Расширение возможностей исследования ресурса параллелизма численных алгоритмов с помощью программной $Q$-системы
В. Н. Алеева,
П. С. Зотова,
Д. С. Склезнев Южно-Уральский государственный университет (454080 Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, д. 76)
Аннотация:
Программная
$Q$-система предназначена для исследования ресурса параллелизма численных алгоритмов. С помощью
$Q$-системы можно вычислить ресурс параллелизма любого численного алгоритма, а также найти алгоритм с лучшим ресурсом параллелизма из множества алгоритмов, решающих алгоритмическую проблему. Теоретической основой
$Q$-системы является концепция
$Q$-детерминанта, где
$Q$ – множество операций, используемых алгоритмом. Любой численный алгоритм имеет
$Q$-детерминант и может быть представлен в форме
$Q$-детерминанта. Такое представление является универсальным описанием численных алгоритмов.
$Q$-детерминант состоит из
$Q$-термов. Их число равно числу выходных данных алгоритма. Каждый
$Q$-терм описывает все возможные способы вычисления одного из выходных данных на основе входных данных.
$Q$-детерминант делает алгоритм понятным с точки зрения структуры и реализации.
$Q$-система может быть использована для повышения эффективности параллельных вычислений. В статье описаны новые возможности
$Q$-системы. Новая функциональность позволяет использовать классификацию алгоритмов при их исследовании. Также новая функциональность дает возможность вычислять функции для аппроксимации высоты и ширины алгоритмов более точно и создавать их графическое представление. В результате интерфейс пользователя
$Q$-системы стал более удобным, появилось больше возможностей для исследования ресурса параллелизма алгоритмов.
Ключевые слова:
$Q$-детерминант алгоритма, представление алгоритма в форме $Q$-детерминанта, $Q$-эффективная реализация алгоритма, высота алгоритма, ширина алгоритма, ресурс параллелизма алгоритма, программная $Q$-система.
УДК:
004.021, 004.032.24, 004.051, 004.272
Поступила в редакцию: 16.03.2021
DOI:
10.14529/cmse210205