[發明專利]用于可執行對象的編譯系統

在審

• 申請號: 201280076139.3
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN104662511A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: G.S.斯奈德
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司;有限責任合伙企業
• 主分類號: G06F9/06
• 分類號: G06F9/06;G06F9/38;G06F9/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 呂傳奇;馬永利

背景技術

并行計算是其中同時地執行多個計算的計算方法學。例如，包括多核處理器的計算系統能夠同時地在每個核上執行計算以實施并行計算。作為特定示例，圖形處理單元(GPU)能夠被提供或者配置成同時地執行多個計算。作為另一示例，彼此通信的一組計算系統能夠通過同時地執行計算來協作地執行并行計算。這樣成組的計算系統常常被稱為分布式計算系統或環境。

并行計算方法學能夠顯著地減少執行計算任務所需要的時間。然而，適當地對應用編程以便并行處理避免競爭條件、死鎖以及邏輯錯誤可能是困難的。此外，使應用和這樣的應用內的錯誤的驗證、復制以及調試復雜化的許多并行計算方法學是非確定的。

附圖說明

圖1是根據實施方式的包括編譯系統的過程流程的圖示。

圖2是根據實施方式的編譯系統的示意框圖。

圖3是根據實施方式的編譯過程的流程圖。

圖4是根據實施方式的應用的描述的圖示。

圖5是根據實施方式的可執行對象和在可執行對象之中的狀態路徑的圖的圖示。

圖6是根據實施方式的在編譯系統處生成的可執行對象的圖示。

圖7是根據實施方式的由可執行對象實施的過程的流程圖。

圖8是根據實施方式的托管在計算系統處的編譯系統的示意框圖。

具體實施方式

盡管存在各種編程方法學和框架用于實施并行計算，但是實現或者實施并行計算的系統通常難以編程并且難以驗證。并行計算的普通方法包括在以編程方式定義的執行點處引用普通信號量或相互排斥(或互斥)對象來防止對特定資源(例如，存儲器或硬件設備)的同時訪問的同時地執行的線程(或輕量進程或甚至標準進程)的使用、消息傳遞接口(MPI)以及角色編程模型。

基于同時地執行的線程的并行計算是易出錯的，因為程序設計員指定線程未被允許同時地執行所在的執行點。常常，模糊編程錯誤能夠導致競爭條件和死鎖。此外，因為線程大多數時間同時地執行，所以應用(由線程實施)的執行每當它由于非確定線程調度而運行時不同，這使運行時錯誤的檢測復雜化。此外，運行時錯誤可能難以調試，因為調試器與應用的交互改變應用的執行，這能夠防止諸如競爭條件和死鎖之類的錯誤在測試期間發生。附加地，在分布式計算環境中，常常需要共享存儲器基礎設施以支持基于線程的并行計算方法學并且對于大應用可能難以定標。

MPI允許跨越通信鏈路(例如，分布式計算環境)分布的進程通過交換消息進行通信。然而，與基于線程的并行計算方法學類似，MPI通常依靠獨立的分布式進程來執行并行計算。因為這些進程獨立地執行，所以應用(由進程實施)的執行每當它由于進程的非確定調度而運行時不同，這可能使運行時錯誤混淆。附加地，當應用被編程時在進程與用于共享數據的機制之間共享的任何數據被描述或者指定。也就是說，應用開發者指定應用的消息傳遞點。結果，能夠通過應用開發者引入模糊編程錯誤。此外，依靠MPI的調試應用可能是困難的，因為調試器與應用的交互改變應用的執行，這能夠防止諸如競爭條件和死鎖之類的錯誤在測試期間發生。

類似地，角色模型通常依靠同時獨立的進程來執行同時計算。在角色模型中，進程(或角色)不共享存儲器。盡管角色模型的這個特征消除了上面所討論的基于線程的并行計算的一些困難，但是角色遭受上面所討論的基于線程的并行計算和MPI的相同的非確定運行時間和調試特性。

本文中所公開的實施方式實施為在運行時間確定的、可重復的、可伸縮的并且能夠容易地被調試的并行計算方法學。此外，應用開發者在對應用進行編程時不必指定同步機制(例如，信號量、互斥對象或消息傳遞點)。相反，例如，本文中所討論的系統和方法識別應用的描述內的狀態路徑(例如，數據或狀態在對象之間的交換)，并且生成同步地并行執行以通過根據狀態路徑交換數據并且對這樣的數據執行操作來實施應用的一組可執行對象。