Ббк 32. 973-018 г рецензент канд физ мат наук, Ф. А. Мурзин

Высокопроизводительное программирование.

Рассмотрим один из известных ЯП – функциональный язык параллельного программирования SISAL.
Название языка расшифровывается как «Streams and Iterations in a Single Assignment Language», сам он представляет собой дальнейшее развития языка VAL, известного в середине 70-х годов. Среди целей разработки языка SISAL следует отметить наиболее характерные, связанные с функциональным стилем программирования:

• 
  создание универсального функционального языка;
  
• 
  разработка техники оптимизации для высокоэффективных параллельных программ;
  
• 
  достижение эффективности исполнения, сравнимой с императивными языками типа Fortran и C;
  
• 
  внедрение функционального стиля программирования для больших научных программ.
  

Эти цели создателей языка SISAL подтверждают, что функциональные языки способствуют разработке корректных параллельных программ. Одна из причин заключается в том, что функциональные программы свободны от побочных эффектов и ошибок, зависящих от реального времени. Это существенно снижает сложность отладки. Результаты переносимы на разные архитектуры, операционные системы или инструментальное окружение. В отличие от императивных языков, функциональные языки уменьшают нагрузку на кодирование, в них проще анализировать информационные потоки и схемы управления. Легко создать функциональную программу, которая безусловно является параллельной, если ее можно писать, освободившись от большинства сложностей параллельного программирования, связанных с выражением частичных отношений порядка между отдельными операциями уровня аппаратуры. Пользователь языка SISAL получает возможность сконцентрироваться на конструировании алгоритмов и раз работке программ в терминах крупноблочных и регулярно организованных
построений, опираясь на естественный параллелизм уровня постановки задачи.
Параллельное программирование на языке Sisal опирается на парадигму функционального программирования. Но замысел языка нацелен на создание конкуренции вечно живому языку Fortran и, кроме того, в качестве базового языка был использован язык VAL, в свою очередь многое унаследовавший от языка Pascal. От языка Fortran унаследован ряд идей по обработке и представлению векторов.
Система вычислений в языке Sisal использует понятие
«мультизначение», позволяющее подобно языку APL распространять скалярные действия на данные любой структуры, а их обработку осуществлять на многопроцессорных конфигурациях. Работа с именованной памятью (Name-oriented) освобождена от проблем с побочными эффектами с помощью локализации участков с однократными присваиваниями – SSA-форм, что делает программы удобными для преобразований, оптимизации и компиляции, включая распараллеливание и масштабирование. Отображение значений при информационной обработке рассматривается как исполняемое на многопроцессорных конфигурациях. Результаты отображения могут повергнуться свертке или фильтрации. Формирование конфигурации управляется представлением пространства итераций и учетом зависимостей между одноуровневыми итерациями. Программа строится из участков с однократными присваиваниями, что упрощает технику оптимизационных и распараллеливающих оптимизаций.
Основное продвижение по технике программирования – развитие структуры циклов для их реализации на параллельных архитектурах. Введено понятие «пространство итераций» и предложена специальная конструкция для фильтрации мультизначений, получаемых при совмещенном исполнении итераций и участков повторяемости.
Основные виды команд:

• 
  обработка потоков (очередь =стек= список);
  
• 
  контроль однократности присваиваний (SSA-формы);
  
• 
  дополнение цикла участком «returns» для оформления значения распараллеленного цикла;
  
• 
  формирование пространство итераций;
  
• 
  канальный обмен между итерациями;
  
• 
  операции по упаковке, свѐртке или фильтрации серийных значений.