Massiv parallele Programmierung mit dem Parallaxis-Modell

1. Einleitung.- 2. Anforderungen und Ziele.- 3. Parallele Programmierung.- 3.1 Parallele Rechnerarchitekturen.- 3.2 Parallele Operationen.- 3.3 Parallelverarbeitung in bestehenden Programmiersprachen.- 4. Sprachkonzepte.- 4.1 Datenelemente und Deklarationen.- 4.2 Spezifikation der parallelen Verbindungsstruktur.- 4.3 Paralleler Datenaustausch.- 4.4 Parallele Verarbeitung.- 4.5 Prozeduren und Funktionen.- 5. Spezifikation der Rechnerarchitektur.- 5.1 Das parallele Maschinenmodell.- 5.2 Spezifikationskonstrukte der Netzwerkstruktur.- 5.3 Definitions- und Wertebereiche von Transfer-Funktionen.- 5.4 Strukturierte Transfer-Funktionen.- 5.5 Komplexe Verbindungsstrukturen.- 5.6 Semantische Prüfung von Topologien.- 5.7 Erweiterungen der Spezifikation.- 6. Konzepte der Parallelverarbeitung.- 6.1 Paralleler Anweisungsblock.- 6.2 Kollektiver Datenaustausch.- 6.3 Mehrstufiger Datenaustausch.- 6.4 Datenreduktion.- 6.5 Parallelverarbeitung am Beispiel einer Ring-Topologie.- 6.6 Propagate Splitting.- 7. Kommunikationskonzepte.- 7.1 Datenaustausch zwischen Prozessoren im Netzwerk.- 7.2 Datenübermittlung von und zur zentralen Steuerung.- 7.3 Ein-/Ausgabe-Operationen des Steuerrechners.- 8. Parallele Semantik.- 8.1 Das Modell der Parallelverarbeitung.- 8.2 Darstellung einer formalen parallelen Semantik.- 8.3 Beweis-Regeln.- 8.4 Bestimmung von Vorbedingungen.- 9. Datenstrukturen und Datentypen.- 9.1 Deklaration von Variablen.- 9.2 Konstanten.- 9.3 Erweitertes Datentypkonzept.- 9.4 Vordefinierte Einheiten.- 9.5 Definition von neuen Einheiten-Systemen.- 9.6 Regeln beim Rechnen mit Einheiten.- 9.7 Verwandte Arbeiten.- 10. Implementierung des Parallaxis-Systems.- 10.1 Definition der Schnittstelle.- 10.2 Definition der parallelen Zwischensprache.- 10.3 Der Compiler.- 10.4 Der Simulator.-10.5 Graphische Darstellung der Netzwerk-Topologie.- 10.6 Debugging-Hilfen.- 11. Systolische Programmierung mit Parallaxis.- 11.1 Parallele Matrix-Multiplikation.- 11.2 Beziehung zwischen systolischen Arrays und dem Parallaxis-Modell.- 12. Anwendungen des parallelen Modells.- 12.1 Parallele Bilderzeugung.- 12.2 Parallele Bildverarbeitung.- 12.3 Implementierung von Neuronalen Netzen.- 12.4 Realisierung schneller kinematischer Systeme in der Robotik.- 13. Einbindung in parallele Rechnerarchitekturen ..- 13.1 Anpassung an eine Parallel-Architektur.- 13.2 Geeignete Rechnerarchitekturen.- 13.3 Theoretische Leistungswerte.- 14. Analyse der Konzepte im Vergleich mit verwandten Arbeiten.- 14.1 Connection Machine Lisp.- 14.2 *Lisp.- 14.3 Concurrent Prolog, Parlog und Guarded Horn Clauses.- 14.4 Modula-P, Concurrent Pascal und Ada.- 14.5 Occam.- 14.6 Vector C und PASM Parallel C.- 14.7 Refined C und Refined Fortran.- 14.8 C*.- 15. Ausblick.- A. Syntax der Programmiersprache Parallaxis.- B. Syntax der Zwischensprache PARZ.- C. Programme.- C. 1 Bestimmen des größten Elements einer Matrix.- C.1.1 Lösungsstrategie.- C.1.2 Parallaxis Programm.- C.1.3 PARZ Programm.- C.1.4 Ausführung.- C.2 Parallele Bildrotation durch rekursive Verschiebungen.- C.3 Parallele Primzahlenerzeugung.- C.4 Linear-Paralleles Sortieren.- D. Literatur.