Консольная версия системы имитационного моделирования мелкозернистых алгоритмов и структур WinALT

Назначение. Основное назначение консольной версии системы – быть ядром всех компонент системы WinALT, которые расширяют ее функциональные возможности по адаптации к предметным областям пользователей. Самостоятельное использование консольной версии системы конечным пользователем по построению и исполнению имитационных моделей возможно (пользователь запускает консольную версию из командной строки или с помощью bat-файла) и позволяет организовать работу системы WinALT в пакетном режиме. Но из-за отсутствия у консольной версии собственного графического интерфейса, обычно она используется в связке с графической оболочкой системы WinALT. В этом случае создание и редактирование моделирующих программ выполняется в специальных окнах (файлах с расширением .src) системы WinALT.

Разработка программы поддержана проектом Президиума РАН 13.6.

Область применения. С использованием языка моделирования консольной версии системы построены имитационные модели в таких предметных областях как классические клеточные автоматы, в том числе модели физических процессов; однородные и ассоциативные вычислительные структуры, 2D и 3D многоступенчатые микроконвейеры, клеточно-нейронные сети и т.д.

Функциональные возможности. Основные компоненты консольной версии - менеджер данных, компилятор и виртуальная машина. Менеджер данных реализует общие для всех остальных компонент системы WinALT функции по организации модульной архитектуры всей системы, по работе со структурами данных. Компилятор проверяет синтаксическую корректность моделирующей программы, написанной на языке системы WinALT, и выдает пользователю сообщения об ошибках. Затем он генерирует код программы, который исполняется виртуальной машиной.

Язык моделирования системы WinALT содержит три взаимосвязанных составляющих. Первая составляющая языка предназначена для описания вычислений с массовым параллелизмом. Вторая составляющая языка предназначена для описания последовательных вычислений. Она основана на языке Паскаль и пpедoставляет сpедства oписания структуры моделирующей программы; управляющие операторы, oпеpатop пpисваивания, вызoвы пpoцедуp и фyнкций пo именам и пo yказателям; арифметические, логические и битовые операции. Третья составляющая языка обеспечивает импорт в моделирующую программу встроенных в систему библиотек, написанных как на ее языке, так и на языках C и C++, расширяя таким способом рамки средств моделирования в нужном пользователю направлении.

Первая часть языка представляет параллельные вычисления в виде параллельных подстановок и полностью базируется на алгоритмической системе – алгоритм параллельных подстановок (см. S.M. Achasova, O.L. Bandman., V.P. Markova, S.V. Piskunov. Parallel substitution algorithm. Theory and Application // World Scientific, Singapore, 1994, 220 p.) Выбор этой алгоритмической системы обусловлен тем, что она хорошо себя зарекомендовала при описании информационных и физических процессов в самых разнообразных мелкозернистых архитектурах.

Выделение в самостоятельную компоненту консольной версии системы открывает возможность построения новых графических оболочек. Например, открыта возможность для добавления в систему WinALT графики на основе пакетов Trolltech QT и GNU GTK.

Консольная версия является основой для выполняемой в настоящее время разработки версии системы WinALT, исполняемой на параллельных вычислительных системах различной архитектуры (кластеры, GPU и т.д.).

Инструментальные средства создания Консольная версия реализована с использованием языка ANSI C.