SHF: Small: Collaborative Research: Synchronicity: A Framework for Synthesizing Concurrent Software from Sequential and Cooperative Specifications
SHF:小型:协作研究:同步性:根据顺序和协作规范合成并发软件的框架
基本信息
- 批准号:1813133
- 负责人:
- 金额:$ 30万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-10-01 至 2021-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The nation's computing infrastructure utilizes multicore processors and multiprocessor hardware across the entire spectrum of systems from small mobile devices to huge data centers. These systems offer increased performance and scaling over single-processor systems, but at a significant cost: writing correct concurrent software is notoriously challenging. Programmers must take extreme care to orchestrate synchronization between concurrently running threads to avoid unintended interference while simultaneously eliminating synchronization whenever possible to avoid performance bottlenecks. To address this challenge, this project develops the Synchronicity tool to automatically synthesize high-performance concurrent software from simple specifications of the desired behavior. This research has the potential to reduce the costs of developing computing infrastructure, by eliminating the costly process of manually writing, testing, and reasoning about concurrent code, and it may reduce the hardware resources and energy required to meet computing needs. Synchronicity starts with an initial programmer-provided description of a software component suitable execution on a single thread. It then uses counterexample-guided inductive synthesis to search for thread-safe concurrent components conforming to that specification. Synchronicity verifies thread safety using an extended form of Lipton's theory of reduction. Multiple thread-safe concurrent solutions may be found, and Synchronicity automatically ranks according to their performance on a programmer-supplied workload. The project is committed to increasing access to science education for all students, including women, under-represented groups, and first-generation college students. The investigators include students from these groups in this research, at both the undergraduate and graduate level.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
美国的计算基础设施在从小型移动设备到大型数据中心的整个系统范围内使用多核处理器和多处理器硬件。这些系统提供了比单处理器系统更高的性能和可扩展性,但代价很大:编写正确的并发软件是出了名的具有挑战性。程序员必须非常小心地编排并发运行的线程之间的同步,以避免意外的干扰,同时尽可能消除同步,以避免性能瓶颈。为了解决这个挑战,这个项目开发了Synchronicity工具,从期望行为的简单规范中自动合成高性能并发软件。通过消除手工编写、测试和推理并发代码的昂贵过程,这项研究有可能降低开发计算基础设施的成本,并且它可能减少满足计算需求所需的硬件资源和能源。同步性从程序员提供的软件组件的初始描述开始,该组件适合在单个线程上执行。然后,它使用反例引导的归纳综合来搜索符合该规范的线程安全并发组件。同步性使用利普顿约简理论的扩展形式验证线程安全性。可能会找到多个线程安全的并发解决方案,并且Synchronicity会根据它们在程序员提供的工作负载上的性能自动排序。该项目致力于增加所有学生接受科学教育的机会,包括女性、代表性不足的群体和第一代大学生。在这项研究中,调查人员包括来自这些群体的本科生和研究生。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The anchor verifier for blocking and non-blocking concurrent software
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- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:C. Flanagan;Stephen N. Freund
- 通讯作者:C. Flanagan;Stephen N. Freund
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- 作者:
Cormac Flanagan;Barbara König - 通讯作者:
Barbara König
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