| Περίληψη |
Ένας από τους πονοκέφαλους στον κόσμο τον παράλληλων συστημάτων είναι ο προγραμματισμός τους. Αντίθετα με το σειριακό μοντέλο προγραμματισμού, όπου ακολουθίες εντολών μας οδηγούν στο τελικό αποτέλεσμα, στον παράλληλο προγραμματισμό, πολλές διεργασίες αλληλεπιδρούν παράλληλα στα δεδομένα. Ακόμα κι αν υποθέσουμε ότι λύνουμε με επιτυχία το πρόβλημα της εύρεσης του κατάλληλου παράλληλου αλγόριθμου για κάθε πρόβλημα, υπάρχει το πρόβλημα της απόδοσής του στη γλώσσα και το μοντέλο που υποστηρίζει η κάθε μηχανή. Ο προγραμματιστής καλείται να μάθει το προγραμματιστικό περιβάλλον που υποστηρίζει η μηχανή, να λύσει το πρόβλημα της ανάθεσης και της δημιουργίας των διεργασιών στους επεξεργαστές, να καταφέρει να συγχρονίσει τις διάφορες διεργασίες ώστε να λάβει χώρα η ανταλλαγή πληροφορίας και τέλος να βρει πού πρέπει να απευθυνθεί η κάθε διεργασία για να βρει αυτήν την πληροφορία. Επιπλέον σε όλα αυτά πρέπει να επισημάνουμε και το θέμα του portability του προγράμματος, μια και διαφορετικές αρχιτεκτονικές έχουν συνήθως και διαφορετικά πρωτόγονα υπολογιστικά και επικοινωνιακά χαρακτηριστικά (primitives). Το πρόβλημα που έχει αντιμετωπιστεί μέχρι σήμερα με σχετική επιτυχία είναι το portability, με τη δημιουργία βιβλιοθηκών που τις υποστηρίζουν πολλές αρχιτεκτονικές και κρύβουν το στρώμα των calls που υποστηρίζει η κάθε μια. Ένα σύστημα που προσπαθεί, και σε μεγάλο βαθμό πετυχαίνει, να αντιμετωπίσει συνολικά το πρόβλημα είναι το μοντέλο προγραμματισμού Linda. Το Linda επιτυγχάνει να αποδεσμεύσει τον προγραμματιστή από το πρόβλημα των χωρικών (πού βρίσκεται το δεδομένο, διεργασία) και χρονικών (πότε πρέπει να γίνει η επικοινωνία και ο συγχρονισμός) αλληλεξαρτήσεων του προγράμματος, ενώ ταυτόχρονα διατίθεται απαράλλαχτο σε πολλές αρχιτεκτονικές. Το Linda προσφέροντας ένα ασυνήθιστο μοντέλο κοινής μνήμης καταφέρνει να είναι ένα από τα καλύτερα μοντέλα δημιουργίας και συγχρονισμού παράλληλων διεργασιών. Όλα αυτά βέβαια δεν γίνονται χωρίς κόστος. Το Linda δεν προσπαθεί να πείσει ότι θα παράγει ένα πρόγραμμα πιο γρήγορο από αυτό που θα έκανε ένας έμπειρος προγραμματιστής χρησιμοποιώντας απευθείας τα calls της μηχανής. Εγγυάται όμως ότι ο χρόνος υλοποίησης θα είναι ελάχιστος, η απόδοση πολύ καλή, ενώ ταυτόχρονα το απαιτούμενο υπόβαθρο γνώσεων παράλληλου προγραμματισμού πολύ μικρό. Το POSYBL είναι μια προσπάθεια υλοποίησης του μοντέλου Linda σε δίκτυο από σταθμούς εργασίας Unix. Εμείς, συνεχίζοντας αυτήν την προσπάθεια αποφασίσαμε να το βελτιώσουμε, πρώτα με τη δημιουργία πρωτόκολλων τοπικής (interprocess) και ενδοδικτυακής (internetwork) επικοινωνίας μεταξύ διεργασιών, και στη συνέχεια βελτιώνοντας τους αλγορίθμους αποθήκευσης, ανεύρεσης και κατανομής των δεδομένων. Το αποτέλεσμα αυτής της προσπάθειας λέγεται NPOSYBL. Χρησιμοποιώντας την πείρα και τα μαθήματα που κερδίσαμε σε αυτήν τη διαδικασία, προχωρήσαμε στη δημιουργία του ΙΣΤΟΣ, μιας υλοποίησης Linda σε παράλληλη αρχιτεκτονική, καθώς και τον προσομοιωτή του σε Sun Workstations. Το ΙΣΤΟΣ ξεφεύγει από το στάδιο της πειραματικής υλοποίησης και παρέχει ένα αξιόπιστο περιβάλλον παράλληλου προγραμματισμού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ερευνητικούς και εκπαιδευτικούς σκοπούς.
|
Σχεδιασμός και Υλοποίηση του Μοντέλου LINDA σε Μηχανές Κατανεμημένης Μνήμης
