В настоящее время приоритетным направлением развития вычислительной техники признано построение параллельных вычислительных систем. Это обеспечивает возможность эффективного решения целого класса математических задач за счёт одновременного выполнения отдельных составляющих программы.

Существуют два основных подхода к построению систем параллельных вычислений:

Централизация − выделение явного управляющего центра, предназначенного для решения задач распределения ресурсов, потоков управления. Достоинства данного подхода: применимость стандартных алгоритмов, увеличение количества доступных ресурсов с увеличением числа процессоров. Недостатки подхода: сложность распараллеливания кода, проблемы разделяемых ресурсов, "эффект насыщения" - падение производительности при увеличении количества процессоров свыше некоторого порогового значения.

Децентрализация − отсутствие явного управляющего центра при равенстве приоритетов процессоров. Достоинства подхода: простота выполнения специализированного кода, эффективность при реализации парадигмы управления потоком данных, удобство построения больших систем, отсутствие эффекта насыщения. Недостатки: иные способы программирования.

Для проверки эффективности второго подхода создана виртуальная параллельная машина (VPM) реализующая децентрализованный подход. Основными принципами построения являются: полная децентрализация управления, все процессоры равноправны, отсутствуют разделяемые ресурсы (общая память, глобальные переменные). Программа представляет собой набор процессов, выполняющихся независимо. Процессы взаимодействуют посредством небуферизуемых каналов. Машина представляет собой набор программных модулей, реализующих виртуальные процессоры, и функционирует на базе компьютерной сети.

Программирование для VPM состоит из построения решётки процессов, где на входной канал корня подаётся поток данных, а из выходного потока терминального узла читается результирующий поток данных, и описания поведения всех процессов. В качестве базового формализма для программирования выбран формализм машины с неограниченными регистрами (МНР) с добавлением операций работы с каналами. Языком высокого уровня, реализующего расширенный вариант данного формализма, является модифицированный язык Оккам. Исполнимый код для виртуальной машины транслируется с этого языка специально разработанным компилятором.

Вы можете скачать следующие файлы, имеющие отношение к проекту:

Виртуальная машина VPM	vpm.zip	140кб
Ассемблер для VPM	vpmasm.zip	25кб
Описание проекта (PDF)	vpm.pdf	17кб