Назад в список проектов

Эффективные методы создания высокопроизводи-тельных параллельных программ на языке С++ и его диалекте T++ для многоядерных ЭВМ, SMP, кластерных и распределенных систем

  • Номер контракта: 02.514.11.4034
  • Период выполнения:  18.05.2007 — 31.10.2008
  • Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт программных систем им. А.К. Айламазяна Российской академии наук
  • Ключевые слова: параллельные вычисления, функциональное программирование, объектно-ориентированное программирование, суперкомпьютерные системы, Т-система, OpenTS, кластерные системы

Объектом исследования являются методы разработки и отладки высокопроизводительных параллельных программ для широкого класса многопроцессорных архитектур.

Цель работы — создание перспективных технологий, средств параллельного программирования и распределенной обработки данных для новых поколений вычислительных систем; развитие новых технологий разработки параллельных программ, ориентированных на широкий класс многопроцессорных архитектур: многоядерные ЭВМ, SMP, кластерные и распределенные системы.

Методы исследований включают в себя сочетание функциональной, объектно-ориентированной и императивной парадигм программирования.

Полученные результаты

На 1-ом этапе НИР проведен анализ научной литературы и других материалов, относящихся к перспективным технологиям параллельного программирования. Исследованы новые методы, технологии и средства параллельного программирования, новые способы организации параллельных и распределенных вычислений, ориентированные на будущие поколения суперкомпьютерных систем. Разработана концепция средств и технологии параллельного программирования. Разработана архитектура инструментальной системы параллельного программирования. Разработан ряд методов: организации вычислительных Веб-сервисов; создания параллельных приложений с использованием шаблонов; использования параллельных шаблонов в комбинации со стандартной библиотекой STL — для разработки параллельного программного обеспечения на языке программирования C++ с использованием языковых расширений и библиотек шаблонных классов C++. Проведены патентные исследования.

На 2-ом этапе НИР разработаны общие алгоритмы компонент системы программирования OpenTS (Т-системы с открытой архитектурой), ориентированной на разработку параллельных программ для широкого класса многопроцессорных архитектур: многоядерных ЭВМ, SMP, кластерных и распределенных систем. Разработано языковое расширение C++ для поддержки параллельного счета. Разработана структура библиотек шаблонных функций и классов для системы T-Sim. Разработан диалект Т++ языка C++, ориентированный на написание параллельных приложений для различных многопроцессорных архитектур (многоядерные ЭВМ, SMP, кластерные и территориально распределенные вычислительные системы). Проведены патентные исследования.

На 3-м этапе НИР выполнены программирование и отладка системы программиро-вания OpenTS (Т-системы с открытой архитектурой), ориентированной на разработку па-раллельных программ для широкого класса многопроцессорных архитектур: многоядер-ных ЭВМ, SMP, кластерных и распределенных систем. Уточнен полный состав набора тестов и демонстрационных примеров для системы ОpenTS. Подготовлена программная документация. Разработана программа и методика тестовых испытаний. Проведены патентные исследования.

На заключительном этапе НИР проведено обобщение результатов предыдущих этапов работы. Получена оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Разработанная система ОpenTS апробирована на примере создания пилотных прикладных программ. Рассмотрена возможность создания конкурентоспособной продукции и услуг и разработаны рекомендации по использованию результатов НИР.

Результаты интеллектуальной деятельности, созданные в ходе выполнения НИР

Зарегистрированы три программы для ЭВМ:

Возможная область применения: спрос на разрабатываемые технологии предполагается, в первую очередь, в следующих отраслях науки и техники: разработка программного обеспечения (в интересах практически всех заказчиков и областей применения, для практически всех целевых платформ — сегодня все они имеют параллельную архитектуру), научные исследования, электроника, связь и информационные технологии, медицина и здравоохранение, военная техника, производство и эффективное использование энергии, в российских организациях, работающих по приоритетным направлениям развития науки и техники.

Значимость работы: создание удобных, эффективных и простых в использовании средств разработки параллельных программ может повлиять на индустрию программного обеспечения во всем мире. Развитие средств параллельной обработки информации открывает новые возможности наращивания производительности и предоставления потребителям новых продуктов и услуг, недоступных ранее. Скорость внедрения технологий определит конкурентные преимущества (или, наоборот, слабости) компаний-разработчиков ПО на глобальном рынке.

Экономический эффект: на основе полученных результатов возможно (в области производства программного обеспечения и в области применения новых перспективных вычислительных систем):

  • совершенствование технологических процессов с точки зрения снижения издержек производства — использование OpenTS/T-Sim позволяет в 7-15 раз сокращать время и ресурсы при разработке программного обеспечения для самых различных многопроцессорных архитектур; кроме того, это позволяет заменить программистов, специально подготовленных в области параллельного программирования, на программистов средней квалификации и даже просто прикладных программистов;

  • повышение уровня автоматизации производства;

  • повышение качества выпускаемой продукции;

  • обеспечение гибкости производств, сокращение производственного цикла, эффективное использование производственных и вычислительных ресурсов, и др.

Назад в список проектов





 

 152021, Ярославская обл., Переславский район, село Веськово, ул. Петра I, дом 4 "а"
 Институт программных систем им. А.К. Айламазяна РАН
Исследовательский центр мультипроцессорных систем