لغة برمجة جديدة لأجهزة الكمبيوتر عالية الأداء

العملاق
يمكن أن توفر لغة موتر جديدة تم تطويرها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مع تحسينات تم التحقق منها رسميًا فوائد للحوسبة عالية الأداء.

يحتاج المرء إلى حوسبة عالية الأداء عندما يتعين عليه التنقل عبر أجزاء ضخمة من البيانات والقيام بذلك بسرعة معقولة.

خلاف ذلك ، يمكن أن تستغرق المعاملات وقتًا سخيفًا. هذه هي معالجة الصور أو تطبيقات التعلم العميق المختلفة على الشبكات المعقدة.

من المعتقد على نطاق واسع أن هناك علاقة حتمية بين السرعة والموثوقية عند إجراء مثل هذه العمليات.

وفقًا لهذا الرأي ، إذا كانت السرعة هي الأولوية الأولى ، فمن المحتمل أن تتأثر الموثوقية ، والعكس صحيح.

ومع ذلك ، فإن فريق بحثي مقره بشكل أساسي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يشكك في هذا المفهوم ، مدعيا أنه يمكنك بالفعل الحصول على كل شيء.

توف
لغات البرمجة

 

لغات البرمجة الجديدة

قالت أماندا ليو ، طالبة الدكتوراة في السنة الثانية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) لعلوم الكمبيوتر ومختبر الذكاء الاصطناعي (CSAIL) ، "السرعة والدقة ليست مضطرة للتنافس" ، بلغة البرمجة الجديدة التي كتبها خصيصًا للحوسبة عالية الأداء. بدلاً من ذلك ، يمكنهم العمل جنبًا إلى جنب في البرامج التي نكتبها ".

جيلبرت لويس بيرنشتاين من جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، مساعد. دكتور. آدم شليبالا وأسوك. دكتور. قدموا "لغة التنسور" (ATL) ، التي طوروها مع جوناثان راجان كيلي.

تم ذكر Tensors أيضًا في العرض التقديمي. الموترات هي أيضًا تعميمات للمتجهات والمصفوفات.

المتجهات هي كائنات أحادية البعد (عادة ما يشار إليها بأسهم فردية) والمصفوفات عبارة عن مصفوفات ثنائية الأبعاد مألوفة للأرقام ، في حين أن الموترات عبارة عن مصفوفات ذات أبعاد n يمكن أن تتخذ شكل مصفوفة 3x3x3 أو أعلى على سبيل المثال.

الغرض الكامل من خوارزمية الكمبيوتر أو البرنامج هو بدء عملية حسابية معينة.

ولكن يمكن أن يكون هناك العديد من الطرق المختلفة لكتابة برنامج وأيضًا كتابته بشكل أسرع من غيره.

يوضح أن المنطق الأساسي وراء ATL هو هذا:

بالنظر إلى الحوسبة عالية الأداء كثيفة الاستخدام للموارد ، فأنت تريد أن تكون قادرًا على تعديل البرامج أو إعادة كتابتها على النحو الأمثل لتسريع الأمور.

يبدأ المرء عادةً ببرنامج يسهل كتابته ، لكنه قد لا يكون أسرع طريقة لتشغيله ، لذلك لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من الضبط ".

كمثال ، افترض أن الصورة ممثلة بسلسلة من 100 × 100 رقم ، كل منها يتوافق مع بكسل ، وتريد الحصول على قيمة متوسطة لهذه الأرقام.

سيكون قادرًا على القيام بذلك في عملية حسابية من خطوتين عن طريق تحديد متوسط ​​كل صف أولاً ثم حساب متوسط ​​كل عمود.

ATL هو برنامج مع مجموعة أدوات مقترنة يسميها علماء الكمبيوتر "إطار العمل" الذي يمكن أن يوضح كيف يمكن تحويل هذه العملية المكونة من خطوتين إلى عملية أسرع من خطوة واحدة.

يقول ليو: "باستخدام شيء يسمى مساعد التدقيق ، يمكننا ضمان صحة هذا التحسين".

لتحقيق هذه الغاية ، تعتمد لغة الفريق الجديدة على Coq ، وهي لغة حالية تتضمن مساعد إثبات.

من ناحية أخرى ، يتمتع مساعد الإثبات بقدرة متأصلة على إثبات ادعاءاته بيقين رياضي.

تتمتع Coq بميزة فريدة أخرى تجعلها جذابة للمجموعة القائمة على معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. دائمًا ما تنتهي البرامج المكتوبة فيه أو تعديلاته ولا تدخل في حلقات لا نهائية (مثل ، على سبيل المثال ، البرامج المكتوبة بلغة Java).

يتابع ليو: "ندير برنامجًا للحصول على إجابة واحدة - رقم أو موتر". يقول "البرنامج الذي لا يتم إنهاؤه أبدًا هو عديم الفائدة بالنسبة لنا ، ولكن سيتم إنهاءه باستخدام Coq".

يجمع مشروع ATL بين مجالي البحث الرئيسيين وهما Ragan-Kelley و Chlipala.

وفي الوقت نفسه ، تعتبر Chlipala صانع أدوات أكثر تركيزًا على التحقق الرسمي (المستند إلى الرياضيات) من التحسينات الحسابية.

هذا يمثل تعاونهم الأول. تم إحضار برنشتاين وليو العام الماضي ، وكانت النتيجة برنامج ATL.

وهي الآن تمثل اللغة الأولى والوحيدة حتى الآن مع تحسينات تم التحقق من صحتها رسميًا.

لكن ليو يحذر من أن ATL لا يزال مجرد نموذج أولي ، على الرغم من أنه واعد تم اختباره في عدد من البرامج الصغيرة.

يقول: "بينما نتطلع إلى الأمام ، يتمثل أحد أهدافنا الرئيسية في تحسين قابلية توسيع ATL بحيث يمكن استخدامه للبرامج الأكبر التي نراها في العالم الحقيقي".

في الماضي ، كانت التحسينات لهذه البرامج تتم يدويًا ، على أساس مخصص أكثر ، غالبًا ما تتضمن التجربة والخطأ وأحيانًا الكثير من الأخطاء.

يضيف ليو أنه مع ATL ، "سيتمكن الأشخاص من اتباع نهج أكثر مبادئًا بكثير لإعادة كتابة هذه البرامج - والقيام بذلك بسهولة أكبر وبضمان أكبر للدقة."

المصدر: MIT News

Günceleme: 27/07/2022 13:50

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz