Распределенное программирование

С. С. Гайсарян, Институт системного программирования РАН

Развитие современной вычислительной аппаратуры характеризуется четко выраженной тенденцией распространения многопроцессорных компьютеров и вычислительных сетей как локальных, так и глобальных. Уже недалеко то время, когда даже персональные компьютеры будут иметь несколько процессоров а самые мощные из них могут даже иметь сетевую архитектуру.

Поэтому в области программного обеспечения вызывают все больший интерес языки и другие инструментальные средства, поддерживающие разработку распределенных программ. При этом можно выделить три уровня распределенного программирования:

распределенное программирование в малом;

распределенное программирование в большом;

распределенные прикладные программные системы.

Распределенное программирование в малом связано с параллельным выполнением операторов одной программы (например, параллельным выполнением циклов). Технология разработки распределенных программ связана с реализацией коммуникационных пакетов, а также языков программирования и библиотек, облегчающих использование таких пакетов. Примерами коммуникационных пакетов могут служить такие широко используемые пакеты как PVM и MPI. Из языков, опирающихся на эти пакеты следует выделить прежде всего HPF/2 (High Performance Fortran, version 2) и язык, разработанный в ИСП РАН, - mpC. Среди многочисленных библиотек наиболее интересны различные алгебраические библиотеки (например, ScalaPack), а также библиотеки, вводящие параллельные конструкции в стандартные языки программирования (одна из таких библиотек DPJ - Data Parallel Java - разрабатывается в ИСП РАН).

Распределенное программирование в большом состоит в разработке распределенных программных систем. В последнее время широко используются объектно-ориентированные технологии разработки таких систем. Наиболее известные такие технологии связаны с системой стандартов OMG (стандарт CORBA).

Распределенные прикладные программные системы предназначены для поддержки коллективных разработок и других видов коллективной деятельности в самых различных областях. В таких системах используются новейшие достижения в области вычислительной техники и коммуникаций. Примером такой системы может служить система POLITeam (GMD-FIT, Германия), основной целью которой является обеспечение оперативной работы правительства Германии, расположенного в двух городах - Берлине и Бонне, в настоящее время имеются в наличии как аппаратные, так и программные средства, позволившие реализовать и успешно эксплуатировать такую систему. С проектом POLITeam связано одно из ведущих научных направлений GMD - "Системы поддержки совместных разработок на основе коммуникации" (Communication and Cooperation Systems). Это одно из интенсивно развивающихся научно-исследовательских и прикладных направлений современной информатики. Широко известны такие системы для организации совместной работы как система Totem, разработанная в Университете г. Санта-Барбара, Калифорния, США, система Transis, разработанная в Университете г. Иерусалима, Израиль, система Horus Корнельского Университета (США) и многие другие. При разработке и реализации перечисленных систем применялись различные подходы, что позволяет разработать их аналитический обзор с целью выбора наиболее дешевого и приемлемого подхода. Это относится и к инструментальным программным средствам, используемым для реализации систем поддержки совместных разработок. Одним из широко известных инструментальных средств, используемых при разработке и реализации таких систем, является пакет Rampart Toolkit, разработанный в AT&T Bell Laboratories, Нью-Джерси, США. Для реализации системы поддержки совместных разработок в рамках проекта POLITeam использовалась другая не менее известная инструментальная система LinkWorks фирмы Digital Equipment Corporation, США.