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APLA-JAVA可重用部件库并行、并发机制的研究

揭安全  
【摘要】: 如何解决“软件危机”,提高软件尤其是算法程序的开发效率和保证其正确性一直是众多计算机科学工作者致力于解决的问题。目前许多程序设计环境都建有不同规模的可重用程序部件库,这些可重用部件极大地提高了程序开发的效率。大量实践表明,软件复用是一种解决“软件危机”的有效手段,用户利用可重用程序部件库中的部件可以组装成各种应用程序,这样可以减少大量的重复性劳动,最终实现算法生成的自动化。并行计算是未来计算科学发展的方向,并行并发环境下的可重用类库的研制正成为一个研究热点。我们在PAR方法及其开发工具的研究过程中实现了Apla-Java可重用部件库,如何在该部件库中实现并行(并发)机制,使其支持并行(并发)程序设计,这对于将PAR方法及其研究成果推广到并行(并发)领域具有重大现实意义。 本文研究的目标是实现Apla-Java可重用部件库的并行(并发)机制。Apla-Java可重用部件库是PAR方法开发工具的重要组成部分。探索并实现可重用部件库的并行(并发)机制是PAR方法的重要研究内容,也是国家自然科学基金课题“分化递推法应用于高可靠Java程序设计方法研究”的一个子课题。为实现这一目标,我们充分借鉴了软件复用及部分实现理论。利用Java现有的语言机制,自定义了用于部件库内部同步控制的同步算子,有效解决了部件的防卫式、并发式、读者写者三种策略下的同步控制。从而实现了Apla-Java可重用部件库的并行(并发)机制。 本文简要介绍了PAR方法及自定义可重用部件库的设计策略;讨论了并行、并发特征,研究了并行(并发)程序设计的Java实现方法。重点分析了Apla-Java可重用部件在并行(并发)环境下存在的新问题,提出了实现部件库的同步控制手段并有效解决了三种策略下的同步控制。最后通过实例说明了新的可重用部件库在PAR方法及并行(并发)程序设计中的应用。Apla-Java可重用部件库并行(并发)机制的实现使得该部件可重用于并行(并发)程序设计,极大提高了Java并行(并发)程序开发的效率。本文的研究不仅扩展了Apla-Java部件库的重用范围,也是探索PAR方法进行并行(并发)程序设计的有益尝试。


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