Musterbasierte Parallelisierung sequenzieller Anwendungen

Konzept und Implementierung eines Verfahrens zur Softwaretransformation

verfasst von: Korbinian Molitorisz

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Diese Arbeit präsentiert AutoPar, ein neuartiges Verfahren zur Transformation bestehender Software, welches sequenzielle Ausgangsmuster bestimmt und in parallele Softwarearchitekturen umwandelt. Die Evaluierung belegt, dass AutoPar dieselbe Leistung erreicht wie erfahrene Entwickler. AutoPar benötigt dafür lediglich wenige Minuten statt mehrerer Tage intensiver Arbeit im manuellen Fall. Eine empirische Studie mit Softwareentwicklern zeigt darüber hinaus, dass AutoPar in kürzerer Zeit signifikant mehr Parallelisierungspotenzial zutage fördert als existierende Parallelisierungswerkzeuge.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Chapter 1. Einleitung

Zusammenfassung

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Problemstellung, sequenzielle Software so zu transformieren, dass sie auf modernen Mehrkernprozessoren Beschleunigung erfährt. Dazu werden bestimmte Programmstrukturen der sequenziellen Software auf äquivalente parallele Strukturen abgebildet, falls die vorhandenen Abhängigkeiten eine Parallelausführung ermöglichen. Die transformierte Software ist zudem optimierbar und verifizierbar.

Korbinian Molitorisz

Chapter 2. Zielsetzung und Beitrag der Arbeit

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird zunächst das Ziel der vorliegenden Dissertation definiert. Es stützt sich auf die eingangs erwähnte Problemstellung. Anschließend wird der Beitrag dieser Arbeit für den Forschungsbereich der automatischen Parallelisierung dargelegt und Grenzen des Verfahrens aufgezeigt. Zuletzt werden aus Zielsetzung und Beitrag vier zentrale Thesen postuliert, die in den folgenden Kapiteln erörtert werden.

Korbinian Molitorisz

Chapter 3. Grundlagen musterbasierter Parallelisierung

Zusammenfassung

Diese Arbeit befasst sich mit der Parallelisierung von objektorientierter Software, die nicht mit dem Ziel der Mehrkernfähigkeit entwickelt wurde. Um dieses komplexe Ziel zu erreichen, adaptiert diese Arbeit bestehende Verfahren aus den wissenschaftlichen Disziplinen Erkennung von Parallelisierungspotenzial, Erzeugung von paralleler Software, Erkennung von Datenwettläufen sowie Optimierung des Laufzeitverhaltens der parallelen Software.

Korbinian Molitorisz

Chapter 4. Diskussion verwandter Arbeiten

Zusammenfassung

Diese Dissertation befasst sich mit der Parallelisierung von Software, die nicht für die Ausführung auf Mehrkernarchitekturen entwickelt wurde. Diese komplexe Aufgabe teilt sich auf mehrere wissenschaftliche Teildisziplinen auf. Im vergangenen Kapitel wurden bereits allgemeine Grundbegriffe vermittelt, die zum Verständnis der vorliegenden Arbeit nötig sind.

Korbinian Molitorisz

Chapter 5. Konzepte und Lösungsansätze zur musterbasierten Parallelisierung

Zusammenfassung

Dieses Kapitel stellt das Konzept AutoPar vor, welches Lösungsansätze zur Parallelisierung von allgemeiner Anwendungssoftware bereitstellt. In Kapitel 2 wurden die Konzeptteile bereits kurz vorgestellt, die dieses Ziel mithilfe optimierbarer Softwarearchitekturen erreichen. Jeder Konzeptteil setzt einen eigenen Aspekt der musterbasierten Parallelisierung bestehender Software um und ist in ein erweiterbares Rahmenwerk zur Softwareparallelisierung eingebettet.

Korbinian Molitorisz

Chapter 6. Implementierung von AutoPar

Zusammenfassung

Das Konzept AutoPar zur optimistischen und musterbasierten Parallelisierung besteht aus den Teilkonzepten AutoPar pat, AutoPar arch und AutoPar test. Sie bauen auf dem Rahmenwerk AutoPar proc zur allgemeinen Softwareparallelisierung auf. Alle vier Teile wurden zum Beleg der Machbarkeit prototypisch implementiert und werden in diesem Kapitel vorgestellt.

Korbinian Molitorisz

Chapter 7. Evaluierung

Zusammenfassung

Dieses Kapitel befasst sich mit der Bewertung der wissenschaftlichen Ergebnisse dieser Arbeit. Dazu wird die Parallelisierungsleistung von AutoPar in mehreren Aspekten quantifiziert. Dieses Verfahren erkennt in sequenzieller Software solche Anweisungsblöcke, die aufgrund ihrer Abhängigkeiten so reorganisiert werden können, dass sie parallel ausführbar sind.

Korbinian Molitorisz

Chapter 8. Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung

Diese Arbeit befasste sich mit der Parallelisierung sequenzieller Software. Sie zeigte dabei einige Problemstellungen auf, diskutierte sie und leitete daraus anschließend geeignete Lösungsansätze ab. Diese wurden implementiert und anhand von Fallstudien und Benutzerstudien umfassend evaluiert.

Korbinian Molitorisz

Backmatter

Titel: Musterbasierte Parallelisierung sequenzieller Anwendungen
verfasst von: Korbinian Molitorisz
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-15095-2
Print ISBN: 978-3-658-15094-5
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-15095-2