RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Вычислительная математика и информатика» // Архив

Вестн. ЮУрГУ. Сер. Выч. матем. информ., 2021, том 10, выпуск 2, страницы 66–81 (Mi vyurv259)

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



© МИАН, 2024