Ολοκληρώθηκε πρόσφατα το ερευνητικό έργο TransForm με συντονιστή το το Ινστιτούτο Πληροφορικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ). Το TransForm χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση στο πλαίσιο της Δράσης: Marie Curie Initial Training Networks. Το έργο Transform συνεισέφερε σημαντικά στη θεωρητική θεμελίωση των συστημάτων συγχρονισμού διεργασιών μέσω δοσοληψιών (Transactional Memory - ΤΜ), καθώς και στην επίτευξη βαθειάς κατανόησης των δυνατοτήτων και των ιδιοτήτων των συστημάτων αυτών.

Η ραγδαία εξάπλωση των πολυπήρυνων επεξεργαστών οδήγησε στην ανάγκη για μια νέα προγραμματιστική επανάσταση, την επανάσταση επίτευξης εύκολου και αποδοτικού παραλληλισμού. Η επανάσταση αυτή δεν αφορά μόνο στη βελτίωση της αποδοτικότητας του παράλληλου προγραμματισμού, όπως αποσκοπούσε η έρευνα στον τομέα αυτό τις τελευταίες τρεις δεκαετίες, αλλά επιπρόσθετα στη δυνατότητα επίτευξης εύκολου παραλληλισμού που να μπορεί να παραχθεί ακόμη και από μη έμπειρους προγραμματιστές.

Ο συγχρονισμός μέσω δοσοληψιών (Transactional Memory - ΤΜ) είναι ένα νέο πρότυπο παράλληλου προγραμματισμού, το οποίο θεωρείται πολλά υποσχόμενο από πολλούς ερευνητές, και έχει οδηγήσει σε πληθώρα δημοσιεύσεων τα τελευταία δέκα χρόνια. Για την ορθή κατανόηση των συστημάτων ΤΜ, καθώς και για την επίτευξη της αξιολόγησης και βελτίωσής τους, ήταν απαραίτητη η αυστηρή θεωρητική μελέτη του μοντέλου TM, των προκλήσεων που θέτει και των πλεονεκτημάτων που προσφέρει.

Το πρόγραμμα TransForm αποτέλεσε μια επιτυχή ενέργεια προς αυτήν την κατεύθυνση. Διερεύνησε τη σημασιολογία των συστημάτων ΤΜ και διατύπωσε ένα κοινό πλαίσιο για τη σχεδίαση αλγορίθμων και τη σύγκριση της απόδοσής τους. Επίσης, στo πλαίσιo της ερευνητικής προσπάθειας του έργου, προτάθηκαν κριτήρια ορθότητας και προόδου τέτοιων συστημάτων και εξερευνήθηκαν κατάλληλα μετρικά πολυπλοκότητας για αυτά. Επιπρόσθετα, σχεδιάστηκαν αποδοτικές υλοποιήσεις συστημάτων ΤΜ και μελετήθηκε πώς θεμελιώδεις προγραμματιστικές δομές, όπως διαμοιραζόμενες δομές δεδομένων, μπορούν να εκτελούνται αποδοτικά σε αυτά. Τέλος, ανακαλύφθηκαν ένα σύνολο εγγενών περιορισμών που πρέπει να λαμβάνονται υπ’ όψιν κατά τη σχεδίαση τέτοιων συστημάτων.

Για τη διεκπεραίωση του προγράμματος TransForm εργάσθηκαν 12 νέοι ερευνητές (Early Stage Researchers – ESR) που προσελήφθηκαν για τις ανάγκες του έργου. Οι ερευνητές αυτοί βρίσκονταν στην αρχή της ερευνητικής τους καριέρας αφού, κατά την πρόσληψή τους στο έργο, κατείχαν Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης, αλλά δεν είχαν Διδακτορικό Δίπλωμα. Η ενασχόλησή τους στο έργο τούς προσέφερε ορθά δομημένη κατάρτιση στο εν λόγω ερευνητικό πεδίο, ενώ επιπλέον τους παρείχε επιπρόσθετη εκπαίδευση σε συμπληρωματικούς τομείς, προκειμένου να αποκτήσουν τις δεξιότητες που απαιτούνται για μια επιτυχημένη καριέρα. Επίσης, τους έφερε σε επαφή με άλλους επαγγελματικούς χώρους. Οι περισσότεροι από τους ερευνητές αυτούς συμμετείχαν στο πρόγραμμα μεταπτυχιακών σπουδών των οργανισμών στους οποίους εργάστηκαν (ή των Πανεπιστημίων με τα οποία οι οργανισμοί αυτοί συνεργάζονται), με σκοπό τη λήψη Διδακτορικού Διπλώματος και έχουν προετοιμαστεί επαρκώς για την απόκτηση του.

Το TransForm διεξήγαγε έρευνα τα αποτελέσματα της οποίας αποτελούν ήδη σημείο αναφοράς –διεθνώς– για τη σχεδίαση και ανάλυση αλγορίθμων συγχρονισμού (μέσω δοσοληψιών ή μη), ενώ ταυτόχρονα διαλεύκαναν θεμελιώδη ζητήματα στη σχεδίαση και ανάλυση συστημάτων TM και συνεισέφεραν στη σαφή κατανόηση των πραγματικών ιδιοτήτων τους, το οποίο διευκολύνει την ευρεία διάδοση των συστημάτων αυτών και τη συνεπαγόμενη επίτευξη εύκολου παραλληλισμού. Επιπλέον, το TransForm έχει δημιουργήσει ένα δίκτυο ισχυρών συνεργασιών ανάμεσα σε ερευνητικούς οργανισμούς και τη βιομηχανία με σκοπό την πλήρη εκμετάλλευση στο μέλλον, μέσω παραλληλισμού, της υπολογιστικής ισχύος που παρέχουν οι κυρίαρχοι πλέον στην αγορά πολυπήρυνοι επεξεργαστές.

Στο TransForm, το οποίο είχε διάρκεια τριών ετών, συμμετείχαν πέντε οργανισμοί, με συντονιστή το ΙΤΕ. Οι υπόλοιποι οργανισμοί που συμμετείχαν ήταν: το Πολυτεχνείο της Λωζάννης (École Polytechnique Fédérale de Lausanne – EPFL) στην Ελβετία, το Πολυτεχνείο του Βερολίνου (Technische Universität Berlin – TUB) στη Γερμανία, το Ερευνητικό Ίδρυμα του Ισραήλ, Technion, καθώς επίσης και το Πανεπιστήμιο της Rennes (University of Rennes 1) στη Γαλλία. Το TranForm υποστηρίχθηκε επίσης από τις παρακάτω ιδιωτικές εταιρείες: Deutsche Telekom (Γερμανία), Microsoft Research (Cambridge, Ηνωμένο Βασίλειο), Oracle Labs (Massachusetts, ΗΠΑ), IBM (T.J. Watson Research Center, ΗΠΑ).

Επικοινωνία

Δρ. Παναγιώτα Φατούρου, Επίκουρος Καθηγήτρια

Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας – Ινστιτούτο Πληροφορικής
Ν. Πλαστήρα 100
700 13 Ηράκλειο, Κρήτη
Τηλ. +30 2810391727
Fax +30 2810391609
Email: faturu@ics.forth.gr