JPS63148372A - Program conversion device - Google Patents
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- JPS63148372A JPS63148372A JP29478586A JP29478586A JPS63148372A JP S63148372 A JPS63148372 A JP S63148372A JP 29478586 A JP29478586 A JP 29478586A JP 29478586 A JP29478586 A JP 29478586A JP S63148372 A JPS63148372 A JP S63148372A
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Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
- Devices For Executing Special Programs (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は科学技術計算を高速に実施するための並列計算
機におけるプログラム分割装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a program dividing device in a parallel computer for performing scientific and technical calculations at high speed.
排他制御とは並列計算に固有の概念であり記憶装置上の
特定のデータ域のような計算機資源をある時間特定の処
理装置が占有する事を意味する。Exclusive control is a concept unique to parallel computing and means that a specific processing device occupies a computer resource such as a specific data area on a storage device for a certain period of time.
たとえば第３図に示すように内積計算を記憶装置４に接
続されたＮ台の処理装置５，６を用いて並列に行なう場
合に、部分和Ｓに対して排他制御を行なわないと更新の
タイミングにより積の反映が抜は落ちる事のあることは
良く知られている。For example, when calculating the inner product in parallel using N processing devices 5 and 6 connected to the storage device 4 as shown in FIG. 3, if exclusive control is not performed on the partial sum S, the update timing It is well known that the reflection of the product may be affected by the difference.
（Ｇｏｔｔｌｉｅｂ ｅｔｃ、“Ｔｈｅ ＮＹＵ Ｕｌ
ｔｒａｃｏａ＋ｐｕｔｅｒ−Ｄｅｓｉ−ｇｎｉｎｇ ａ
ＭＩＮＤ、 ５ｈａｒｅｄ Ｍｅｍｏｒｙ Ｐａｒａ
ｌｌｅｌ Ｍａｃｈｉｎｅ”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、
Ｃｏｍｐ、 Ｆｅｂ、 １９８３． ｐｐ、１７５−１
８９）一台の処理装置が資源を占有している間、他の処
理装置からの要求は占有が解除されるまで待たされるの
でこれは並列計算の障害となり、アクセス要求の多い特
定資源の排他制御は著しく計算効率を落す恐れがある。(Gottlieb etc., “The NYU Ul.
tracoa+puter-Desi-gning a
MIND, 5hared Memory Para
llel Machine"IEEE Trans,
Comp, Feb. 1983. pp, 175-1
89) While one processing device occupies a resource, requests from other processing devices are forced to wait until the resource is released, which becomes an obstacle to parallel computing, and requires exclusive control of specific resources with many access requests. may significantly reduce computational efficiency.
計算効果の低下を防ぐ従来技術としては、まず前述の文
献にある”Ｆｅｔｃｈ ａｎｄ Ａｄｄ”と呼ばれる方
式が知られている。これは概略第４図に示すように排他
制御回路の階層化によってアクセスの集中を緩和しよう
とするものである。他方、トーナメント加算のようなプ
ログラム技法を用いて排他制御の分散化をはかる技法も
知られており用いられている。これらは概略第５図に示
すように、処理装置ごとに異なる変数５ｉ（Ｓ＝１．ｋ
）を用意してそこで一担部分和をとり、その後に改めて
５１ ｒ・・・ＳＫの和をとって全体の和とする技法で
ある。As a conventional technique for preventing a decrease in calculation efficiency, a method called "Fetch and Add" described in the above-mentioned document is known. This is an attempt to alleviate the concentration of accesses by layering exclusive control circuits, as schematically shown in FIG. On the other hand, techniques for decentralizing exclusive control using programming techniques such as tournament addition are also known and used. These are variables 5i (S=1.k
), take the single part sum, and then take the sum of 51 r...SK again to get the total sum.
上記従来技術のうち、”Ｆｅｃｈ ａｎｄ Ａｄｄ”方
式は回路規模が大きくなり、トーナメント加算のような
プログラム技法に頼る方式ではプログラマに負担が掛る
点に問題があった。Among the above-mentioned conventional techniques, the "Fech and Add" method requires a large circuit scale, and the method relying on programming techniques such as tournament addition has a problem in that it places a burden on the programmer.
本発明の目的はこのような問題点を解決し、大規模な制
御回路を必要とせずかつプログラマに負担が掛らないで
、排他制御を実現しうるプログラム分割装置を提供する
にある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve these problems and provide a program dividing device that can realize exclusive control without requiring a large-scale control circuit or placing a burden on the programmer.
上記の目的は、処理プログラムの内容を解析する事によ
り排他制御変数を検出する手段と、かっアクセスの集中
を防ぐためにその分散化を実現すべく排他制御変数のり
ネーミング（名称変更）を実施する手段とにより達成さ
れる。The above objectives are a means to detect exclusive control variables by analyzing the contents of a processing program, and a means to perform naming (renaming) of exclusive control variables in order to achieve decentralization in order to prevent concentration of accesses. This is achieved by
本プログラム変換装置は、処理プログラムの並列実行部
位を特定し、またその内部での変数、配列の定義・引用
状況を解析する事によって排他制御変数に対し、共有範
囲内の並列構造情報を用いて分散化のためのりネーミン
グの範囲とその方式を確定し、リネーミングを実施する
。リネーミングにより変換されたプログラムを実行すれ
ば、排他制御への過度のアクセス集中が避けられ、原プ
ログラムに対して処理時間を短縮するこができる。This program conversion device specifies the parallel execution parts of the processing program, and analyzes the definition and citation status of variables and arrays within the parts, and uses parallel structure information within the shared range for exclusive control variables. Determine the scope and method of renaming for decentralization and implement renaming. By executing a program converted by renaming, excessive concentration of accesses to exclusive control can be avoided, and processing time can be shortened compared to the original program.
以下、本発明の一実施例を第１図、第２図により説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第２図は本変換装置と他の装置の関係を示す図であり、
処理プログラム１はプログラム変換装置２によって排他
制御変数の分散化されたモディファイド処理プログラム
３に変換され、記憶装置４を共有する複数台の処理装置
５，６によって高速に実行される。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between this conversion device and other devices,
A processing program 1 is converted by a program conversion device 2 into a modified processing program 3 in which exclusive control variables are distributed, and is executed at high speed by a plurality of processing devices 5 and 6 that share a storage device 4.
ここで処理プログラム１は並列性を明示するプログラミ
ング言語を用いて書かれているものとする。すなわち、
行番号（１）に置かれたｐｃａｌｃ以下は、Ｋについて
１からＮまで並列に（２）から（８）までの間の処理を
行なう事を意味し、同様に（３）のｐｃａｌｃはその中
で（４）から（７）までの処理をＪについて１からＮま
で並列に、さらに（４）のｐｃａｌｃは（５）の処理を
１について１からＮまで並列に行なう事を意味する。し
たがって、変数ＳはＫに関する並列処理手続き（２）〜
（８）内ではローカルに参照され共有されないが、Ｊに
関する並列処理手続き（４）〜（６）。Here, it is assumed that the processing program 1 is written using a programming language that explicitly supports parallelism. That is,
pcalc and below placed in line number (1) mean that processes (2) to (8) are performed in parallel for K from 1 to N, and similarly, pcalc in (3) is The processing from (4) to (7) is performed in parallel for J from 1 to N, and the pcalc in (4) means that the processing for (5) is performed in parallel for 1 from 1 to N. Therefore, the variable S is the parallel processing procedure (2) for K ~
Parallel processing procedures (4) to (6) related to J are locally referenced and not shared in (8).
ならびに上に関する並列処理手続き（５）の間では共有
され、排他制御が必要となる。It is shared between the above parallel processing procedure (5) and requires exclusive control.
プログラム変換装置２で変換を受けた処理プログラム１
の出力であるモディファイド処理プログラム３において
は、（５）でのＳが一次元配列Ｔ（Ｊ）にリネームされ
て置きかえられ、それに伴ない（４）の直前にＴ （Ｊ
）の初期化処理が、（６）の直後にＴ （Ｊ）値のＳへ
の加算処理が追加される。このようにすると、Ｓは工に
関する並列手続き（５）中に出現しないのでＪに関する
並列手続き中でのみ共有される事となり排他制御の回数
を原プログラムのＮＸＮ回からＮ回に減らす事ができる
。一方、Ｔ （Ｊ）はＪの並列手続きごとに記憶域がと
られローカルに参照される。Ｔ（Ｊ）は上に関する並列
手続き（５）でのみ共有されるので、各Ｔ （Ｊ）への
排他制御回数はＮ回である。したがってモディファイド
プログラム３では各排他制御変数へのアクセスはいずれ
もＮ回であり、アクセスの集中を原プログラムのＮ分の
１に減らす事ができる。Processing program 1 converted by program conversion device 2
In modified processing program 3, which is the output of
), and the addition process of the T (J) value to S is added immediately after (6). In this way, since S does not appear in the parallel procedure (5) related to engineering, it is shared only in the parallel procedure related to J, and the number of times exclusive control can be reduced from NXN times in the original program to N times. On the other hand, for T (J), a storage area is allocated for each J parallel procedure and is locally referenced. Since T(J) is shared only by the above parallel procedure (5), the number of times exclusive control is applied to each T(J) is N times. Therefore, in the modified program 3, each exclusive control variable is accessed N times, and the concentration of accesses can be reduced to 1/N of that of the original program.
次に第１図を用いて、このようなモディファイド処理プ
ログラムを出力するプログラム変換装置２の構成と動作
を説明する。Next, the configuration and operation of the program conversion device 2 that outputs such a modified processing program will be explained using FIG.
プログラム変換装置２は、並列範囲特定部７゜排他制御
変数検出部８１分散化決定部９、プログラム変換部１０
の４つの部分から成り、各部分はこの順番に動作する。The program converter 2 includes a parallel range specifying section 7, an exclusive control variable detecting section 81, a decentralization determining section 9, and a program converting section 10.
It consists of four parts, each of which operates in this order.
並列範囲特定部門は、入力処理プログラムの並列構造を
解析して、並列範囲管理テーブル１１を作成する。並列
範囲管理テーブル１１の各行は、ネストレベルフィール
ド１４、制御変換フィールド１５、先頭行番号フィール
ド１６、最終行番号フィールド１７より成る。本実施例
で取り上げた第２図の処理プログラムについては、３重
の並列構造を含むので、第１図に示すように並列範囲管
理テーブル１１の内容が決定される。並列構造の解析は
、通常の分節（シラブル）切り出しと、その内容の並列
処理キーワード（“ｐｃａｌｃ”、 ”ｅｎｄ ｐｃ
ａｌｃ”）との比較をとる事によって行なわれる。次の
排他制御変数検出部９は、各並列範囲内の変数の定義（
値の設定）、引用関係を変数参照テーブル１２に記録し
、その情報と並列範囲テーブル１１の内容を比較・対照
する事によって排他制御変数の検出を行ない、さらに共
有範囲を明らかにして、その結果を排他制御リスト１３
に格納する。第１図にはＳに対する変数参照テーブル１
２の内容を示すが、変数参照テーブル１２は、変数名フ
ィールド１８１行番号フィールド１９、引用・定義フィ
ールド２０、継続フィールド２１から成り、図に示すよ
うな内容が設定される。この内容は、先の分節切り出し
結果をあらかじめ作りつけておく変数名一覧と比較する
事により得る事ができる。引用か定義かの判定は、それ
が代入文の右辺に出現するか、左辺に出現するかによっ
て行なう。排他情報リスト１３の各行は、並列範囲フィ
ールド２２、分散フラグフィールド２３より成り、２２
の内容を確定する排他制御変数検出・排他制御範囲解析
処理の手順は以下の通りである。The parallel range identification department analyzes the parallel structure of the input processing program and creates the parallel range management table 11. Each row of the parallel range management table 11 includes a nest level field 14, a control conversion field 15, a first row number field 16, and a last row number field 17. Since the processing program shown in FIG. 2 taken up in this embodiment includes a triple parallel structure, the contents of the parallel range management table 11 are determined as shown in FIG. Parallel structure analysis involves ordinary segment (syllable) extraction and parallel processing keywords (“pcalc”, “end pc”)
The next exclusive control variable detection unit 9 detects the definition of the variable within each parallel range (
value setting), citation relationships are recorded in the variable reference table 12, and by comparing and contrasting that information with the contents of the parallel range table 11, exclusive control variables are detected, and the shared range is clarified, and the results are Exclusive control list 13
Store in. Figure 1 shows variable reference table 1 for S.
2, the variable reference table 12 consists of a variable name field 181, a line number field 19, a quotation/definition field 20, and a continuation field 21, and the contents as shown in the figure are set. This content can be obtained by comparing the previous segment extraction results with a list of variable names prepared in advance. Whether it is a quotation or a definition is determined by whether it appears on the right or left side of the assignment statement. Each row of the exclusive information list 13 consists of a parallel range field 22 and a distribution flag field 23.
The procedure for exclusive control variable detection and exclusive control range analysis processing to determine the contents of is as follows.
並列範囲テーブル１１に記載された各々の行範囲での変
数の定義引用関係を調べ、その範囲で■引用の先行する
唯一回の引用と定義、■引用と定義の間には加減算のみ
が含まれる、の２条件が満たされる時排他制御変数と認
識して排他情報リストに登録する。本例題では、まず１
１の第１行にあるＫに関する並列化範囲での定義・引用
状況を１２により調べる。この範囲でＳは２ケ所の引用
と２ケ所の定義を含み、かつ定義が引用に先行するので
排他制御変数には当らないと判断する。次いで、１１の
第２行にあるＪに関する並列化範囲での定義引用状況を
調べると先に述べた２つの条件の満たされている事が判
るのでこの情報を排他情報リスト１３に登録する。すな
わち、並列範囲フィールド２２には並列範囲管理テーブ
ル１１の対応する行番号を格納する。最後に１１の第３
行にある工に関する並列化範囲で同様な判定を行なうと
同じく排他制御変数の条件が満たされる事がわかるので
同様に排他情報リストに登録する。Examine the definition/quote relationship of variables in each line range listed in the parallel range table 11, and in that range: ■ The only preceding quotation and definition; ■ Only addition and subtraction between the quotation and the definition. When the following two conditions are satisfied, it is recognized as an exclusive control variable and registered in the exclusive information list. In this example, first 1
The definition and citation status of K in the first line of 1 in the parallelization range is checked using 12. In this range, S includes two quotations and two definitions, and since the definition precedes the quotation, it is determined that S does not correspond to an exclusive control variable. Next, when checking the definition citation status in the parallelization range regarding J in the second line of 11, it is found that the two conditions mentioned above are satisfied, so this information is registered in the exclusive information list 13. That is, the parallel range field 22 stores the corresponding row number of the parallel range management table 11. Finally the 3rd of 11
If a similar judgment is made for the parallelization range related to the work in the row, it will be found that the conditions of the exclusive control variable are also satisfied, so it will be registered in the exclusive information list in the same way.
次の分散化決定部９では、排他情報リスト１３と並列範
囲管理テーブル１１の内容に基づいて分散化をはかる排
他制御変数とその範囲を決定し、その結果を排他情報リ
スト１３の分散フラグフィールド２３にセットする。単
一の排他制御変数に対してネストする２つ以上の並列範
囲が存在する時、最外側以外の各々の範囲を分散化の対
象として選択する。本例題では、排他情報リストに登録
された２つの行の内容が、並列範囲管理テーブルの内容
からネストしていると判定されるので、内側すなわちＩ
に関する並列範囲を分散化の対象とし、分散フラグフィ
ールド２３にフラグを立てる。Next, the distribution determining unit 9 determines the exclusive control variable and its range to be distributed based on the contents of the exclusive information list 13 and the parallel range management table 11, and sends the result to the distribution flag field 2 of the exclusive information list 13. Set to . When there are two or more parallel ranges nested for a single exclusive control variable, each range other than the outermost range is selected as a target for distribution. In this example, the contents of the two rows registered in the exclusive information list are determined to be nested based on the contents of the parallel range management table, so
The parallel range related to the above is set as a target for distribution, and a flag is set in the distribution flag field 23.
最後のプログラム変換部１０では、２３に置かれた分散
化決定情報と並列範囲管理テーブル１１、変数参照テー
ブル１２の内容を用いて変数のりネーミングを実施し、
モディファイド処理プログラム３を出力する。リネーミ
ングの手順は次のとおりである。まず排他情報リネーミ
ングの手順は次のとおりである。まず排他情報リストの
分散化指示フラグの立った行（すなわち工に関する並列
範囲）内の変数Ｓは出現部を分散化された変数名Ｔ（Ｊ
）で置きかえる。この名称Ｔは任意に決める。The final program conversion unit 10 performs variable naming using the decentralization decision information placed in 23, the contents of the parallel range management table 11, and the variable reference table 12,
Output the modified processing program 3. The renaming procedure is as follows. First, the procedure for exclusive information renaming is as follows. First, the variable S in the line with the decentralization instruction flag of the exclusive information list (that is, the parallel range related to engineering) is the decentralized variable name T (J
). This name T is arbitrarily determined.
Ｊは、並列範囲管理テーブル１１のフィールド３（ネス
トレベル）とフィールド１６．１７（範囲情報）に基づ
いて、分散化を行なった範囲の１つ外側の並列範囲が２
行目に登録されたものである事を検知し、フィールド１
５に格納された制御変数名称がＪである事により決定す
る。変数名の置きかえに引き続いて、分散化並列範囲の
直前にＴ（Ｊ）の初期化指示Ｔ （Ｊ）＝０．０を挿入
する。J is based on field 3 (nesting level) and field 16.17 (range information) of the parallel range management table 11, and the parallel range one outside the distributed range is 2.
It is detected that it is registered in the row 1, and the field 1 is registered.
This is determined because the control variable name stored in 5 is J. Following the replacement of variable names, an initialization instruction T (J)=0.0 for T(J) is inserted immediately before the distributed parallel range.
また分散化並列範囲の直後に、 Ｔ （Ｊ）の外側の排
他制御変数（この場合はＳ）への加算指示Ｓ＝Ｓ＋Ｔ
（Ｊ）を挿入する。以上に述べた構成と動作により、プ
ログラム変換装置はモディファイド処理プログラム３を
作成し出力する。Immediately after the distributed parallel range, an addition instruction S=S+T to the exclusive control variable (S in this case) outside T (J) is issued.
Insert (J). With the configuration and operation described above, the program conversion device creates and outputs the modified processing program 3.
本例題では排他制御が１つでかつ排他制御を必要とする
並列範囲が２重の場合のみを取り上げたが、２つ以上の
排他制御変数を含む場合あるいは３重以上の並列範囲を
有する場合も同一の構成で分散化をはかる事ができる。In this example, only the case where there is one exclusive control and there are two parallel ranges that require exclusive control, but it may also be the case that there are two or more exclusive control variables or three or more parallel ranges. Decentralization can be achieved with the same configuration.
また、１重の並列範囲に対しては、まずそれを二重化す
る処理を追加する事で分散化を実現できる。Furthermore, for a single parallel range, distribution can be achieved by first adding processing to duplicate it.
本発明によれば、人手を掛ける事なしに排他制御変数の
分散がはかれるので、ハードウェアや工数の増大なしに
並列処理のネックとなっている排他制御による性能低下
を容易に防止する事ができる。According to the present invention, exclusive control variables can be distributed without any manual effort, so performance degradation due to exclusive control, which is a bottleneck in parallel processing, can be easily prevented without increasing hardware or man-hours. .
第１図は本発明によるプログラム変換装置の構成と動作
を示す図、第２図は本発明プログラム変換装置が適用さ
れるシステムの全体構成図、第３図は排他制御の必要性
を示す概念図、第４図は排他制御の階層化を示す図、第
５図は排他制御変数の分散化を示す図である。
〔符号の説明〕
１・・・処理プログラム、２・・・プログラム変換装置
。
３・・・モディファイド処理プログラム、４・・・記憶
装置、５・・・処理装置１，６・・・処理装置Ｎ、９・
・・分散化決定部、１０・・・プログラム変換部、１１
・・・並列範囲管理テーブル、１２・・・変数参照テー
ブル。
１３・・・排他情報リスト、１４・・・ネストレベルフ
ィールド、１５・・・制御変数フィールド、１６・・・
先頭行番号フィールド、１７・・・最終行番号フィール
ド。
１８・・・変数名フィールド、１９・・・行番号フィー
ルド、２０・・・引用・定義フィールド、２１・・・継
続フィールド、２２・・・並列範囲フィールド、２３・
・・分散フラグフィールド。
第１門
’４ｚ目FIG. 1 is a diagram showing the configuration and operation of a program conversion device according to the present invention, FIG. 2 is an overall configuration diagram of a system to which the program conversion device of the present invention is applied, and FIG. 3 is a conceptual diagram showing the necessity of exclusive control. , FIG. 4 is a diagram showing hierarchization of exclusive control, and FIG. 5 is a diagram showing distribution of exclusive control variables. [Explanation of symbols] 1... Processing program, 2... Program conversion device. 3... Modified processing program, 4... Storage device, 5... Processing device 1, 6... Processing device N, 9...
... Decentralization determining section, 10... Program converting section, 11
...Parallel range management table, 12...Variable reference table. 13... Exclusive information list, 14... Nest level field, 15... Control variable field, 16...
First line number field, 17...Last line number field. 18...Variable name field, 19...Line number field, 20...Citation/definition field, 21...Continuation field, 22...Parallel range field, 23.
...Dispersion flag field. Gate 1'4zth
Claims (1)
プログラムを並列的に処理する情報処理システムにおい
て、処理プログラムを解析することにより並列実行部門
で共有されかつ排他的に記憶装置へのアクセス制御がな
されるべき排他制御変数とその共有化範囲を認識する手
段と、共有化範囲の並列構造を解析して排他制御変数の
分散化方式を決定し、その結果を用いて、排他制御の分
散化のために、処理プログラムの排他制御変数の名称を
一部分変更する手段を有することを特徴とするプログラ
ム変換装置。1. In an information processing system that has a group of parallel devices that share a storage device and processes multiple processing programs in parallel, by analyzing the processing program, it is possible to identify the information that is shared by the parallel execution department and exclusive to the storage device. A method for recognizing exclusive control variables that should be access-controlled and their sharing range, and a method for distributing exclusive control variables by analyzing the parallel structure of the sharing range, and using the results, A program conversion device comprising means for partially changing names of exclusive control variables of a processing program for the purpose of decentralization.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29478586A JPS63148372A (en) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | Program conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29478586A JPS63148372A (en) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | Program conversion device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63148372A true JPS63148372A (en) | 1988-06-21 |
| JPH0439704B2 JPH0439704B2 (en) | 1992-06-30 |
Family
ID=17812249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29478586A Granted JPS63148372A (en) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | Program conversion device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63148372A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002244646A (en) * | 2000-10-10 | 2002-08-30 | Sony Computer Entertainment Inc | System and method for data processing, computer program, and recording medium |
| JP2008500633A (en) * | 2004-06-03 | 2008-01-10 | インテル・コーポレーション | Thread synchronization method and apparatus in managed runtime environment |
| JP2008501199A (en) * | 2004-06-28 | 2008-01-17 | インテル・コーポレーション | Thread synchronization based on lock sizing method and lock sizing device in managed runtime environment |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP29478586A patent/JPS63148372A/en active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0439704B2 (en) | 1992-06-30 |
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