Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation
tierte Programmiermodell entwickelt, mit denen Parallelität auf hoher Abstraktionsebene
ausgedrückt werden kann. Der Prototyp ist XJava, eine Erweiterung von Java.
Aufgabenparallelität, Master/Worker oder Fließbänder können so einfach und effizient
implementiert werden. Der Übersetzer extrahiert dabei Kontextwissen, um das Programm
mit Hilfe von Heuristiken an eine bestimmte Zielplattform anzupassen und performant auszuführen.
Aus Sicht des Programmierers wird der Programmcode kürzer, verständlicher
und damit weniger fehleranfällig. Der Aufwand für Performanzoptimierung wird zugleich
deutlich reduziert; die erreichte Performanz liegt im Mittel nah am experimentell bestimmten
Optimum.
Studie zur werkzeugunterstützten Parallelisierung von sequentiellem
Quellcode
(K. Molitorisz)
Im Rahmen des Workshops „Verlässliche Software für kritische Infrastrukturen“ wurde die
Parallelisierbarkeit von sequentiellem Quellcode für moderne, parallele Plattformen untersucht.
Insbesondere sind dabei Abhängigkeiten im Kontroll- und Datenfluss zu untersuchen.
Bei dieser Studie stand im Vordergrund, stark kohärente Datenabhängigkeiten auf
Parallelisierbarkeit zu untersuchen. Ein automatischer Löser für das Erfüllbarkeitsproblem
(SAT-Löser) diente als Anwendungsbeispiel. Im Rahmen dieser Arbeit wurden mit der
Parallelisierung des Algortithmus sowie der parallelen Ausführung unterschiedlicher
Instanzen zwei unterschiedliche Herangehensweisen verglichen und die für dieses spezielle
Problem angemessener Parallelisierungsstrategie evaluiert.
Dieses Wissen soll im Laufe des Jahres 2010 dazu genutzt werden, den
Softwareingenieur bei der Überführung sequentiellen in parallelen Code durch heuristisch
vorbestimmte Entwurfsmuster zu unterstützen.
Fallstudien zur Parallelisierung
(V. Pankratius, F. Otto)
Im Jahr 2009 wurden drei umfangreiche Fallstudien durchgeführt. Mehrere Teams nahmen
an einer Studie teil, die das Transactional Memory-Programmiermodell mit dem sperrenbasierten
Programmiermodell im Rahmen eines Projekts zur Desktop-Suche verglichen hat.
Erste Ergebnisse zeigen, dass trotz der Vorurteile in der Literatur die Performanz von
Transactional Memory für eine realistische Anwendung nicht schlechter sein muss und je
nach Entwurfsentscheidung sogar besser sein kann als beim reinen Programmieren mit
Sperren. Darüber hinaus wurde in einer Kooperation mit SAP der Routenplaner in der SAP
Business Suite erfolgreich parallelisiert. Eine Diplomarbeit konnte für reale
Kundenszenarien eine fast 24-fache Beschleunigung auf einem 24-Kern Rechner erreichen
und wurde mit dem Objektforum Förderpreis prämiert. In Zusammenarbeit mit der Firma
Agilent konnte gezeigt werden, dass industrielle Signalverarbeitungsalgorithmen erfolgreich
auf Grafikkarten parallelisiert werden können, der Programmieraufwand dafür jedoch
noch beträchtlich ist. Eine weitere umfangreiche Fallstudie wurde mit XJava für mehrere
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