10、基于扩展P - GRADE系统的并行程序图形化设计与控制

基于扩展P - GRADE系统的并行程序图形化设计与控制

在并行计算领域，利用基于全局应用状态的高级谓词来定义并行程序执行控制是一种新兴方法，为分布式内存系统程序开辟了新的设计可能性。本文将介绍基于扩展P - GRADE系统的并行程序图形化设计与控制，以及如何利用该系统解决实际问题。

1. 引言

传统的并行程序控制通常基于处理器内部的局部状态，而基于全局应用状态的控制谓词则能通过对分布在不同并行处理器中进程的全局状态进行广义同步，来影响程序的行为。P - GRADE是一个图形化的并行程序设计系统，允许用户通过图形用户界面指定并行进程、它们的互连以及每个进程的内部结构，无需了解通信库的技术细节。标准的P - GRADE中的进程间同步基于消息传递，包括屏障机制。我们对现有的P - GRADE环境进行了扩展，引入了全局级别的同步和控制机制，并且将控制与程序的计算代码解耦，避免了同步和控制代码在程序中无结构地分散。

2. PS - GRADE：面向同步的P - GRADE系统

扩展后的P - GRADE环境引入了基于高级同步和通信方法的新机制，其并行程序控制环境包括全局控制层和进程层。
- 全局控制层 ：由特殊的全局可访问进程——同步器负责。同步器监控应用程序中并行进程的执行状态，根据这些状态计算谓词，并根据谓词值向应用进程发出控制信号。全局应用状态是所有组成进程的局部状态向量，当全局状态包含根据所选优先级关系成对并发的局部状态时，它是强一致的。
- 进程层 ：描述了应用进程如何向同步器报告其状态，以及如何对同步器发出的控制信号做出反应。为了减少程序控制中的被动等待，我