Support for scientific libraries and asynchronous operations in heterogeneous programming

Abstract

El trabajo presentado en esta tesis está enfocado en un área de estudio denominada computación paralela. Un sistema paralelo contiene múltiples dispositivos o unidades de cálculo que pueden operar de forma simultánea. Estos sistemas permiten obtener mejor velocidad de procesamiento a la hora de resolver problemas complejos o de utilizar grandes conjuntos de datos. Esto se consigue descomponiendo el problema o los datos en trozos más pequeños y ejecutándolos simultáneamente, utilizando, idealmente, todas las unidades de cálculo disponibles en el sistema. En un sistema paralelo, tal como un servidor, un clúster, o un supercomputador, pueden coexistir dispositivos y unidades de cálculo con diferentes arquitecturas y características. Estos sistemas mixtos se denominan sistemas heterogéneos. La programación productiva y eficiente de estos sistemas continúa siendo un problema, dado que cada arquitectura, a menudo, requiere el uso de mecanismos de programación específicos o de bajo nivel por parte de programadores especializados. El mantenimiento, extensión y portabilidad de estos programas es una tarea compleja. Se están investigando enfoques de alto nivel que sean portables sin comprometer el rendimiento. Una solución parcial consiste en el uso de bibliotecas especializadas, que los fabricantes desarrollan específicamente para sus arquitecturas, y para dominios o ámbitos específicos, tales como el álgebra lineal (p. ej. BLAS) o las Transformadas Rápidas de Fourier (FFTW).