Functional abstraction for programming multi-level architectures : formalisation and implementation
Victor Allombert · 2017
Abstraction fonctionnelle pour la programmation d’architecture multi-niveaux : formalisation et implantation Les architectures parallèles sont de plus en plus présentes dans notre environnement, que ce soit dans les ordinateurs personnels disposant des dizaines d’unités de calculs jusqu’aux super-calculateurs comptant des millions d’unités. Les architectures haute performance modernes sont généralement constituées de grappes de multiprocesseurs, elles même constituées de multi-cœurs, et sont qualifiées d’architecture hiérarchiques. La conception de langages pour de telles architectures est un sujet de recherche actif car il s’agit de simplifier la programmation tout en garantissant l’efficacité des programmes. En effet, écrire des programmes parallèles est, en général, plus complexe tant au point de vue algorithmique qu’au niveau de l’implémentation. Afin de répondre à cette problématique, plusieurs modèles structurés ont été proposés. Le modèle logico-materiel BSP définit une vision structurée pour les architectures parallèles dites plates. Afin d’exploiter les architectures actuelles, une extension adaptée aux architectures hiérarchiques a été proposée : Multi-BSP. Tout en préservant la philosophie BSP, ce modèle garanti efficacité, sécurité d’exécution, passage à l’échelle et prédiction de coût.Cette thèse s’articule donc autour de cette idée et propose de définir Multi-ML, un langage basé sur le modèle logico-materiel Multi-BSP, garantissant les propriétés énoncées ci-dessus. Afin de pouvoir garantir la sécurité d’exécution des programmes Multi-ML, nous proposons une sémantique formelle ainsi qu’un système de type afin d’accepter uniquement des programmes bien formés. De plus, nous proposons une machine abstraite permettant de décrire formellement l’évaluation d’un programme Multi-ML sur une machine Multi-BSP. Une implantation du langage, développé dans le cadre de cette thèse, permet de générer un code exécutable. Il est donc possible d’exécuter, efficacement, des algorithmes Multi-BSP écrits à l’aide de Multi-ML sur diverses machines hiérarchiques