Collective Operations: Formal Framework, Equalities, Efficiency

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... Das Ziel von Projekt COFFEE ist, eine solide formale Basis für kollektive Operationen zu entwickeln, und somit den Weg zu einer mathematisch fundierten, praktisch anwendbaren Methodik des Programmentwurfs mit kollektiven Operationen zu ebnen. Im Projekt wird ein Entwurfs- und Kostenkalkül entwickelt. Damit wird eine methodische Alternative zur bis dato vorherrschenden ad hoc Parallelprogrammierung mit den maschinennahen Kommunikationsprimitiven "Send" und "Receive" zur Verfügung gestellt: Programme mit kollektiven Operationen besitzen eine deutlich übersichtlichere Struktur, und ihre Effizienz ist im Entwurfsprozeß besser vorhersagbar. Da alle führenden Hersteller zur Zeit an den leistungsfähigen Implementierungen kollektiver Operationen intensiv arbeiten, sollen unsere Zielprogramme in puncto Effizienz konkurrenzfähig zu handkodierten Lösungen sein. Die Anwendbarkeit des Ansatzes wird in repräsentativen Fallstudien untersucht, die ein breites Spektrum von Plattformen, Sprachen und Anwendungen abdecken. Wir werden betrachten: 1) Architekturen wie dedizierte Parallelrechner mit verteiltem Speicher und heterogene, WAN-verbundene Parallelsysteme, 2) Programmierumgebungen und Sprachen, sowohl maschinennahe, als auch implizit parallele und skelettbasierte, sowie 3) Anwendungsmethoden wie numerische Methoden und Sortieralgorithmen, und Anwendungsklassen wie verteiltes Data-Mining.