М
инистерство
образования и науки Украины
С
евастопольский
национальный технический
университет
КРОТОВ К.В.
Теории параллельных вычислений
Конспект лекций
для студентов специальности 07.080401
всех форм обучения
Часть 2
Севастополь
2009
УДК 681.326
Теории параллельных вычислений. Часть 2. Методические указания / Сост. К.В.Кротов - Севастополь: Изд-во СевНту, 2009.- 81 с.
Методические указания предназначены для проведения лабораторных занятий по дисциплине «Теории параллельных вычислений». Целью настоящих методических указаний является обучение студентов практическим навыкам разработки программ, использующих принципы параллельных вычислений.
Методические указания составлены в соответствии с требованиями программы дисциплины «Теории параллельных вычислений» для студентов специальности 7.080401 дневной и заочной формы обучения и утверждены на заседании департамента информационных систем.
Допущено учебно-методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.
Содержание
1. Понятия отношений. Классы эквивалентности 3
2. Понятие зависимостей между операторами программы 4
3.Отношениями зависимости и независимости операций 6
3.1 Непосредственная (сильная) зависимость операций 6
3.2 Слабая зависимость операций 7
3.3 Слабая независимость операций 8
3.4 Сильная независимость операций 9
4. Алгоритм распараллеливания последовательных программ путем приведения их к полной параллельной форме (ППФ) 10
4.1 Условия приводимости к ППФ 12
4.2 Процедура приводимости к ППФ 15
4.3 Метод формирования параллельных групповых операторов 16
5.Особенности распараллеливания программы путем приведения ее к ППФ 19
5.1 Понятие двумерной модели вычислительного процесса 20
5.2 Уточнение множеств двумерной модели вычислительного процесса 21
6. Распараллеливание программ с использованием понятия модели вычислительного процесса 22
6.1 Постановка задачи распараллеливания 23
6.2 Условия формирования множества *Aк (функция F1 - функция двумерной модели) 24
6.3 Правила построения ЯПФ программы 26
6.4 Формализация условий вынесения 26
7. Распараллеливание программ на основе понятий примитивно-вычислимых и частично-вычислимых функций 29
7.1 Задание рекурсивных функций 29
7.2 Суперпозиция вычислимых функций 30
7.3 Оператор примитивной рекурсии 31
7.4 Оператор примитивной рекурсии 33
7.5 Распараллеливание простейших аддитивных и мультипликативных функций 33
7.6 Операторы представления суперпозиции и примитивной рекурсии 36
7.7 Обобщенная форма операторов суперпозиции и рекурсии 37
7.8 Обобщенный вид оператора рекурсии 37
7.9 Обобщенный вид оператора суперпозиции для множественного потока данных 38
8. Распараллеливание программ с использованием моделей вычислительных процессов 39
8.1 Граф управления 40
8.2 Понятие графа зависимости между операторами 42
8.3 Граф влияния 42
8.4 Теоретико-графовый подход к распараллеливанию алгоритмов 43
8.5 Транзитивные замыкания 44
8.6 Алгоритм формирования параллельной формы программы по графу управления на основе понятия транзитивного образа замыкания вершины 47
8.7 Алгоритм распараллеливания на основе понятия прообраза 49
8.8 Приведение стандартной схемы программы к ярусно-параллельной форме 50
9. Сети Петри 60
10. Графовые модели. Общие понятия 64
10.1 Модель биологического графа 64
10.2 Модель модифицированного биологического графа 67
11 А-схемы. А-программы. Вводные понятия 67
11.1 Алгоритм формирования А-схемы 68
11.2 Понятие спусковых и управляющих функций 69
11.3 Функционирование A-схем 69
11.4 Понятие вычислительного процесса 72
11.5 Понятие конечного автомата (КА) 74
11.6 Логические рассуждения. Комментирование функционирования КА 75
12. Параллельные операторные схемы 76