Трансформация функционально-потоковых параллельных программ в императивные

Функционально-потоковая парадигма параллельного программирования ориентирована на разработку параллельных переносимых программ. Исходный код функционально-потоковых программ транслируется в набор графов, отражающих информационные и управляющие зависимости. Основным способом их исполнения является интерпретация, что не позволяет эффективно выполнять вычисления на реальных параллельных вычислительных системах и ведет к низкой производительности. Для непосредственного выполнения программ на существующих вычислительных системах требуется использование специфических методов оптимизации и трансформации, учитывающих особенности как языка программирования, так и архитектуры исполнителя. В настоящее время наиболее распространенной является архитектура Фон-Неймана, параллельное программирование для которой в большинстве случаев осуществляется с использованием языков, поддерживающих императивный стиль и ориентированных на статическую систему типов. Для различных архитектур параллельных вычислительных систем существуют разнообразные подходы к написанию параллельных программ. Трансформация функционально-потоковых параллельных программ в императивные позволяет сформировать общий каркас из фрагментов императивного кода, непосредственно отображающих последовательные вычисления, который в дальнейшем может быть адаптирован к конкретной параллельной архитектуре. В работе рассматривается подход к выполнению такого типа трансформации, заключающийся в выделении фрагментов функционально-потоковых параллельных программ в качестве шаблонов, заменяемых впоследствии на эквивалентные фрагменты императивных языков. Предлагаемые методы трансформации позволяют порождать программный код, к которому в дальнейшем можно применять различные оптимизирующие преобразования, включая распараллеливание с учетом целевой архитектуры.