Применение предметных языков и акторной модели для автоматизации высокопроизводительных вычислений

В данной работе рассматривается сочетание предметных языков и языков общего назначения для автоматизации высокопроизводительных научных вычислений на базе облачного сервиса Templet Web. Автоматизация программирования при составлении задачи в системе Templet Web основана на концепциях скелетного программирования, предметных языков и использовании специализированных визуальных редакторов предметных языков в составе интегрированной среды разработки. Для предметного языка, использующего акторную модель, был разработан пример тестовой программы. Пример подобран таким образом, чтобы быть достаточно простым (проверка выполнения тригонометрического тождества для заданного значения) и в тоже время использовать все возможности предметного языка. Высокоуровневое описание задачи на предметном языке преобразуется в код, который использует систему времени выполнения. Для рассматриваемой системы времени выполнения, основанной на акторной модели, приводится заключение о степени автоматизации предлагаемого метода программирования на основании анализа относительных размеров библиотечного, сгенерированного и рукописного кода. В качестве критерия сложности и степени автоматизации рассматриваются относительные размеры кода разных частей программы. Код примера размещен на сервисе GitHub по адресу: https://github.com/templet-language/newtemplet. Высокая степень автоматизации достигается благодаря простоте используемой модели акторов, а также способу сопряжения библиотеки времени выполнения с программой пользователя: код сопряжения строится автоматически по описанию на предметном языке. В текущей версии системы Templet Web, развернутой по адресу http://templet.ssau.ru/app на базе вычислительного кластера «Сергей Королёв» Самарского университета, в настоящее время поддерживаются предметный язык, использующий акторную модель вычислений Templet, и скелеты программ «портфель задач», «конвейер». Данная технология показала свою эффективность для решения прикладных задач анализа многомерных динамических систем и процессов при исследовании гироскопических систем ориентации космических аппаратов, а также при обучении студентов принципам работы на суперкомпьютере.