Massiv parallele Programmierung mit dem Parallaxis-Modell

Inhaltsverzeichnis

• 1. Einleitung.
• 2. Anforderungen und Ziele.
• 3. Parallele Programmierung.
• 3.1 Parallele Rechnerarchitekturen.
• 3.2 Parallele Operationen.
• 3.3 Parallelverarbeitung in bestehenden Programmiersprachen.
• 4. Sprachkonzepte.
• 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. Spezifikation der Rechnerarchitektur.
• 5.1 Das parallele Maschinenmodell.
• 5.2 Spezifikationskonstrukte der Netzwerkstruktur.
• 5.3 Definitions- und Wertebereiche von Transfer-Funktionen.
• 5.4 Strukturierte Transfer-Funktionen.
• 5.5 Komplexe Verbindungsstrukturen.
• 5.6 Semantische Prüfung von Topologien.
• 5.7 Erweiterungen der Spezifikation.
• 6. Konzepte der Parallelverarbeitung.
• 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. Kommunikationskonzepte.
• 7.1 Datenaustausch zwischen Prozessoren im Netzwerk.
• 7.2 Datenübermittlung von und zur zentralen Steuerung.
• 7.3 Ein-/Ausgabe-Operationen des Steuerrechners.
• 8. Parallele Semantik.
• 8.1 Das Modell der Parallelverarbeitung.
• 8.2 Darstellung einer formalen parallelen Semantik.
• 8.3 Beweis-Regeln.
• 8.4 Bestimmung von Vorbedingungen.
• 9. Datenstrukturen und Datentypen.
• 9.1 Deklaration von Variablen.
• 9.2 Konstanten.
• 9.3 Erweitertes Datentypkonzept.
• 9.4 Vordefinierte Einheiten.
• 9.5 Definition von neuen Einheiten-Systemen.
• 9.6 Regeln beim Rechnen mit Einheiten.
• 9.7 Verwandte Arbeiten.
• 10. Implementierung des Parallaxis-Systems.
• 10.1 Definition der Schnittstelle.
• 10.2 Definition der parallelen Zwischensprache.
• 10.3 Der Compiler.
• 10.4 Der Simulator.
• 10.5 Graphische Darstellung der Netzwerk-Topologie.
• 10.6 Debugging-Hilfen.
• 11. Systolische Programmierung mit Parallaxis.
• 11.1 Parallele Matrix-Multiplikation.
• 11.2 Beziehung zwischen systolischen Arrays und dem Parallaxis-Modell.
• 12. Anwendungen des parallelen Modells.
• 12.1 Parallele Bilderzeugung.
• 12.2 Parallele Bildverarbeitung.
• 12.3 Implementierung von Neuronalen Netzen.
• 12.4 Realisierung schneller kinematischer Systeme in der Robotik.
• 13. Einbindung in parallele Rechnerarchitekturen ..
• 13.1 Anpassung an eine Parallel-Architektur.
• 13.2 Geeignete Rechnerarchitekturen.
• 13.3 Theoretische Leistungswerte.
• 14. Analyse der Konzepte im Vergleich mit verwandten Arbeiten.
• 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*.
• 15. Ausblick.
• A. Syntax der Programmiersprache Parallaxis.
• B. Syntax der Zwischensprache PARZ.
• C. Programme.
• C. 1 Bestimmen des größten Elements einer Matrix.
• C.1.1 Lösungsstrategie.
• C.1.2 Parallaxis Programm.
• C.1.3 PARZ Programm.
• C.1.4 Ausführung.
• C.2 Parallele Bildrotation durch rekursive Verschiebungen.
• C.3 Parallele Primzahlenerzeugung.
• C.4 Linear-Paralleles Sortieren.
• D. Literatur.