Invasive Computing

Invasives Rechnen ist ein Paradigma für den Entwurf und die Programmierung zukünftiger paralleler Rechensysteme. Für Systeme mit 1.000 oder mehr Kernen auf einem Chip ist eine ressourcengewahre Programmierung von größter Bedeutung, um eine hohe Auslastung sowie Rechen-, Energie- und Leistungseffizienz zu erreichen. Invasives Rechnen bietet dem Programmierer bzw. der Programmiererin explizite Möglichkeiten, die in verschiedenen Phasen der Ausführung gewünschten oder erforderlichen Ressourcenanforderungen zu spezifizieren: In einer Invasionsphase fordert eine Anwendung vom Betriebssystem eine Reihe gewünschter Prozessor-, Speicher- und Kommunikationsressourcen an. In einer anschließenden Infektionsphase wird die parallele Arbeitslast auf die bereitgestellten Ressourcen verteilt und ausgeführt. Nimmt der Grad der Parallelität während der Programmausführung ab, können die allozierten Ressourcen durch eine Rückzugsoperation wieder freigegeben werden, und die Anwendung wird wieder sequenziell ausgeführt. Um diese Idee der selbstadaptiven und ressourcengewahren Programmierung zu realisieren, mussten nicht nur neue Programmierkonzepte, Sprachen, Compiler und Betriebssysteme entwickelt werden, sondern auch revolutionäre architektonische Änderungen im Entwurf von MPSoCs (Multiprozessorsystemen auf einem Chip), um Invasions-, Infektions- und Rückzugsoperationen effizient zu unterstützen. Dieses Buch gibt einen umfassenden Überblick über alle Aspekte des invasiven Rechnens.