ParaSail

ParaSail (абревіатура від англ. Parallel Specification and Implementation Language) — мова паралельної специфікації та реалізації, це об'єктно-орієнтована мова паралельного програмування. Розробка і реалізація ParaSail описується в блозі й на офіційному сайті [Архівовано 16 листопада 2021 у Wayback Machine.] мови.

ParaSail використовує модель програмування без вказівників, де об'єкти можуть збільшуватися і зменшуватися, і семантика значень використовуються для призначень. В ній немає глобальної купи збору сміття. Управління зберіганням даних на основі регіонів використовується у мові. Типи можуть бути рекурсивними, якщо рекурсивні компоненти оголошені, як необов'язкові. В ній немає глобальних змінних та параметрів накладення спектрів, і всі підвираження виражень можуть приймати значення паралельно. Твердження, передумови, постумови, інваріанти класів і т.д., є частиною стандартного синтаксису. Будь-які можливі стани гонитви виявляються під час компіляції.

Початкова розробка ParaSail розпочалася у вересні 2009 року Такером Тафтом.

Як і інтерпретатор, який використовує віртуальну машину ParaSail, так і компілятор на основі LLVM є доступними в ParaSail. Техніка викрадення роботи використовується для планування потоків ParaSail. Останню версію мови можна завантажити з вебсайту ParaSail.

Цілі

• Безпечна підтримка неявного і явного паралелізму.
• Узагальнення часу компіляції виконання тверджень, передумов, постумов і інваріантів класу.
• Ефективне, без вказівникове, на основі регіону управління зберіганням даних.
• Знайома на основі класів та інтерфейсів та об'єктно-орієнтована модель програмування.

Опис

Синтаксис ParaSail подібний до Modula, але він на основі класів та інтерфейсів та об'єктно-орієнтованої моделі програмування, тому також подібний і до Java або C#.

Зовсім недавно паралельні конструкції ParaSail були адаптовані для інших синтаксисів, для створення Java-подібного, Python-подібного, і Ada-подібного коду. Компілятори та інтерпретатори Javallel, Parython і Sparke використовують реалізацію ParaSail.

Приклади

Нижче наведено приклад всесвітньо відомої програми Hello world в ParaSail :

func Hello_World(var IO) is
    IO.Println("Hello, World");
end func Hello_World;

Нижче наведено інтерфейс базового модуля карти:

interface BMap<Key_Type is Ordered<>; Element_Type is Assignable<>> is
    op "[]"() -> BMap;  // Create an empty map

    func Insert(var BMap; Key : Key_Type; Value : Element_Type);
    func Find(BMap; Key : Key_Type) -> optional Element_Type;
    func Delete(var BMap; Key : Key_Type);
    func Count(BMap) -> Univ_Integer;
end interface BMap;

Ось можлива реалізація цієї карти модуля, використовуючи бінарне дерево:

class BMap is

    interface Binary_Node<> is
      // A simple "concrete" binary node module
        var Left : optional Binary_Node;
        var Right : optional Binary_Node;
        const Key : Key_Type;
        var Value : optional Element_Type;  // null means deleted
    end interface Binary_Node;

    var Tree : optional Binary_Node;
    var Count := 0;

  exports

    op "[]"() -> BMap is  // Create an empty map
        return (Tree => null, Count => 0);
    end op "[]";

    func Insert(var BMap; Key : Key_Type; Value : Element_Type) is
      // Search for Key, overwrite if found, insert new node if not
        for M => BMap.Tree loop
            if M is null then
                // Not already in the map; add it
                M := (Key => Key, Value => Value, Left => null, Right => null);
                BMap.Count += 1;
            else
               case Key =? M.Key of
                 [#less] =>
                   continue loop with M.Left;
                 [#greater] =>
                   continue loop with M.Right;
                 [#equal] =>
                   // Key is already in the map;
                   // bump count if Value was null;
                   if M.Value is null then
                       BMap.Count += 1;
                   end if;
                   // in any case overwrite the Value field
                   M.Value := Value;
                   return;
               end case;
            end if;
        end loop;
    end func Insert;

    func Find(BMap; Key : Key_Type) -> optional Element_Type is
      // Search for Key, return associated Value if present, or null otherwise
        for M => BMap.Tree while M not null loop
            case Key =? M.Key of
              [#less] =>
                continue loop with M.Left;
              [#greater] =>
                continue loop with M.Right;
              [#equal] =>
                // Found it; return the value
                return M.Value;
            end case;
        end loop;
        // Not found in BMap
        return null;
    end func Find;

    func Delete(var BMap; Key : Key_Type) is
      // Search for Key; delete associated node if found
        for M => BMap.Tree while M not null loop
            case Key =? M.Key of
              [#less] =>
                continue loop with M.Left;
              [#greater] =>
                continue loop with M.Right;
              [#equal] =>
                // Found it; if at most one subtree is non-null, overwrite
                // it; otherwise, set its value field to null
                // (to avoid a more complex re-balancing).
                if M.Left is null then
                    // Move right subtree into M
                    M <== M.Right;
                elsif M.Right is null then
                    // Move left subtree into M
                    M <== M.Left;
                else
                    // Cannot immediately reclaim node;
                    // set value field to null instead.
                    M.Value := null;
                end if;
                // Decrement count
                BMap.Count -= 1;
            end case;
        end loop;
        // Not found in the map
    end func Delete;

    func Count(BMap) -> Univ_Integer is
      // Return count of number of items in map
        return BMap.Count;
    end func Count;

end class BMap;

Ось проста тестова програма для модуля ВМАР:

import PSL::Core::Random;
import BMap;
func Test_BMap(Num : Univ_Integer; Seed : Univ_Integer) is
    // Test the Binary-Tree-based Map
    var Ran : Random := Start(Seed);  // Start a random-number sequence

    // Declare a map from integers to strings
    var M : BMap<Key_Type => Univ_Integer, Element_Type => Univ_String>;

    M := [];  // Initialize the map to the empty map

    for I in 1..Num*2 forward loop  // Add elements to the map
        const Key := Next(Ran) mod Num + 1;
        const Val := "Val" | To_String(I);
        Println("About to insert " | Key | " => " | Val);
        Insert(M, Key, Val);
    end loop;
    Println("Count = " | Count(M));

    for I in 1..Num loop // Search for elements in the map
        const Key := Next(Ran) mod Num + 1;
        Println("Looking for " | Key | ", found " | Find(M, Key));
    end loop;

    for I in 1..Num/3 loop  // Delete some elements from the map
        const Key := Next(Ran) mod Num + 1;
        Println("About to delete " | Key);
        Delete(M, Key);
    end loop;
    Println("Count = " | Count(M));

    for I in 1..Num forward loop  // Search again for elements in the map
        Println("Looking for " | I | ", found " | Find(M, I));
    end loop;

end func Test_BMap;

Посилання

• Graham-Rowe, Duncan (28 липня 2011). New Language for Programming in Parallel. Technology Review. MIT. Архів оригіналу за 26 жовтня 2015. Процитовано 7 червня 2016.
• Clarke, Peter (28 липня 2011). SofCheck preps ParaSail parallel language. EETimes. UBM Electronics.
• Taft, S. Tucker (9 червня 2012). ParaSail: Less is more with multicore. EETimes. UBM Electronics. Архів оригіналу за 7 липня 2012. Процитовано 7 червня 2016.
• Selwood, Dick (18 липня 2012). Does the World Need a New Programming Language?. EEJournal. techfocus media, inc. Архів оригіналу за 20 квітня 2016. Процитовано 7 червня 2016.
• ParaSail: A Pointer-Free Path to Object-Oriented Parallel Programming.