データ並列プログラミング言語のマルチスレッド拡張に関する研究

数据并行编程语言的多线程扩展研究

基本信息

批准号：
13780240
负责人：
渡邊誠也
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780240/
关键词：
データ並列並列プログラミング言語マルチスレッド

项目摘要

本研究では,データ並列プログラムにおいて制御の並列性をユーザが明示的に記述することが可能な並列プログラミング言語を設計し,その言語処理系の実装を行なった.また,並列実行環境としてPCクラスタシステムを構築し,構築したPCクラスタ上で設計した言語および言語処理系の性能評価実験を行なった.本年度は,マルチスレッド拡張したデータ並列言語(昨年度設計)の処理系とその性能評価実験を主に行なった.実験用の言語処理系は,変換系(コンパイラ)と実行系(仮想マシン)で構成される.コンパイラ,実行系とも効率的な実装を行なうためにJava言語での実装を行ない,既存のコンパイラ作成支援ツールを利用した.仮想マシンの実装は,Java言語のマルチスレッド機能を利用した.さらに,PCクラスタでマルチプロセス実行を行なうために,Java言語で利用可能なメッセージ通信を行なうためのクラスライブラリの設計と実装も行なった.処理系を用いた評価実験は,4台のマルチプロセッサPCを100Mbpsおよび1Gbpsのネットワークスイッチで結合したPCクラスタシステム上で行なった.スレッド間でのデータ依存度が低い場合には,マルチスレッド化による効果が大きいことが分かった.効率が悪いケースについても,処理系におけるコード最適化により解決できるものもあることが分かった.本研究により,データ並列プログラムにおいて制御の並列性をユーザが明示的に記述する言語とその言語処理系の実装を行ない,データ並列言語をマルチスレッド拡張することの有効性を確認した.また,高効率実行のためにコード最適化手法に関する検討を行なった.

在本研究中，我们设计了一种并行编程语言，允许用户明确地描述数据并行程序中的控制并行性，并实现了语言处理系统。我们还开发了PC集群系统作为并行执行环境，并构建了数据并行语言。多线程扩展（去年设计）并对构建的PC集群上设计的语言和语言处理系统进行了性能评估实验。）处理系统及其性能评估实验。实验的语言处理系统由转换系统（编译器）和执行系统（虚拟机）组成。编译器和执行系统都进行了高效的实现。为此，我们用Java语言实现了它，并使用了现有的编译器创建支持工具。虚拟机是利用Java语言的多线程功能实现的。此外，我们在PC集群上实现了多进程执行。为此，我们还设计并实现了一个可用于 Java 语言的消息通信类库。使用连接到 100Mbps 和 1Gbps 网络交换机的四台多处理器 PC 进行了使用该处理系统的评估实验。当线程之间的数据依赖性较低时，多线程具有很大的效果。研究发现，一些效率低下的情况可以通过处理系统中的代码优化来解决。本研究开发了一种语言，用户可以在该语言中明确地描述数据并行程序中的控制并行性，并且我们实现了一种语言处理系统，并证实了该语言处理系统的有效性。将数据并行语言扩展到多线程。我们还研究了代码优化技术以实现高效执行。