Перегляд вихідного коду сторінки Charm++

{{Infobox programming language|name=Charm++|logo=|logo caption=|screenshot=|screenshot caption=|file ext=|paradigm=Кероване повідомленнями [[Паралельні обчислення|паралельне програмування]], migratable objects, [[об'єктно-орієнтоване програмування]]|released={{Start date|late 1980s}}|designer=[[Laxmikant Kale]]|developer=[http://charm.cs.uiuc.edu Parallel Programming Laboratory]|latest release version=6.7.1|latest release date={{start date and age|2016|04|20}}|latest preview version=|latest preview date=<!-- {{start date and age|YYYY|MM|DD}} -->|typing=|implementations=|dialects=|influenced by=|influenced=|programming language=[[C++]], [[Python scripting language|Python]]|platform=[[Cray]] [[Cray XC40|XC]], [[Cray XK7|XK]], [[Cray XE6|XE]], [[Cray XT6|XT]], [[Blue Gene|IBM Blue Gene L/P/Q]], [[Infiniband]], [[Transmission Control Protocol|TCP]], [[User Datagram Protocol|UDP]], [[Message Passing Interface|MPI]]|operating system=[[Linux]], [[Windows]], [[OS X]]|license=|website=http://charmplusplus.org|wikibooks=}}
'''Charm++''' − це [[Об'єктно-орієнтоване програмування|об'єктно-орієнтована мова програмування]], яка є надмножиною [[C++]]. Розроблена Лабораторією Паралельних Обчислень [[Іллінойський університет|Університету Іллінойсу]]. Charm++ була розроблена з метою підсилення продуктивності розробників шляхом надання високорівневих абстракцій для паралельних програм. В той же час вона забезпечує хорошу продуктивність, яка покладена в основу платформ апаратного забезпечення.  Програми, які написані на Charm++, діляться на керовані повідомленнями об'єкти&nbsp;— чари (''chares''), які взаємодіють між собою. Коли розробник викликає метод об'єкта, середовище виконання Charm++ відправляє до нього повідомлення. Такий об'єкт може розміщуватися в локальному або віддаленому процесорі паралельних обчислень. Повідомлення запускає на виконання код в межах чара, що забезпечує асинхронність операцій.

Чари можуть бути організовані як колекції (масиви чарів), в той же час, повідомлення можна відправляти індивідуально кожному чару або всій колекції одночасно.

Чари в програмі зіставляються з фізичними процесорами за допомогою адаптивного середовища виконання. Зіставлення чарів з процесорами є прозорим для розробника, що дозволяє середовищу виконання динамічно змінювати їх призначення для процесора під час виконання програми, це надає паралельним програмам такі переваги: можливість робити виміри на основі балансування навантаження, відмовостійкість, автоматичне створення точок відновлення, здатність звужувати та розширювати набір процесів для паралельної програми.

Інструменти моделювання молекулярної динаміки {{нп|NAMD||en|NAMD}} та {{нп|OpenAtom||en|OpenAtom}} реалізовані за допомогою Charm++.

'''Adaptive MPI (AMPI)'''<ref>[http://charm.cs.uiuc.edu/research/ampi/ AMPI - Adaptive Message Passing Interface]{{ref-en}}</ref> є реалізацією стандарту [[Message Passing Interface|інтерфейсу передачі повідомлень]] (MPI) середовища виконання Charm++, який надає сумісність з багатьма традиційними MPI моделями програмування. AMPI інкапсулює всі MPI процеси в межах доступного для міграції потоку з користувацьким рівнем доступу, який обмежується Charm++ об'єктом. Для інтеграції кожного потоку з чаром, AMPI може автоматично визначати перевагу, використовуючи середовище виконання Charm++ з незначними змінами (або взагалі без змін) основи MPI програми.

== Історія ==
Мова Charm++ була розроблена в Лабораторії Паралельних Обчислень [[Іллінойський університет|Університету Іллінойсу]],  Вені Шу (Wennie Shu) та Кевіном Немурою (Kevin Nomura) в співробітництві з Лаксімікент Кейлом (Laxmikant Kale). Другий прототип мови з назвою Chare Kernel(2.0) був написаний Манішом Гуптою ([[Manish Gupta]]). Charm(3.0) мала суттєві зміни в проектуванні. Новий транслятор написав [[Nimish Shah]]. Реалізація Charm++ була зроблена [[Sanjeev Krishnan]]. Charm(4.0) включав в себе Charm++. Реліз був випущений в 1993. Charm(4.5) розробили Attila Gürsoy, Sanjeev Krishnan, [[Milind Bhandarkar]], [[Joshua Yelon]], [[Narain Jagathesan]], and Laxmikant Kale. Цією ж командою була розроблена Charm(4.8), що включала '''Converse'''&nbsp;— паралельне середовище виконання, яке дозволяє взаємодіяти між модулями, які написані, використовуючи різні парадигми, в межах одного додатку. Після цього середовище виконання Charm++ було переорієнтовано на Converse. Синтаксичні розширення забрали, а натомість розробили простий інтерфейс транслятора Charm++, котрий став мовою. Версія 5.8 ревізії 1 включала в себе:
# повністю переписане середовище виконання та інтерфейс транслятора
# нові можливості (наприклад: масиви чарів)
# різні бібліотеки

Після цього, мова координацій “[[Structured Dagger]]” була імплементована для Charm++ і була включена до поточної версії. До Converse було додано декілька нових особливостей: динамічне балансування навантаження (додано Terry Wilmarth і Joshua Yelon), клієнт-серверний інтерфейс для Converse, підтримка зневадження ([[Parthasarathy Ramachandran]], Jeff Wright, and Milind Bhandarkar). Converse було портовано на платформи [[ASCI Red]] (Joshua Yelon), Cray T3E (Robert Brunner) та [[SGI Origin2000]] (Milind Bhandarkar). Також були написані тести для Charm++ ([[Jackie Wang]][[Fang Hu|Fтаang Hu]]). Прогнозування, візуалізація продуктивності та інструменти аналітики були перепроектовані та переписані на [[Java (programming language)|Java]] ([[Michael Denardo]]). [[Orion Lawlor]], Gengbin Zheng та Milind Bhandarkar були відповідальними за зміни до системи останнього релізу.<ref>{{cite web|url=http://www.cs.uiuc.edu/homes/snir/PPP/models/charm.pdf|title=Charm++ Programming Language Manual|publisher=University of Illinois at Urbana-Champaign, Department of Computer Science|location=http://cs.illinois.edu/|accessdate=2011-08-12|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110926231615/http://www.cs.uiuc.edu/homes/snir/PPP/models/charm.pdf|archivedate=2011-09-26|deadurl=yes}}{{ref-en}}</ref>

== Приклади ==

Лістинги коду на Charm++:<ref>{{cite web|url=http://charm.cs.uiuc.edu/tutorial/ArrayHelloWorld.htm|title=Array "Hello World": A Slightly More Advanced "Hello World" Program: Array "Hello World" Code|publisher=PPL - UIUC PARALLEL PROGRAMMING LABORATORY|location=http://charm.cs.uiuc.edu/|accessdate=2011-08-12|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110929005915/http://charm.cs.uiuc.edu/tutorial/ArrayHelloWorld.htm|archivedate=2011-09-29|deadurl=yes}}{{ref-en}}</ref>

; Header file (<tt>hello.h</tt>)
<source lang="Cpp">
#ifndef __HELLO_H__
#define __HELLO_H__

class Hello : public CBase_Hello {

 public:

  /// Constructors ///
  Hello();
  Hello(CkMigrateMessage *msg);

  /// Entry Methods ///
  void sayHi(int from);
};

#endif //__HELLO_H__
</source>
	
; Interface file (<tt>hello.ci</tt>)
<source lang="Cpp">
module hello {

  array [1D] Hello {
    entry Hello();
    entry void sayHi(int);
  };

};
</source>
	
; Source file (<tt>hello.C</tt>)
<source lang="Cpp">
#include "hello.decl.h"

#include "hello.h"
#include "main.decl.h"

extern /* readonly */ CProxy_Main mainProxy;
extern /* readonly */ int numElements;

Hello::Hello() {
  // Nothing to do when the Hello chare object is created.
  // This is where member variables would be initialized
  // just like in a C++ class constructor.
}

// Constructor needed for chare object migration (ignore for now)
// NOTE: This constructor does not need to appear in the ".ci" file
Hello::Hello(CkMigrateMessage *msg) { }

void Hello ::sayHi(int from) {

  // Have this chare object say hello to the user.
  CkPrintf("\"Hello\" from Hello chare # %d on "
           "processor %d (told by %d).\n",
           thisIndex, CkMyPe(), from);

  // Tell the next chare object in this array of chare objects
  // to also say hello. If this is the last chare object in
  // the array of chare objects, then tell the main chare
  // object to exit the program.
  if (thisIndex < (numElements - 1))
    thisProxy[thisIndex + 1].sayHi(thisIndex);
  else
    mainProxy.done();
}

#include "hello.def.h" 
</source>

== Див. також ==
* {{нп|NAMD||en|NAMD}}
* {{нп|ChaNGa||en|ChaNGa}}
* {{нп|OpenAtom||en|OpenAtom}}

== Примітки ==
{{Reflist}}

== Джерела ==
* [http://charm.cs.uiuc.edu/papers/CharmSys1TPDS94.pdf The Charm Parallel Programming Language and System: Part I -- Description of Language Features], pdf-файл{{ref-en}}
* [http://charm.cs.uiuc.edu/papers/CharmSys2TPDS94.pdf The Charm Parallel Programming Language and System: Part II -- The Runtime System], pdf-файл{{ref-en}}

== Посилання ==
* [http://charm.cs.uiuc.edu/ The Parallel Programming Laboratory (PPL) at UIUC]{{ref-en}}

{{Паралельні обчислення}}

[[Категорія:Сімейство мови програмування C++]]
[[Категорія:Паралельні обчислення]]