Massiv Parallele Programmierung mit dem Parallaxis-Modell

Thomas Bräunl

Springer-Verlag, Informatik-Fachberichte Nr. 246, Heidelberg, 1990, pp. (XII, 168)

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Inhalt

3.1 Parallele Rechnerarchitekturen
3.2 Parallele Operationen
3.2.1 Vektor-Skalar Operationen
3.2.2 Vektor-Reduktionen
3.2.3 Vektor-Vektor Operationen
3.3 Parallelverarbeitung in bestehenden Programmiersprachen
3.3.1 Coroutinen
3.3.2 Fork und Join
3.3.3 Cobegin und Coend
3.3.4 Explizit deklarierte und synchronisierte Prozesse
3.3.5 Server / Client Beziehungen
3.3.6 Implizite Parallelitaet

4.1 Datenelemente und Deklarationen
4.2 Spezifikation der parallelen Verbindungsstruktur
4.3 Paralleler Datenaustausch
4.4 Parallele Verarbeitung
4.5 Prozeduren und Funktionen

5.1 Das parallele Maschinenmodell
5.2 Spezifikationskonstrukte der Netzwerkstruktur
5.3 Definitions- und Wertebereiche von Transfer-Funktionen
5.4 Strukturierte Transfer-Funktionen
5.4.1 Zusammengesetzte Transfer-Funktionen
5.4.2 Parametrisierte Transfer-Funktionen
5.5 Komplexe Verbindungsstrukturen
5.5.1 Torus
5.5.2 Hexagonales Gitter
5.5.3 Ring
5.5.4 Vollstaendiger Graph
5.5.5 Perfect Shuffle
5.5.6 Binaerer Baum
5.5.7 Quadtree
5.5.8 Hypercube
5.6 Semantische Pruefung von Topologien
5.7 Erweiterungen der Spezifikation

6.1 Paralleler Anweisungsblock
6.2 Kollektiver Datenaustausch
6.3 Mehrstufiger Datenaustausch
6.4 Datenreduktion
6.5 Parallelverarbeitung am Beispiel einer Ring-Topologie
6.6 Propagate Splitting

7.1 Datenaustausch zwischen Prozessoren im Netzwerk
7.2 Datenuebermittlung von und zur zentralen Steuerung
7.3 Ein-/Ausgabe-Operationen des Steuerrechners

8.1 Das Modell der Parallelverarbeitung
8.2 Darstellung einer formalen parallelen Semantik
8.2.1 Hilfsdefinitionen
8.2.2 Definition der parallelen Semantik
8.3 Beweis-Regeln
8.4 Bestimmung von Vorbedingungen

9.1 Deklaration von Variablen
9.1.1 Variablen des Steuerrechners
9.1.2 Variablen der parallelen Prozessoren
9.2 Konstanten
9.3 Erweitertes Datentypkonzept
9.4 Vordefinierte Einheiten
9.4.1 Basiseinheiten
9.4.2 Abgeleitete Einheiten
9.5 Definition von neuen Einheiten-Systemen
9.5.1 Definition von neuen Groessen
9.5.2 Definition von weiteren Einheiten-Groessenordnungen
9.6 Regeln beim Rechnen mit Einheiten
9.7 Verwandte Arbeiten

10.1 Definition der Schnittstelle
10.2 Definition der parallelen Zwischensprache
10.2.1 Spezifikation der Verbindungen
10.2.2 Variablen-Deklarationen
10.2.3 Einfache Befehle
10.2.4 Stackoperationen und Prozeduren
10.2.5 Die parallele Verzweigung
10.2.6 Der parallele Datenaustausch
10.3 Der Compiler
10.4 Der Simulator
10.5 Graphische Darstellung der Netzwerk-Topologie
10.6 Debugging-Hilfen

11.1 Parallele Matrix-Multiplikation
11.2 Beziehung zwischen systolischen Arrays und dem Parallaxis-Modell

12.1 Parallele Bilderzeugung
12.1.1 Fraktale Geometrie
12.1.2 Ray Tracing Verfahren
12.2 Parallele Bildverarbeitung
12.3 Implementierung von Neuronalen Netzen
12.4 Realisierung schneller kinematischer Systeme in der Robotik

13.1 Anpassung an eine Parallel-Architektur
13.2 Geeignete Rechnerarchitekturen
13.3 Theoretische Leistungswerte
13.3.1 Das Gesetz von Amdahl
13.3.2 Parallelitaetsgewinn eines SIMD Systems unter Parallaxis
13.3.3 Vergleich zwischen SIMD- und MIMD-Leistungen

14.1 Connection Machine Lisp
14.2 *Lisp
14.3 Concurrent Prolog, Parlog und Guarded Horn Clauses
14.4 Modula-P, Concurrent Pascal und Ada
14.5 Occam
14.6 Vector C und PASM Parallel C
14.7 Refined C und Refined Fortran
14.8 C*

Anhang
A. Syntax der Programmiersprache Parallaxis
B. Syntax der Zwischensprache PARZ
C. Programme

C.1 Bestimmen des groessten Elements einer Matrix
C.1.1 Loesungsstrategie
C.1.2 Parallaxis Programm
C.1.3 PARZ Programm
C.1.4 Ausfuehrung
C.2 Parallele Bildrotation durch rekursive Verschiebungen
C.3 Parallele Primzahlenerzeugung
C.4 Linear-Paralleles Sortieren