JPH08194625A

JPH08194625A - プログラム分割方法

Info

Publication number: JPH08194625A
Application number: JP1967495A
Authority: JP
Inventors: Kiyomi Umehara; 清美梅原; Makoto Sato; 真琴佐藤; Fujio Yamamoto; 富士男山本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】シングルプロセッサ向け逐次プログラムを無
駄なループ繰り返しを実行しないマルチプロセッサ向け
分割プログラムに変換することにある。【構成】データ分割指示付き逐次ソースプログラム10
1を入力し、中間語103に変換し、辞書104に登録し、デ
ータ分割情報105に設定する。プログラム分割処理106
で、上記103〜105を入力し、ループ外文実行ＰＥの決定
処理107とループ範囲分割処理108を実行する。処理108
では、ループ内各文の実行ループ範囲決定処理109とル
ープ範囲決定処理110を実行する。処理106の結果はプロ
グラム分割情報111として格納し、中間語103に追加す
る。次に、103〜105および111を入力し、非局所データ
を解析し非局所データ解析情報112を設定し、プロセッ
サ間通信生成処理113を行い、中間語103に追加する。最
後に103〜105と111を入力してノードプログラム生成処
理114を行い、各ＰＥ用のノードプログラム115を出力す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シングルプロセッサ向
けプログラムをマルチプロセッサ向けプログラムに変換
する方法に関し、特に、データ分割指示付きの逐次ソー
スプログラムを入力とし、マルチプロセッサ向きの並列
ライブラリ呼び出しを含むソースプログラムまたはオブ
ジェクトプログラムを計算機により自動生成するプログ
ラム分割方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のシングルプロセッサ向きにコーデ
ィングされたソースプログラムは、単一メモリを仮定し
ている。従って、シングルプロセッサ向きにコーディン
グされたソースプログラムをマルチプロセッサ構成の並
列計算機システムで動作させる場合は、ソースプログラ
ム中のデータ（配列など）を複数のデータ群に分割し
て、並列計算機システムの各プロセッサのローカルメモ
リに割り付けて計算を行うプログラムに変換する必要が
ある。

【０００３】このとき、演算をプロセッサに分配する方
針として、ｄａｔａｏｗｎｅｒｃｏｍｐｕｔｅｓｒ
ｕｌｅが知られている。これについては、シーマヒラ
ナンダニ、ケンケネディー、チョウウンツェン
著：”分散メモリ型計算機向きのＦＯＲＴＲＡＮＤの
コンパイル方法”（ＳｅｅｍａＨｉｒａｎａｎｄａｎ
ｉ，ＫｅｎＫｅｎｎｅｄｙ，Ｃｈａｕ−ＷｅｎＴｓ
ｅｎｇ：“ＣｏｍｐｉｌｉｎｇＦＯＲＴＲＡＮＤ
ｆｏｒＭＩＭＤＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ−Ｍｅｍｏ
ｒｙＭａｃｈｉｎｅｓ”，Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎｏｆｔｈｅＡＣＭ，Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．８，
Ａｕｇｕｓｔ１９９２，ｐｐ６６−８０）で論じられ
ている。ｄａｔａｏｗｎｅｒｃｏｍｐｕｔｅｓｒ
ｕｌｅとは、「文の計算はその文の左辺の配列要素が記
憶領域に割り当てられているプロセッサが実行する」と
いう原則のことである。この方針に基づいて、並列化し
た結果が、ＳＰＭＤ（ＳｉｎｇｌｅＰｒｏｇｒａｍ
ＭｕｌｔｉｐｌｅＤａｔａ）になるように、プログラ
ムを並列化する。ＳＰＭＤでは、各プロセッサが同じプ
ログラムもち、異なるデータに対して処理を行う。以
後、シングルプロセッサ向きの逐次ソースプログラムを
ｄａｔａｏｗｎｅｒｃｏｍｐｕｔｅｓｒｕｌｅに基
づいて、ＳＰＭＤになるように計算を各プロセッサに分
配することをプログラム分割と呼ぶ。

【０００４】以下、従来のプログラム分割方法について
説明する。なお、ここではＤＯループとその内側の代入
文を対象として説明する。プログラム分割処理は、元の
逐次ソースプログラムとデータ分割指示文を構文解析し
て得られる中間語とデータ分割情報を入力して、変更し
た中間語とプログラム分割情報を出力する。ここで、プ
ログラム分割方法の説明で用いられる用語の意味を示
す。（ａ）グローバルインデックス：データ分割しないとき
の配列添字（ｂ）ローカルインデックス：データ分割されて各プロ
セッサに割り付けられたときの、各プロセッサでのロー
カルな配列添字（ｃ）グローバルループインデックス：グローバルイン
デックスを添字とする配列要素を書き換えるループイン
デックス（ｄ）ローカルループインデックス：ローカルインデッ
クスを添字とする配列要素を書き換えるループインデッ
クスデータ分割情報とは、下記の（１）〜（５）の情報をい
う。（１）配列要素のグローバルインデックスから、データ
を割り付けたプロセッサ番号を返すデータ分割関数（２）各配列のグローバルインデックスを、それを割り
付けたプロセッサのローカルインデックスへ変換する局
所化関数（３）上記局所化関数の逆関数で、ローカルインデック
スを、プロセッサ番号を用いてグローバルインデックス
へ変換する大域化関数（４）各プロセッサに割り付けられた配列の宣言範囲
を、グローバルインデックスで表現したＧｌｏｂａｌ
ＩｎｄｅＸＳｅｔ（以下、ＧＩＸＳと略す）（５）各プロセッサに割り付けられた配列の宣言範囲
を、ローカルインデックスで表現したＬｏｃａｌＩｎ
ｄｅＸＳｅｔ（以下、ＬＩＸＳと略す）プログラム分割情報とは、ループとループ内代入文毎に
もつ下記の（i）〜（iii）の情報をいう。（i）ｄａｔａｏｗｎｅｒｃｏｍｐｕｔｅｓｒｕ
ｌｅに従って、ループ内代入文を実行するプロセッサ番
号の範囲（ii）元のループインデックス範囲のうち、各プロセッ
サが分担して実行するグローバルループインデックス範
囲であるＧｌｏｂａｌＩＴｅｒａｔｉｏｎＳｅｔ
（以下、ＧＩＴＳと略す）（iii）元のループインデックス範囲のうち、各プロセ
ッサが分担して実行するローカルループインデックス範
囲であるＬｏｃａｌＩＴｅｒａｔｉｏｎＳｅｔ（以
下、ＬＩＴＳと略す）。

【０００５】プログラム分割方法には２つの方法があ
る。それぞれの方法について、順に説明する。第１の方
法は、バサンスバラサンダラム、ジオフレイフォッ
クス、ケンケネディ、ウルリッチクレマー著：“デー
タ分割とデータ分散に対する対話環境”（Ｖａｓａｎｔ
ｈＢａｌａｓｕｎｄａｒａｍ，ＧｅｏｆｆｒｅｙＦ
ｏｘ，ＫｅｎＫｅｎｎｅｄｙａｎｄＵｌｒｉｃｈ
Ｋｒｅｍｅｒ：“ＡｎＩｎｔｅｒａｃｔｉｖｅＥ
ｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｏｒＤａｔａＰａｒｔｉｔ
ｉｏｎｉｎｇａｎｄＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ”，
ＦｉｆｔｈＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＭｅｍｏｒｙ
ＣｏｍｐｕｔｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｃｈａｒ
ｌｅｓｔｏｎ，ＳｏｕｔｈＣａｒｏｌｉｎａ，Ａｐｒ
ｉｌ９−１２，１９９０，ｐｐ１１６０−１１７０）に
おいて論じられている。上記で論じられている方法は、
元の逐次ソースプログラムにおいて、代入文がループ内
で繰り返し計算される場合、ｄａｔａｏｗｎｅｒｃ
ｏｍｐｕｔｅｓｒｕｌｅが成り立つようにループインデ
ックス範囲を分割して、それを各プロセッサに割り付け
る。

【０００６】以下では、上記の方法でプログラム分割す
るために、元のループインデックス範囲を分割して各プ
ロセッサに割り当てるループインデックス範囲であるＬ
ＩＴＳを求める処理の手順を説明する。ここでは、ルー
プ内文の配列添字は、ループインダクション変数（ルー
プに対する処理をする毎に変化する変数）およびループ
内で不変な式を使って表現される場合を考える。説明上
使われる用語の意味を示す。（ｅ）添字関数：ループインデックスの値から各次元の
配列添字式の値を決める関数（ｆ）添字関数の逆関数：各次元の配列添字式の値から
ループインデックスの値を決める関数まず、ループ内代入文左辺配列に対する添字関数と添字
関数の逆関数を求める。次に、代入文左辺配列に対する
データ分割情報の各プロセッサ毎のＧＩＸＳに添字逆関
数を作用させて、仮想ループインデックス範囲Ｖｅｒｔ
ｕａｌＧｌｏｂａｌＩｔｅｒａｔｉｏｎＳｅｔ
（以下、ＶＧＩＴＳと略す）を求める。このＶＧＩＴＳ
は、元のループインデックス範囲を考慮せずにＧＩＸＳ
から求めたループインデックス範囲である。元のループ
インデックス範囲外のループインデックス値を含む可能
性があるために「仮想」と呼んでいる。このＶＧＩＴＳ
と元のループインデックス範囲との積集合を計算してＧ
ＩＴＳを得る。このＧＩＴＳに添字関数を作用させてＧ
ＩＸＳの一部を求め、このＧＩＸＳの一部に局所化関数
を作用させてＬＩＸＳの一部を求め、このＬＩＸＳの一
部に再び添字逆関数を作用させることによってＬＩＴＳ
が得られる。以後、上記第１のプログラム分割方法を添
字関数法と呼ぶことにする。

【０００７】次に、第２の方法について説明する。第２
の方法は、シーマヒラナンダニー、ケンケネディ
ー、チョウツェング著：“ＦｏｒｔｒａｎＤコンパ
イラに関する予備経験”（ＳｅｅｍａＨｉｒａｎａｎ
ｄａｎｉ，ＫｅｎＫｅｎｎｅｄｙ，Ｃｈａｕ−Ｗｅｎ
Ｔｓｅｎｇ：“ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＥｘｐｅｒ
ｉｅｎｃｅｓｗｉｔｈｔｈｅＦｏｒｔｒａｎＤ
Ｃｏｍｐｉｌｅｒ”，ＡＣＭ，１９９３，ｐｐ３３８
−３５０）において論じられている。上記で論じられて
いる方法は、ループインデックス範囲を分割せず、ルー
プ繰り返し毎に、各プロセッサで代入文左辺配列データ
を保持するプロセッサが自己のプロセッサと一致するか
どうかを調べて、一致すればその文を実行する。以後、
上記第２のプログラム分割方法を単純法と呼ぶことにす
る。

【０００８】ここで、ループ内代入文の左辺配列が複数
の次元に同一ループインダクション変数を持つプログラ
ムに対する従来のプログラム分割方法を考える。図２か
ら図４は、上記のプログラムに対する従来のプログラム
分割方法を示す例である。図２の（ａ）は入力となる逐
次ソースプログラムである。図２（ａ）のソースプログ
ラムでは、ループ制御変数ｋが１から１６までの範囲を
とり、各ループ繰り返しで、配列Ａの対角要素Ａ（ｋ，
ｋ）の値にｗを掛けてＡ（ｋ，ｋ）の値を更新する。図
２（ｂ）は、図２（ａ）のプログラムを実行したとき
の、１６×１６の要素から成る配列Ａに対するアクセス
パターンを表したものである。図２（ｂ）では、１６×
１６の配列Ａ上の書き換えられる配列要素を黒とし、そ
うでない配列要素を白とした。図３は、添字関数法でプ
ログラム分割した結果である。図３（ａ）は、配列Ａを
２次元ブロック分割して、４×４の１６台のプロセッサ
に分配したときの、図２（ａ）のプログラムを添字関数
法でプログラム分割した、各プロセッサのノードプログ
ラムである。図３（ａ）の添字関数法によるノードプロ
グラムでは、ループ制御変数ｋが１から４までの範囲を
とり、各ループ繰り返しで、各プロセッサに分配された
４×４の配列Ａの対角要素Ａ（ｋ，ｋ）の値を更新す
る。図３（ｂ）は、図３（ａ）のノードプログラムを実
行したときの、配列Ａに対するアクセスパターンを表し
たものである。図２（ｂ）と同様、配列Ａ上の書き換え
られる配列要素を黒とし、そうでない配列要素を白とし
た。図３（ｂ）は図２（ｂ）と異なるアクセスパターン
であるため、図２（ａ）のプログラムに対して従来の添
字関数法は適用できない。

【０００９】図４は単純法の結果である。図４（ａ）
は、図３と同様に、配列Ａを２次元ブロック分割して、
４×４の１６台のプロセッサに分配したときの、図２
（ａ）のプログラムを単純法でプログラム分割した、各
プロセッサのノードプログラムである。図４（ａ）の単
純法によるノードプログラムでは、ループ制御変数ｋが
１から１６までの範囲をとり、各ループ繰り返しで、１
６×１６の配列Ａの対角要素Ａ（ｋ，ｋ）の値を保持す
るプロセッサが、Ａ（ｋ，ｋ）の値を更新する。このた
め、Ａ（ｋ，ｋ）の値を更新する前に、当該プロセッサ
が対角要素Ａ（ｋ，ｋ）を保持するかどうかの条件文を
挿入する。図４（ｂ）は、図４（ａ）のノードプログラ
ムを実行したときの、各プロセッサに分配された配列Ａ
に対するアクセスパターンを表したものである。図３
（ｂ）と同様、配列Ａ上の書き換えられる配列要素を黒
とし、そうでない配列要素を白とした。図４（ｂ）は図
２（ｂ）と同じアクセスパターンであるため、図２
（ａ）のプログラムに対して、従来は単純法を適用して
いた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の添字関
数法は、ループ内代入文の左辺配列が複数の次元に同一
ループインダクション変数をもつ場合の変換については
考慮されておらず、図２のようなプログラムには適用で
きないという問題があった。一方、上記従来技術の単純
法は、最適化については考慮されておらず、ループ範囲
を分割しないため無駄なループ繰り返しを実行するの
で、変換後のプログラムの実行時間は長くなるという問
題があった。本発明の目的は、シングルプロセッサ向け
逐次プログラムをマルチプロセッサ向け分割プログラム
に変換する際に、ループ内代入文の左辺配列が複数の次
元に同一ループインダクション変数をもつ場合に、無駄
なループ繰り返しを実行しない添字関数法を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、シングルプロセッサ向けの逐次ソースプ
ログラムをマルチプロセッサ向けの並列プログラムに計
算機を用いて自動変換する方法であり、少なくとも１つ
のループに配列を含む代入文が存在する高級言語で記述
されたソースプログラムを計算機で構文解析し、マルチ
プロセッサに対する前記ソースプログラムおよび前記少
なくとも１つのループ内の配列の要素の割り付け方を前
記計算機で決定し、各プロセッサについて、前記少なく
とも１つのループ内の代入文毎に自己のプロセッサに割
り当てられた配列要素を書き換えるループインデックス
範囲を前記計算機で求め、当該プロセッサが、前記ルー
プインデックス範囲を実行するようにノードプログラム
コードを前記計算機で生成するプログラム分割方法にお
いて、前記ループインデックス範囲を前記計算機で求め
るとき、前記計算機は、前記少なくとも１つのループ内
の代入文の左辺配列の複数次元に同一ループインダクシ
ョン変数が現われ、かつ、前記次元のうちのデータ分割
次元が同一データ分割方法であるか否かを判定し、前記
判定条件を満たすとき、前記データ分割次元の同一ルー
プインダクション変数のループインデックス範囲が等し
くなるような、前記左辺配列の存在するプロセッサ番号
が満たす条件式を求め、前記条件式毎に、前記データ分
割次元の同一ループインダクション変数のループインデ
ックス範囲の積集合を求めるようにしている。また、計
算機にシングルプロセッサ向き逐次ソースプログラムを
入力して、マルチプロセッサ向き並列プログラムを生成
する言語変換システムにおける該逐次ソースプログラム
中のループに対し、各プロセッサが分担して計算するル
ープインデックス範囲を求めるプログラム分割方法であ
り、前記逐次ソースプログラム中で宣言されているデー
タであるプロセッサ番号を多次元で表わした各プロセッ
サへの割り付け方を示すデータ分割指示情報を入力する
ステップと、前記逐次ソースプログラム中のループ内の
代入文毎に、プログラム分割対象となる配列を決定する
ステップと、前記プログラム分割対象配列の各次元毎
に、自己のプロセッサに割り当てられた前記プログラム
分割対象配列要素を書き換えるループインデックス範囲
を求めるステップとを備えたプログラム分割方法におい
て、前記ループインデックス範囲を求めるステップは、
前記プログラム分割対象配列の複数次元に同一ループイ
ンダクション変数が現われる代入文を検出するステップ
と、検出された前記プログラム分割対象配列の同一ルー
プインダクション変数が現われる複数次元のうちのデー
タ分割次元の分割方法が同一であるか否かを判定するス
テップと、前記判定条件が成り立たないとき、ループイ
ンデックス範囲を分割せずに前記逐次ソースプログラム
と同じループインデックス範囲をとり、各ループ繰り返
し毎に自己のプロセッサが前記プログラム分割対象配列
要素を保持するか否かを判定する条件文を、各代入文の
前に挿入するステップと、前記判定条件が成り立つと
き、前記データ分割次元の同一ループインダクション変
数のループインデックス範囲が等しくなるような、前記
プログラム分割対象配列の存在するプロセッサ番号が満
たす条件式を求めるステップと、前記条件式毎に、前記
データ分割次元の同一ループインダクション変数のルー
プインデックス範囲の積集合を求めるステップとを備え
るようにしている。さらに、前記条件式を求めるステッ
プは、前記プログラム分割対象配列のデータ分割次元の
同一ループインダクション変数のループインデックス範
囲が等しくなるような、各次元のプロセッサ番号が満た
す条件式を求めるステップと、前記条件式を、各次元の
プロセッサ番号の差が整数になるように場合分けするス
テップとを備えるようにしている。さらに、前記場合分
けするステップは、前記条件式の各次元のプロセッサ番
号を表わす変数の定係数の絶対値を１にするために、条
件式の両辺を定係数で割るステップと、前記条件式の定
数が整定数でない場合、定数を切り捨てと切り上げした
条件式に場合分けするステップとを備えるようにしてい
る。さらに、前記積集合を求めるステップは、前記条件
式毎に、前記プログラム分割対象のデータ分割次元の同
一ループインダクション変数のループインデックス範囲
に前記条件式を代入するステップと、前記条件式毎に、
前記プログラム分割対象のデータ分割次元の同一ループ
インダクション変数のループインデックス範囲の積集合
を求めるステップと、前記条件式毎に、前記ループイン
デックス範囲の積集合と前記逐次ソースプログラムのル
ープインデックス範囲の積集合を求めるステップとを備
えるようにしている。

【００１２】

【作用】ループ内の代入文の左辺配列のデータ分割次元
の同一ループインダクション変数のＧＩＴＳが等しくな
るような左辺配列の存在するプロセッサ番号が満たす条
件式は、アクセスパターンが同じプロセッサか否かを判
定する。それによって、各プロセッサによってアクセス
パターンが異なる場合に対応できる。また、ループ内の
代入文の左辺配列のデータ分割次元の同一ループインダ
クション変数のＧＩＴＳの積集合は、自己のプロセッサ
が保持する配列要素を書き換える。それによって、無駄
なループ繰り返しがない。

【００１３】

【実施例】初めに、本発明の実施例を説明するために用
いる用語の意味を示す。（ｇ）ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＥｌｅｍｅｎｔ（以下、
ＰＥと略す）：プロセッサ要素（ｈ）インダクション共有次元ＣｏｍｍｏｎＩｎｄｕ
ｃｔｉｏｎｏｗｎｉｎｇＤｉｍｅｎｓｉｏｎ（以
下、ＣＩＤと略す）：配列の複数の次元（図２（ｂ）の
場合、１〜１６で示される縦方向が１次元であり、１〜
１６で示される横方向が２次元である）の添字に同一ル
ープインダクション変数（ループに対する処理をする毎
に変化する変数であり、後述する図１３（ｂ）の１３１
４のｉに相当する）が現われるときのその各次元（ｉ）ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣｏｍｍｏｎＩｎ
ｄｕｃｔｉｏｎｏｗｎｉｎｇＤｉｍｅｎｓｉｏｎ
（以下、ＤＣＩＤと略す）：ＣＩＤかつデータ分割して
いる次元。

【００１４】以下、本発明の実施例を図１および図３か
ら図１０を用いて説明する。図１は、本発明に係るプロ
グラム分割方法を適用した計算機による自動並列化処理
における処理手順の概要を示す。自動並列化処理を行う
計算機１００は、まず構文解析処理１０２で、データ分
割指示付きシングルプロセッサ向けソースプログラム１
０１を入力し、これを中間語１０３に変換し、辞書１０
４に登録して、データ分割情報１０５を設定する。プロ
グラム分割処理１０６では、この中間語１０３と辞書１
０４とデータ分割情報１０５を入力し、ループ外文を実
行するＰＥの決定処理１０７とループ範囲分割処理１０
８を実行する。ループ範囲分割処理１０８では、ループ
内各文の実行ループ範囲決定処理１０９とループ範囲決
定処理１１０を実行する。結果はプログラム分割情報１
１１として格納し、中間語１０３に追加する。次に、こ
のプログラム分割情報１１１、中間語１０３、辞書１０
４、およびデータ分割情報１０５を入力し、非局所デー
タの有無を解析し非局所データ解析情報１１２を設定
し、プロセッサ間通信生成処理１１３を行い、中間語１
０３に追加する。非局所データとは、自プロセッサのロ
ーカルメモリに無いデータ（すなわち、他のプロセッサ
から通信により得ることが必要であるデータ）のことで
ある。最後に、この中間語１０３と辞書１０４、および
データ分割情報１０５、プログラム分割情報１１１を入
力して、ノードプログラム生成処理１１４を行い、各プ
ロセッサで動作させるノードプログラム１１５を出力す
る。

【００１５】次に、図１のプログラム分割処理１０６に
おいて用いる各種の情報について説明する。図５は、デ
ータ分割情報１０５に設定されるデータ分割テーブル５
０１を示す。データ分割テーブル５０１は、ソースプロ
グラム中の各配列の各次元のデータ分割した結果を格納
するテーブルである。データ分割テーブル５０１は、配
列の各次元のデータ分割方法５０２、データ分割関数５
０３、対応するＰＥ次元５０４、次元別データ分割テー
ブルへのポインタ５０５を含む。次元別データ分割テー
ブル５０６は、ＰＥ範囲５０７、ＬＩＸＳ５０８、ＧＩ
ＸＳ５０９、大域化関数５１０、局所化関数５１１を含
む。ＰＥ範囲、ＬＩＸＳ、ＧＩＸＳはそれぞれ範囲テー
ブル５１２を指し、範囲テーブルは下限５１３、上限５
１４、増分５１５を含む。また、大域化関数と局所化関
数とデータ分割関数は関数テーブル５１６を指し、関数
テーブルは返り値５１７と引数５１８を含む。

【００１６】図６は、プログラム分割情報１１１に設定
されるＣＩＤテーブル６０１を示す。ＣＩＤテーブル６
０１は、データ分割方法６０２と仮想範囲テーブルへの
ポインタ６０３を含む。仮想範囲テーブル６０４は、Ｐ
Ｅ次元６０５とＰＥ範囲６０６とＶＧＩＴＳ６０７を含
む。

【００１７】図７は、プログラム分割情報１１１に設定
されるプログラム分割テーブル７０１を示す。プログラ
ム分割テーブル７０１は、ループ制御変数７０２とプロ
グラム分割方法７０３と実行範囲テーブルへのポインタ
７０４を含む。実行範囲テーブル７０５は、ＰＥ範囲７
０６、ＬＩＴＳ７０７、ＧＩＴＳ７０８、ＰＥ次元関係
式７０９を含む。ＰＥ次元関係式は、条件式テーブル７
１０を指し、条件式テーブルは、比較演算子７１１、左
辺７１２、右辺７１３を含む。

【００１８】次に、図１のプログラム分割処理１０６に
ついてさらに詳細に説明する。図８は、プログラム分割
処理部１０６のループ範囲分割処理部１０８のループ内
文実行ループ範囲決定処理１０９の処理手順を示す。こ
こでは、中間語１０３、辞書１０４、およびデータ分割
情報１０５を入力して処理を開始する。まず、プログラ
ム分割対象配列決定処理部８０１で、代入文左辺配列を
選び出す。ただし、代入文左辺がスカラ変数で総和計算
を行う文のときは、右辺に現われる任意の配列を選び出
す。プログラム分割対象配列が見つかったら、ＶＧＩＴ
Ｓ生成処理部８０２で従来法によってＶＧＩＴＳを求め
る。これは、添字関数に対して、データ分割情報１０５
のデータ分割テーブル５０１の次元別データ分割テーブ
ル５０６のＧＩＸＳ５０９を引数として、返り値を計算
する。この結果を、プログラム分割情報１１１のＣＩＤ
テーブル６０１へ格納する。次にＤＣＩＤ検出処理部８
０３で、プログラム分割情報１１１のＣＩＤテーブル６
０１から、ＤＣＩＤをみつける。上記でＤＣＩＤがみつ
かったら、データ分割識別部８０４で、これらの次元の
データ分割方法が同じか異なるかを判定する。この結
果、ＤＣＩＤが異なるデータ分割方法のとき、単純法処
理８０５を行い、ＤＣＩＤが同じデータ分割方法のと
き、添字関数法８０６を行う。単純法処理部８０５で
は、ＧＩＴＳ決定処理部８０７でＧＩＴＳを元の全ルー
プ範囲とする。そして、文実行ＰＥ決定処理部８０８
で、データ分割テーブル５０１のデータ分割関数に対し
て、中間語１０３のプログラム分割対象配列の添字式を
引数として得られた返り値を実行ＰＥとする。結果は、
プログラム分割情報１１１のプログラム分割テーブル７
０１へ書き込む。添字関数法処理部８０６では、ＰＥ次
元関係式生成処理８０９を行い、共通ＶＧＩＴＳ決定処
理８１０を行い、ＧＩＴＳ決定処理８１１を行う。結果
は、プログラム分割情報１１１のプログラム分割テーブ
ル７０１へ書き込む。

【００１９】図９は、ＰＥ次元関係式生成処理８０９の
処理手順を示す。ここではプログラム分割情報１１１の
ＣＩＤテーブル６０１を入力して、処理を開始する。ま
ず、プログラム分割情報１１１のＣＩＤテーブル６０１
のＤＣＩＤテーブルの仮想範囲テーブル６０４のＶＧＩ
ＴＳ６０７が一致するようなＰＥ次元関係式を求める処
理９０１を実行する。ＰＥ次元関係式を求める処理で
は、ＰＥ次元を表す変数の定係数が１になるような等式
を生成する。この結果、ＰＥ次元関係式中に現われる定
数が整定数でないとき、この定数に対して、切り捨てと
切り上げをしたＰＥ次元関係式に場合分けする処理９０
２を実行する。得られたＰＥ次元関係式はプログラム分
割情報１１１のプログラム分割情報テーブル７０１へ格
納する。

【００２０】図１０は、共通ＶＧＩＴＳ決定処理８１０
の処理手順を示す。ここでは、プログラム分割情報１１
１のＣＩＤテーブル６０１とプログラム分割テーブル７
０１を入力して、処理を開始する。まず、ＣＩＤテーブ
ル６０１の各ＶＧＩＴＳ６０７に、プログラム分割テー
ブル７０１のＰＥ次元関係式を代入することによって、
各ＶＧＩＴＳを同一ＰＥ次元で表す処理１００１を行
い、ＣＩＤテーブル６０１の各ＶＧＩＴＳ６０７を変更
する。次に、処理１００１で変更されたＣＩＤテーブル
６０１の各ＶＧＩＴＳ６０７の積集合を求め、全次元に
対する共通ＶＧＩＴＳを決定する処理１００２を行う。
この結果を、プログラム分割情報１１１のプログラム分
割テーブル７０１へ格納する。以上で、プログラム分割
処理を終える。

【００２１】次に、上述の図１および図５〜図１０で説
明したプログラム分割処理１０６を、３つの具体例で説
明する。図１１、図１５、図１９はそれぞれプログラム
分割処理１０６に対する入力である。始めに、第１の例
題を図１１から図１４を使って説明する。図１１の
（ａ）はソースプログラムであり、（ｂ）は配列Ａのデ
ータ分割方法を示している。図１１（ａ）のソースプロ
グラムのループ範囲１１０１はループ下限値が１で、ル
ープ上限値が１６である。ループ内代入文１１０２は、
配列Ａの対角要素を書き換える。図１１（ｂ）では、配
列Ａを４台のプロセッサに列ブロック分割し、プロセッ
サ列番号をｐで表わす。

【００２２】図１２は、配列Ａのデータ分割情報のデー
タ分割テーブルを示している。データ分割テーブル１２
０１は、１次元めのデータ分割方法１２０２が非分割で
あるため、データ分割関数１２０３はＮＵＬＬ、対応す
るＰＥ次元１２０４は０、次元別データ分割テーブルへ
のポインタ１２０５はＮＵＬＬになる。一方、２次元目
のデータ分割方法１２０６はブロック分割である。従っ
て、２次元目のデータ分割関数１２０７はｆ（ｉ）＝
（ｉ−１）／４となり、２次元目の対応するＰＥ次元
１２０８は１次元目となる。ここで、範囲を［下限：上
限：増分値］で表すことにする。２次元目に対する次元
別データ分割テーブル１２０９は、ＰＥ範囲１２１０が
［０：３：１］、ＬＩＸＳ１２１１が［１：４：１］、
ＧＩＸＳ１２１２が［４ｐ＋１：４ｐ＋４：１］、大域
化関数１２１３がｆ（ｉ）＝ｉ＋４ｐ、局所化関数１
２１４がｆ（ｉ）＝ｉ−４ｐとなる。

【００２３】図１１，図１２の入力に対して、プログラ
ム分割処理１０６のループ範囲分割１０８で、ループ内
文を実行する各文毎のループ範囲決定処理１０９を行
う。図１３は、ループ内代入文１１０２を実行するルー
プ範囲決定処理１０９を行って得られたプログラム分割
情報を示している。このうち図１３（ａ）は、代入文１
１０２に対するプログラム分割情報のＣＩＤテーブルで
あり、図１３（ｂ）は、代入文１１０２に対するプログ
ラム分割情報のプログラム分割テーブルである。ループ
内代入文１１０２に対するループ範囲決定処理１０９を
説明する。ループ制御変数はｉであるため、プログラム
分割テーブル１３１３のループ制御変数１３１４はｉと
する。始めに、プログラム分割対象配列決定処理８０１
では、プログラム分割対象配列は、代入文１１０２の左
辺配列Ａとなる。次に、従来法に従ってＶＧＩＴＳを生
成する処理８０２を行って、ＣＩＤテーブルに格納す
る。図１３（ａ）の代入文１１０２の左辺のプログラム
分割対象配列Ａの１次元目に対するＣＩＤテーブル１３
０１は、データ分割方法１３０２はデータ非分割、仮想
範囲テーブル１３０３のＰＥ次元１３０４は０、ＰＥ範
囲１３０５はＮＵＬＬであり、ＶＧＩＴＳ１３０６は
［１：１６：１］となる。一方、図１３（ａ）の代入文
左辺のプログラム分割対象配列Ａの２次元目に対するＣ
ＩＤテーブル１３０７は、データ分割方法１３０８はブ
ロック分割、仮想範囲テーブル１３０９のＰＥ次元１３
１０は１、ＰＥ範囲１３１１は［０：３：１］であり、
ＶＧＩＴＳ１３１２は［４ｐ＋１：４ｐ＋４：１］とな
る。

【００２４】続いて、ＣＩＤテーブル１３０１とＣＩＤ
テーブル１３０７に対して、ＤＣＩＤ検出処理８０３を
行った結果、ＣＩＤテーブル１３０７がＤＣＩＤとな
る。これよりＤＣＩＤは１つであるため、データ分割識
別部８０４では同一分割とみなし、添字関数法処理８０
６を行う。ここで、プログラム分割テーブル１３１３の
プログラム分割方法１３１５を添字関数法と設定する。
添字関数法処理８０６のＰＥ次元関係式生成処理８０９
では、ＰＥが１次元であるため、実行範囲テーブル１３
１６のＰＥ次元関係式１３１９はＮＵＬＬとなる。続い
て共通ＶＧＩＴＳ決定処理８１０において、ＣＩＤテー
ブル１３０７のＶＧＩＴＳ１３１２と元のループ範囲１
１０１の［１：１６：１］の積集合をとる。ここで、Ｐ
Ｅ範囲１３１７は［０：３：１］なので、ＧＩＴＳ１３
１８は［４ｐ＋１：４ｐ＋４：１］となる。

【００２５】図１４の（ａ）はプログラム分割後の各プ
ロセッサで動作するノードプログラムを示し、図１４
（ｂ）は、ノードプログラムを実行したときの配列Ａへ
のアクセスの様子を示す。図１４（ａ）のノードプログ
ラムでは、ループ範囲１４０１はループ下限が４ｐ＋
１、ループ上限が４ｐ＋４になる。ループ内代入文１４
０２に現われる配列Ａの添字は、２次元目がグローバル
インデックスからローカルインデックスに変換される。
図１４（ｂ）の配列Ａで書き換えられる配列要素は、図
１１（ｂ）の逐次ソースプログラムで書き換えられる対
角要素と同じである。

【００２６】次に、第２の例題を図１５から図１８を使
って説明する。図１５の（ａ）はソースプログラムであ
り、図１５（ｂ）は配列Ａのデータ分割方法を示してい
る。図１５（ａ）のソースプログラムのループ範囲１５
０１はループ下限値が１で、ループ上限値が１６であ
る。ループ内代入文１５０２は、配列Ａの対角要素を書
き換える。図１５（ｂ）では、配列Ａを４×４台のプロ
セッサに行方向と列方向でブロック分割する。行方向と
列方向のそれぞれにプロセッサ番号を付けて、プロセッ
サ行番号ｐ₁とプロセッサ列番号ｐ₂のペアー（ｐ₁，
ｐ₂）でプロセッサ番号を表す。

【００２７】図１６は、配列Ａのデータ分割情報のデー
タ分割テーブルを示している。データ分割テーブル１６
０１は、１次元目のデータ分割方法１６０２がブロック
分割であるため、データ分割関数１６０３はｆ（ｉ）
＝（ｉ−１）／４、対応するＰＥ次元１６０４は１と
なる。１次元目に対する次元別データ分割テーブル１６
０５は、ＰＥ範囲１６０６が［０：３：１］、ＬＩＸＳ
１６０７が［１：４：１］、ＧＩＸＳ１６０８が［４ｐ
₁＋１：４ｐ₁＋４：１］、大域化関数１６０９がｆ
（ｉ）＝ｉ＋４ｐ₁、局所化関数１６１０がｆ（ｉ）＝
ｉ−４ｐ₁ となる。一方、２次元目のデータ分割方法１
６１１はブロック分割である。従って、２次元目のデー
タ分割関数１６１２はｆ（ｉ）＝（ｉ−１）／４とな
り、２次元目の対応するＰＥ次元１６１３は２次元目と
なる。２次元目に対する次元別データ分割テーブル１６
１４は、ＰＥ範囲１６１５が［０：３：１］、ＬＩＸＳ
１６１６が［１：４：１］、ＧＩＸＳ１６１７が［４ｐ
₂＋１：４ｐ₂＋４：１］、大域化関数１６１８がｆ
（ｉ）＝ｉ＋４ｐ₂、局所化関数１６１９がｆ（ｉ）＝
ｉ−４ｐ₂ となる。

【００２８】図１５，図１６の入力に対して、プログラ
ム分割処理１０６のループ範囲分割１０８で、ループ内
文を実行する各文毎のループ範囲決定処理１０９を行
う。図１７は、ループ内代入文１５０２を実行するルー
プ範囲決定処理１０９を行って得られたプログラム分割
情報を示している。このうち図１７（ａ）は、代入文１
５０２に対するプログラム分割情報のＣＩＤテーブルで
あり、図１７（ｂ）は、代入文１５０２に対するプログ
ラム分割情報のプログラム分割テーブルである。ループ
内代入文１５０２に対するループ範囲決定処理１０９を
説明する。ループ制御変数はｉであるため、プログラム
分割テーブル１７１３のループ制御変数１７１４はｉと
する。始めに、プログラム分割対象配列決定処理８０１
では、プログラム分割対象配列は、代入文１５０２の左
辺配列Ａとなる。次に、従来法に従ってＶＧＩＴＳを生
成する処理８０２を行って、ＣＩＤテーブルに格納す
る。代入文１５０２の左辺のプログラム分割対象配列Ａ
の１次元目に対するＣＩＤテーブル１７０１は、データ
分割方法１７０２がブロック分割、仮想範囲テーブル１
７０３のＰＥ次元１７０４は１、ＰＥ範囲１７０５は
［０：３：１］であり、ＶＧＩＴＳ１７０６は［４ｐ₁
＋１：４ｐ₁＋４：１］となる。一方、代入文１５０２
の左辺のプログラム分割対象配列Ａの２次元目に対する
ＣＩＤテーブル１７０７は、データ分割方法１７０８は
ブロック分割、仮想範囲テーブル１７０９のＰＥ次元１
７１０は２、ＰＥ範囲１７１１は［０：３：１］であ
り、ＶＧＩＴＳ１７１２は［４ｐ₂＋１：４ｐ₂＋４：
１］となる。

【００２９】続いて、ＣＩＤテーブル１７０１とＣＩＤ
テーブル１７０７に対して、ＤＣＩＤ検出処理８０３を
行った結果、ＣＩＤテーブル１７０１とＣＩＤテーブル
１７０７のいずれもＤＣＩＤとなる。データ分割識別部
８０４では、データ分割方法１７０２とデータ分割方法
１７０８はどちらもブロック分割なので同一分割であ
る。従って、添字関数法処理８０６を行う。ここで、プ
ログラム分割テーブル１７１３のプログラム分割方法１
７１５を添字関数法と設定する。添字関数法処理８０６
のＰＥ次元関係式生成処理８０９で、ＶＧＩＴＳ１７０
６とＶＧＩＴＳ１７１２が一致するには、ｐ₁＝ｐ₂が成
り立てばよい。従って、ＰＥ次元関係式１７１９はｐ₁
＝ｐ₂となる。続いて共通ＶＧＩＴＳ決定処理８１０に
おいて、ＰＥ次元関係式１７１９より、ＶＧＩＴＳ１７
０６とＶＧＩＴＳ１７１２を同一ＰＥ次元ｐ₁で表す。
すると、どちらも［４ｐ₁＋１：４ｐ₁＋４：１］なの
で、共通のＶＧＩＴＳは［４ｐ₁＋１：４ｐ₁＋４：１］
となる。これより、共通のＧＩＴＳ１７１８は、共通の
ＶＧＩＴＳと元のループ１５０１のループ範囲［１：１
６：１］の積集合をとる。ＰＥ範囲１７１７は［０：
３：１］なので、ＧＩＴＳ１７１８は［４ｐ₁＋１：４
ｐ₁＋４：１］となる。

【００３０】図１８の図１８（ａ）はプログラム分割後
の各プロセッサで動作するノードプログラムを示し、図
１８（ｂ）は、ノードプログラムを実行したときの配列
Ａへのアクセスの様子を示す。図１８（ａ）のノードプ
ログラムでは、条件判定を行って、実行するプロセッサ
のプロセッサ番号が条件文１８０１を満たすとき、ルー
プ処理を行う。ループ範囲１８０２はループ下限が４ｐ
＋１、ループ上限が４ｐ＋４になる。ループ内代入文１
８０３に現われる配列Ａの添字は、２次元目がグローバ
ルインデックスからローカルインデックスに変換され
る。図１８（ｂ）の配列Ａで書き換えられる配列要素
は、図１８（ｂ）の逐次ソースプログラムで書き換えら
れる対角要素と同じである。

【００３１】次に、第３の例題を図１９から図２１を使
って説明する。図１９の（ａ）はソースプログラムであ
り、図１９（ｂ）は配列Ａのデータ分割方法を示してい
る。図１９（ａ）のソースプログラムのループ範囲１９
０１はループ下限値が１で、ループ上限値が１６であ
る。ループ内代入文１９０２は、配列Ａの対角から１行
下の要素Ａ（ｋ＋１，ｋ）を書き換える。図１９（ｂ）
では、配列Ａを４×４台のプロセッサに行方向と列方向
でブロック分割する。前述の図１５（ｂ）と同様、行方
向と列方向のそれぞれにプロセッサ番号を付けて、プロ
セッサ行番号ｐ₁とプロセッサ列番号ｐ₂のペアー
（ｐ₁，ｐ₂）でプロセッサ番号を表す。従って、図１６
が、配列Ａのデータ分割情報のデータ分割テーブルを示
している。

【００３２】図１９，図１６の入力に対して、プログラ
ム分割処理１０６のループ範囲分割１０８で、ループ内
文を実行する各文毎のループ範囲決定処理１０９を行
う。図２０は、ループ内代入文１９０２を実行するルー
プ範囲決定処理１０９を行って得られたプログラム分割
情報を示している。このうち図２０（ａ）は、代入文１
９０２に対するプログラム分割情報のＣＩＤテーブルで
あり、図２０（ａ）は、代入文１９０１に対するプログ
ラム分割情報のプログラム分割テーブルである。ループ
内代入文１９０１に対するループ範囲決定処理１０９を
説明する。ループ制御変数はｉであるため、プログラム
分割テーブル２０１３のループ制御変数２０１４はｉと
する。始めに、プログラム分割対象配列決定処理８０１
では、プログラム分割対象配列は、代入文１９０２の左
辺配列Ａとなる。次に、従来法に従ってＶＧＩＴＳを生
成する処理８０２を行って、ＣＩＤテーブルに格納す
る。代入文１９０２の左辺のプログラム分割対象配列Ａ
の１次元めに対するＣＩＤテーブル２００１は、データ
分割方法２００２がブロック分割、仮想範囲テーブル２
００３のＰＥ次元２００４は１、ＰＥ範囲２００５は
［０：３：１］であり、ＶＧＩＴＳ２００６は［４
ｐ₁：４ｐ₁＋３：１］でとなる。一方、図２０（ａ）の
代入文左辺のプログラム分割対象配列Ａの２次元めに対
するＣＩＤテーブル２００７は、データ分割方法２００
８はブロック分割、仮想範囲テーブル２００９のＰＥ次
元２０１０は２、ＰＥ範囲２０１１は［０：３：１］で
あり、ＶＧＩＴＳ２０１２は［４ｐ₂＋１：４ｐ₂＋４：
１］となる。

【００３３】続いて、ＣＩＤテーブル２００１とＣＩＤ
テーブル２００７に対して、ＤＣＩＤ検出処理８０３を
行った結果、ＣＩＤテーブル２００１とＣＩＤテーブル
２００７のいずれもＤＣＩＤとなる。データ分割識別部
８０４では、データ分割方法２００２とデータ分割方法
２００８はどちらもブロック分割なので同一分割であ
る。従って、添字関数法処理８０６を行う。ここで、プ
ログラム分割テーブル２０１３のプログラム分割方法２
０１４を添字関数法と設定する。添字関数法処理８０６
のＰＥ次元関係式生成処理８０９で、ＶＧＩＴＳ２００
６とＶＧＩＴＳ２０１２が一致するには、ｐ₁＝ｐ₂＋１
／４が成り立てばよい。ここで、ＰＥ次元関係式中に
現われる定数が整定数でないので、この定数に対して、
切り捨てと切り上げをしたＰＥ次元関係式に場合分けす
る処理９０２を実行すると、ｐ₁＝ｐ₂とｐ₁＝ｐ₂＋１に
分けられる。従って、ＰＥ次元関係式２０１９はｐ₁＝
ｐ₂、ＰＥ次元関係式２０２３はｐ₁＝ｐ₂＋１となる。
続いて共通ＶＧＩＴＳ決定処理８１０において、ＰＥ次
元関係式２０１９より、ＶＧＩＴＳ２００６とＶＧＩＴ
Ｓ２０１２を同一ＰＥ次元ｐ₁で表すと、［４ｐ₁：４ｐ
₁＋３：１］と［４ｐ₁＋１：４ｐ₁＋４：１］になる。
従って、全次元に対する共通ＶＧＩＴＳを決定する処理
１００２で、共通ＶＧＩＴＳは［４ｐ₁＋１：４ｐ₁＋
３：１］となる。これより、共通のＧＩＴＳ２０１８
は、共通のＶＧＩＴＳと元のループ１９０１のループ範
囲［１：１６：１］の積集合をとる。ＰＥ範囲２０１７
は［０：３：１］なので、ＧＩＴＳ２０１９は［４ｐ₁
＋１：４ｐ₁＋３：１］となる。同様に、共通ＶＧＩＴ
Ｓ決定処理８１０において、ＰＥ次元関係式２０２３よ
り、ＶＧＩＴＳ２００６と２０１２を同一ＰＥ次元ｐ₂
で表すと、［４ｐ₂＋４：４ｐ₂＋７：１］と［４ｐ₂＋
１：４ｐ₂＋４：１］になる。従って、全次元に対する
共通ＶＧＩＴＳを決定する処理１００２で、ＶＧＩＴＳ
は［４ｐ₂＋４：４ｐ₂＋４：１］となる。これより、共
通のＧＩＴＳ２０２３は、共通のＶＧＩＴＳと元のルー
プ範囲１９０１のループ範囲［１：１６：１］の積集合
をとる。ＰＥ次元関係式２０２３が成り立つｐ２のＰＥ
範囲２０２１は［０：２：１］なので、ＧＩＴＳ２０２
２は［４ｐ₂＋４：４ｐ₂＋４：１］となる。

【００３４】図２１の（ａ）はプログラム分割後の各プ
ロセッサで動作するノードプログラムを示し、図２１
（ｂ）は、ノードプログラムを実行したときの配列Ａへ
のアクセスの様子を示す。図２１（ａ）のノードプログ
ラムでは、条件判定を行って、実行するプロセッサのプ
ロセッサ番号が条件文２１０１または条件文２１０４を
満たすとき、ループ処理を行う。条件文２１０１が成り
立つとき、ループ範囲２１０２はループ下限が４ｐ₁＋
１、ループ上限が４ｐ₁＋３になる。一方、条文２１０
４が成り立つとき、ループ範囲２１０５はループ下限が
４ｐ₂＋４、ループ上限が４ｐ₂＋４になる。ループ内代
入文２１０３と２１０６に現われる配列Ａの添字は、１
次元めと２次元め、どちらもグローバルインデックスか
らローカルインデックスに変換される。図２１（ｂ）の
配列Ａで書き換えられる配列要素は、図２１（ｂ）の逐
次ソースプログラムで書き換えられる要素と同じであ
る。

【００３５】なお、上記実施例では、ＤＯループ内に１
つの代入文がある場合の説明であるが、ＤＯループ内に
複数の代入文がある場合にも適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、ループ内の代入文の左
辺配列のデータ分割次元の同一ループインダクション変
数のＧＩＴＳが等しくなるような左辺配列の存在するプ
ロセッサ番号が満たす条件式が、アクセスパターンが同
じプロセッサか否かを判定することができるので、各プ
ロセッサによってアクセスパターンが異なる場合に対応
することができる。また、ループ内の代入文の左辺配列
のデータ分割次元の同一ループインダクション変数のＧ
ＩＴＳの積集合は、自己のプロセッサが保持する配列要
素を書き換えるので、元の逐次プログラムがループを１
００，０００回繰り返すとき、プロセッサ１００台で実
行する並列プログラムにおいて、従来の単純法を用いて
プログラム分割するとループは１００，０００回繰り返
していたが、本発明では１，０００回繰り返すだけでよ
く、繰り返し回数を大幅に減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプログラム分割方法を適用した自
動並列化変換システムにおける処理手順の概要を示す図
である。

【図２】従来法を説明するための例題プログラムと例題
プログラムを実行したときの配列Ａへのアクセスを示す
図である。

【図３】図２の例題プログラムを従来の添字関数法でプ
ログラム分割した結果を示す図である。

【図４】図２の例題プログラムを従来の単純法でプログ
ラム分割した結果を示す図である。

【図５】図１に示すデータ分割情報１０５のデータ分割
テーブルの構成を示す図である。

【図６】図１に示すプログラム分割情報１１１のＣＩＤ
テーブルの構成を示す図である。

【図７】図１に示すプログラム分割情報１１１のプログ
ラム分割テーブルの構成を示す図である。

【図８】図１に示す変換システムにおけるループ内文実
行ループ範囲決定処理の手順を示すフローチャートであ
る。

【図９】図１に示す変換システムにおけるＰＥ次元関係
式生成処理の手順を示すフローチャートである。

【図１０】図１に示す変換システムにおける共通ＶＧＩ
ＴＳ決定処理の手順を示すフローチャートである。

【図１１】例題プログラムと配列Ａのデータ分割パター
ンを示す図である。

【図１２】図１１の配列Ａのデータ分割テーブルを示す
図である。

【図１３】図１１の例題プログラムにおけるプログラム
分割情報を示す図である。

【図１４】図１１の例題プログラムに本発明を施したノ
ードプログラムとノードプログラムを実行したときの配
列Ａへのアクセスを示す図である。

【図１５】例題プログラムと配列Ａのデータ分割パター
ンを示す図である。

【図１６】図１５の配列Ａのデータ分割テーブルを示す
図である。

【図１７】図１５の例題プログラムにおけるプログラム
分割情報を示す図である。

【図１８】図１５の例題プログラムに本発明を施したノ
ードプログラムとノードプログラムを実行したときの配
列Ａへのアクセスを示す図である。

【図１９】例題プログラムと配列Ａのデータ分割パター
ンを示す図である。

【図２０】図１９の例題プログラムにおけるプログラム
分割情報を示す図である。

【図２１】図１９の例題プログラムに本発明を施したノ
ードプログラムとノードプログラムを実行したときの配
列Ａへのアクセスを示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シングルプロセッサ向けの逐次ソースプロ
グラムをマルチプロセッサ向けの並列プログラムに計算
機を用いて自動変換する方法であり、少なくとも１つのループに配列を含む代入文が存在する
高級言語で記述されたソースプログラムを計算機で構文
解析し、マルチプロセッサに対する前記ソースプログラムおよび
前記少なくとも１つのループ内の配列の要素の割り付け
方を前記計算機で決定し、各プロセッサについて、前記少なくとも１つのループ内
の代入文毎に自己のプロセッサに割り当てられた配列要
素を書き換えるループインデックス範囲を前記計算機で
求め、当該プロセッサが、前記ループインデックス範囲を実行
するようにノードプログラムコードを前記計算機で生成
するプログラム分割方法において、前記ループインデックス範囲を前記計算機で求めると
き、前記計算機は、前記少なくとも１つのループ内の代入文の左辺配列の複
数次元に同一ループインダクション変数が現われ、か
つ、前記次元のうちのデータ分割次元が同一データ分割
方法であるか否かを判定し、前記判定条件を満たすとき、前記データ分割次元の同一
ループインダクション変数のループインデックス範囲が
等しくなるような、前記左辺配列の存在するプロセッサ
番号が満たす条件式を求め、前記条件式毎に、前記データ分割次元の同一ループイン
ダクション変数のループインデックス範囲の積集合を求
めることを特徴とするプログラム分割方法。
【請求項２】計算機にシングルプロセッサ向き逐次ソー
スプログラムを入力して、マルチプロセッサ向き並列プ
ログラムを生成する言語変換システムにおける該逐次ソ
ースプログラム中のループに対し、各プロセッサが分担
して計算するループインデックス範囲を求めるプログラ
ム分割方法であり、前記逐次ソースプログラム中で宣言されているデータで
あるプロセッサ番号を多次元で表わした各プロセッサへ
の割り付け方を示すデータ分割指示情報を入力するステ
ップと、前記逐次ソースプログラム中のループ内の代入文毎に、
プログラム分割対象となる配列を決定するステップと、前記プログラム分割対象配列の各次元毎に、自己のプロ
セッサに割り当てられた前記プログラム分割対象配列要
素を書き換えるループインデックス範囲を求めるステッ
プとを備えたプログラム分割方法において、前記ループインデックス範囲を求めるステップは、前記プログラム分割対象配列の複数次元に同一ループイ
ンダクション変数が現われる代入文を検出するステップ
と、検出された前記プログラム分割対象配列の同一ループイ
ンダクション変数が現われる複数次元のうちのデータ分
割次元の分割方法が同一であるか否かを判定するステッ
プと、前記判定条件が成り立たないとき、ループインデックス
範囲を分割せずに前記逐次ソースプログラムと同じルー
プインデックス範囲をとり、各ループ繰り返し毎に自己
のプロセッサが前記プログラム分割対象配列要素を保持
するか否かを判定する条件文を、各代入文の前に挿入す
るステップと、前記判定条件が成り立つとき、前記データ分割次元の同
一ループインダクション変数のループインデックス範囲
が等しくなるような、前記プログラム分割対象配列の存
在するプロセッサ番号が満たす条件式を求めるステップ
と、前記条件式毎に、前記データ分割次元の同一ループイン
ダクション変数のループインデックス範囲の積集合を求
めるステップとを備えたことを特徴とするプログラム分
割方法。
【請求項３】請求項２記載のプログラム分割方法におい
て、前記条件式を求めるステップは、前記プログラム分割対象配列のデータ分割次元の同一ル
ープインダクション変数のループインデックス範囲が等
しくなるような、各次元のプロセッサ番号が満たす条件
式を求めるステップと、前記条件式を、各次元のプロセッサ番号の差が整数にな
るように場合分けするステップとを備えたことを特徴と
するプログラム分割方法。
【請求項４】請求項３記載のプログラム分割方法におい
て、前記場合分けするステップは、前記条件式の各次元のプロセッサ番号を表わす変数の定
係数の絶対値を１にするために、条件式の両辺を定係数
で割るステップと、前記条件式の定数が整定数でない場合、定数を切り捨て
と切り上げした条件式に場合分けするステップとを備え
たことを特徴とするプログラム分割方法。
【請求項５】請求項２記載のプログラム分割方法におい
て、前記積集合を求めるステップは、前記条件式毎に、前記プログラム分割対象のデータ分割
次元の同一ループインダクション変数のループインデッ
クス範囲に前記条件式を代入するステップと、前記条件式毎に、前記プログラム分割対象のデータ分割
次元の同一ループインダクション変数のループインデッ
クス範囲の積集合を求めるステップと、前記条件式毎に、前記ループインデックス範囲の積集合
と前記逐次ソースプログラムのループインデックス範囲
の積集合を求めるステップとを備えたことを特徴とする
プログラム分割方法。