Today, parallel programming is dominated by message passing libraries, such as message passing interface （MPI）. This article intends to simplify parallel programming by generating parallel programs from parallelized algorithm design strategies. It uses skeletons to abstract parallelized algorithm design strategies, as well as parallel architectures. Starting from problem specification, an abstract parallel abstract programming language＋ （Apla＋） program is generated from parallelized algorithm design strategies and problem-specific function definitions. By combining with parallel architectures, implicity of parallelism inside the parallelized algorithm design strategies is exploited. With implementation and transformation, C＋＋ and parallel virtual machine （CPPVM） parallel program is finally generated. Parallelized branch and bound （B＆B） algorithm design strategy and paraUelized divide and conquer （D ＆ C） algorithm design strategy are studied in this article as examples. And it also illustrates the approach with a case study.
0-1背包问题是经典的组合优化问题与NP完全问题,具有重要的应用价值与理论意义.本文使用PAR(Partition and Recurrence)方法形式化推导了0-1背包问题的高效动态规划算法程序.通过类比分析,该问题的若干变形问题的算法也可推导得到,算法通过PAR平台的自动生成系统转换成可执行语言程序并运行通过,保证了该类0-1背包问题算法的正确性和可靠性.本文主要的贡献是将PAR方法推广到能处理带约束条件的组合优化类问题,大大扩展了PAR方法的应用范围,为形式化开发高效高可信组合优化类算法开辟了一条新途径.
数据库系统的查询优化技术是提高数据库系统效率的重要技术。当今Java和C++等主流程序设计语言依靠SQL语句,造成数据库系统中查询复杂、繁琐、效率低下、可靠性得不到保证等。针对上述问题,在PAR(Partition And Recur)平台数据库关系代数实现机制基础上,提出和实现基于关系代数的查询优化规则设计方法。这种设计不仅提高了数据库查询效率,也为高可靠数据库的形式化开发提供了依据。
国家教育部制定的高中新课程标准将算法初步作为高中数学课程的必修内容,算法与程序设计也首次纳入到选修课之列。全国大部分普通高中均按新课标开展教学实验,不少省份还把算法内容纳入高考。同时现有算法初步和算法与程序设计教材在介绍算法与算法设计方法时,无法说清楚算法设计的过程;在教学实践中,这一问题更加突出。这给高中生学习、理解及掌握算法和算法设计方法带来很大的困难。本文从新课程实验教材中及数学高考题中选取两个问题,用支持算法程序形式化开发的PAR(Partition And Recur)方法与PAR平台,从待求解问题的精确功能描述出发,经过一系列等价数学变换,最后得到正确的算法和程序。实践说明PAR方法与PAR平台可以在高中算法教学及学生能力评测中发挥建设性作用。
