислений. Анализируются потенциальные проблемы, связанные с реализацией понятия «Т-процесс», как на основе классических потоков ОС/JDK, так и в случае внесения поддержки легковесных потоков непосредственно в код виртуальной машины. Предлагается подход к реализации Т-процессов, основанный на использовании понятия струй, т.е. легковесных потоков, реализуемых вне ядра JVM. Приводятся результаты экспериментального сравнения подходов к реализации понятия «Т-процесс», основанных на использовании классических потоков и струй (англ. fibers). Анализируется эффект от использования струй для реализации модели вычислений «самотрансформация вычисляемой сети», используемой в разрабатываемом языке параллельного программирования ajl для платформы JVM. Ключевые слова и фразы: реализация языков программирования, параллельные вычисления, платформа JVM, автоматическое динамическое распараллеливание, потоки, струи. Введение Широкое распространение и доступность современных параллельных аппаратно-программных платформ в области вычислительных средств повседневного использования-таких, как снабженные многоядерными процессорами настольные и планшетные компьютеры, Исследование выполнено в рамках НИР «Методы и средства разработки эффективного программного обеспечения, ориентированные на вычислительные системы, построенные на основе микропроцессоров с многоядерной архитектурой, и формальные основы высокоуровневых языков программирования для суперкомпьютеров с гибридной архитектурой» (№ г/р 01201455360) (госзадание ФАНО России).

How to create deterministic by construction parallel programs? Problem statement and survey of related works

“…Одна из фундаментальных причин, почему параллельное програм-мирование существенно сложнее последовательного, к которому при-выкли разработчики за десятилетия развития информационных техно-логий, --то, что оно в общем случае недетерминированное: несколько исполнений программы с одними и теми же исходными данными могут давать различные результаты из-за различающегося порядка Исследование выполнено в рамках НИР (госзадание ФАНО РОССИИ, регистра-ционный номер АААА-А17-117040610375-5) (1) .…”

“…В статье дается обзор известных авторам подходов и программных инструментов (языков, сред выполнения программ), гарантирующих детерминированность процессов и результатов вычислений, а также представлено возможное направление их дальнейшего развития и интеграции, в рамках которого авторы проводят и свои работы [1][2][3].…”