Учебное пособие москва мади 2020 ббк 32. 81 В 683 Волосова, А. В. В683

Глава 16. Методы исследования и эквивалентные преобразования 
параллельных алгоритмов и программ
 
16.1.
Информационная структура алгоритмов и программ
 
Развитие 
вычислительной 
техники 
вызывает 
модернизацию 
прикладного программного обеспечения. Как правило, ускорение 
вычислений достигается за счет отображения характерных особенностей 
программ и алгоритмов в аппаратуре. Основных элементы программ —
циклы, ветвления, процедуры и т. п. находят отражение в буферах команд и 
регистрах, кэш
-
памяти, аппаратурной организации стека и т.д. Аппаратные 
решения, касающиеся:
-
кэш
-
памяти, не требуют программной поддержки;
-
виртуальной памяти, требуют динамической поддержки;
-
прямо адресуемых регистров, требуют предварительного 
распределения работы на этапе компиляции после проведения статического 
анализа программ
Очевидна тенденция: характерные особенности вычислений находят 
свое отражение в архитектурных особенностях компьютеров, а 
дополнительные аппаратурные возможности стимулируют развитие новых 
алгоритмов. 
Примером могут служит векторные операции (разновидность 
групповых операций в математике), открытие которых положило начало 
появлению векторных компьютеров. К моменту широкого внедрения 
параллельных вычислительных систем в практику решения больших задач, 
вычислительная математика оказалась без нужных знаний. Таким образом, 
появление вычислительных систем параллельной архитектуры привело к 
развитию численных методов.
Но при несомненных достижениях в вопросах конструирования 
высокопроизводительных параллельных систем технология организации на 
них самих вычислительных процессов остаются на относительно низком 

---

162 
уровне. Например, языки программирования становятся все более 
зависимыми от особенностей архитектур вычислительных систем и 
начинают приобретать черты языков низкого уровня. Например, такие языки, 
как PVM и MPI по существу уже являются коммуникационными автокодами, 
хотя и на макроуровне.