Средства автоматического

распараллеливания

Несмотря на препятствия, стоящие на пути исследователей проблем автоматического распараллеливания программ, активно ведутся работы в этом направлении какзарубежными учеными, так и отечественными. Среди существующих средств автоматического и полуавтоматического распараллеливания программ наиболее известны следующие комплексы.

BERT–77

BERT 77 (или BERT) – программный инструмент, автоматически конвертирующий последовательные FORTRAN программы в параллельные для вычислительных систем с распределенной памятью. BERT производит программный код, совместимый со стандартной моделью передачи сообщений, и поддерживает PVM и MPI. BERT предполагает использование анализа для оказания помощи в общей буферизации памяти, поддерживаемой производителями оборудования. Как и большинство других инструментов преобразования, BERT предоставляет две важные функции:

1) обнаружение независимых фрагментов программы, способных выполняться параллельно;

2) повторное кодирование обнаруженных фрагментов, но в параллельной версии. В отличие от многих других инструментов преобразования последовательных программ в параллельную форму, BERT анализирует независимыефрагменты программ, чтобы убедиться, что они действительно могут выполниться параллельно. BERT также учитывает, что общая производительность выполнения программы зависит от того, насколько эффективно независимые фрагменты программы могут выполняться на разных процессорах параллельно. Без учета времени вычисления нет никакой гарантии, что полученная параллельная форма программы будет эффективна. [8]

Для определения эффективности параллельных программ BERT включает в себя планировщик, обнаруживающий параллелизм и генерирующий участки программы. На рис. 1 показано, на каком этапе действует планировщик. BERT-планировщик требует, чтобы любаяраспараллеливаемаячасть выполнялась эффективно. В случае, если какой-либо последовательный фрагмент не удается преобразовать к параллельной форме, выполняющейся эффективно, BERT-планировщик преобразованияпо умолчанию не производит.

7

FORGExplorer

FORGExplorer – графический браузер Fortran-программ.

FORGExplorer SMP и FORGExplorer DMP – средства распараллеливания Fortran-

программ для SMP иMPP-платформ, работающие на основе базы данных FORGExplorer. Является коммерческой разработкой компании Applied Parallel Research. [7]

Kuck Accelerator Package

KAP (Kuck Accelerator Package) – оптимизирующий препроцессор Fortran/C-программ с обнаружением параллелизма. Коммерческий продукт, разработка компании Kuck & Associates.

Visual KAP, Visual KAP for OpenMP - визуальные средства автоматического распараллеливания Fortran-программ. [8]

ДВОР

ДВОР – это диалоговый оптимизирующий распараллеливатель программ, разработанный на мехмате Южного федерального университета. Эта распараллеливающаясистема вобрала в себя опыт исследовательской Открытой распараллеливающейсистемы [4] и предназначена для распараллеливания

9

программ с процедурных языков (C, Forttan). В основе ДВОР лежит высокоуровневое представление, позволяющее генерировать код на различные вычислительные архитектуры. Высокий уровень внутреннего представления также удобен для диалоговых преобразований программ. Одновременно с с распараллеливателем разрабатываются «приложения»: библиотеки программ пофинансовой математике, криптографии и ACELAN (по механике и пьезокерамике).

ДВОР находится в открытом доступе, любой желающий может посетить сайт, загрузить файл с последовательной программой и получить сгенерированную параллельную модификацию программы.

В качестве эксперимента была загружена элементарная программа на C – перемножение двух матриц.

#define N 1000

int main()

{

int A[N][N], B[N][N], C[N][N]; int i, j, k;

for (i=0; i<N; i++) for (j=0; j<N; j++)

{

A[i][j] = i+j; B[i][j] = i*j; C[i][j] = 0;

}

for (i=0; i<N; i++) for(j=0; j<N; j++)

for (k=0; k<N; k++)

C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];

return 0;

Системе} было указано сгенерировать параллельную OpenMP-модификацию этой программы. Результат генерации:

int main()

{

int A[1000][1000]; int B[1000][1000]; int C[1000][1000]; int i;

int j; int k;

#pragma omp parallel for

for (i = 0; i < 1000; i = i + 1)

{

#pragma omp parallel for

}

#pragma omp parallel for

for (i = 0; i < 1000; i = i + 1)

{

#pragma omp parallel for

for (j = 0; j < 1000; j = j + 1)

{

for (k = 0; k < 1000; k = k + 1)

{

C[i][j] = C[i][j] + A[i][k] * B[k][j];

}

}

}

return 0;

11