JPH08328871A - 並列処理プログラム生成方法及びその実行方法並びにそれらの実施装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 逐次入出力用の入出力文を並列化して並列処
理プログラムを生成し、実行することが可能な技術を提
供する。 【構成】 逐次処理プログラムの入出力文を並列入出力
処理用コードまたは並列入出力処理用のライブラリ手続
きの呼び出しに変換して並列処理プログラムを生成し、
入出力処理の対象であるファイルが並列入出力用である
かまたは逐次入出力用であるかに応じて、並列入出力処
理または逐次入出力処理を実行し、前記入出力処理のデ
ータの分散形状がメモリ上と前記ファイル上で異なる場
合には前記分散形状の変換を行い、前記ファイルの分散
情報を前記入出力処理のデータと共に前記ファイル内に
保持し、配列データ以外のデータについても並列入出力
処理を行うものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、並列処理プログラム生
成方法及びその実行方法並びにそれらの実施装置に関
し、特に、入出力文を含む逐次処理プログラムを並列入
出力機能を持つ分散メモリ型並列計算機用のプログラム
に変換する並列処理プログラム生成方法及びその実行方
法並びにそれらの実施装置に適用して有効な技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数のプロセッサから構成される
並列計算機システムにおいて、各プロセッサごとに固有
のメモリを備えているものを、分散メモリ型並列計算機
と呼んでいる。この様な構成は、プロセッサ数が数百台
以上迄拡張可能な高並列／超並列計算機において採用さ
れている。分散メモリ型並列計算機の多くは、複数のノ
ード（プロセッサとローカルメモリ）が入出力装置を備
えており、並列入出力処理が可能である。

【０００３】科学技術計算等の様に大規模配列を扱うプ
ログラムを分散メモリ型並列計算機で実行するときは、
配列の要素を各ノードのメモリに分散して割り当て、各
配列要素に対する処理を各ノードで並列に実行するとい
う方法が、通常用いられる。

【０００４】前記の様なプログラムでは、しばしば、大
規模配列の初期値を読み込んだり、中間結果や最終結果
を格納したりする為に、入出力処理が用いられる。この
とき、配列が大規模になるにつれて、並列入出力処理の
利用は必須となる。なぜなら、大規模配列に対する入出
力処理を１つのノードで逐次的に行っていては、そこが
性能のボトルネックとなってしまうからである。

【０００５】FortranやC言語等の従来のプログラム言語
では、逐次的な入出力処理を想定しており、並列入出力
処理の機能は設けられていなかった。しかし、並列入出
力機能を持つ並列計算機が広まるにつれて、プログラム
内から並列入出力処理を扱える様に、言語の入出力機能
の拡張が提案される様になってきた。その一例は、Pete
r Brezany、他、"Concurrent File Operations in a Hi
gh Performance FORTRAN" Supercomputing '92、pp. 23
0-237、1992年 に述べられているVienna Fortran の入
出力機能である。

【０００６】Vienna Fortranでは「標準ファイル」と
「配列ファイル」の２つの種別のファイルを設ける。標
準ファイルは逐次的な入出力処理によってアクセスされ
るファイルであり、その処理は従来のFortranの入出力
文で記述する。一方、配列ファイルは並列入出力処理の
為のファイルであり、その処理は Vienna Fortran 特有
の並列入出力文で記述する。

【０００７】配列ファイルには、プログラム内の配列デ
ータが分散されて格納される。配列データの分散形状と
しては、「ブロック分散」や「巡回分散」等がある。ブ
ロック分散は、配列全体を連続したブロックに等分し
て、各ノードに割り当てるものである。例えば、１００
０個の要素からなるaという配列を４台のノードにブロ
ック分散すると、各ノードへの要素の割り当ては、次の
様になる。 ノード０：a(1), a(2), ..., a(250) ノード１：a(251), a(252), ..., a(500) ノード２：a(501), a(502), ..., a(750) ノード３：a(751), a(752), ..., a(1000) ここでa(i)は配列aのi番目の要素を表す。また、巡回分
散は、各配列要素を１個ずつ順番にノードに割り当てる
ものである。例えば、上と同じ配列を巡回分散すると、
次の様になる。 ノード０：a(1), a(5), ..., a(997) ノード１：a(2), a(6), ..., a(998) ノード２：a(3), a(7), ..., a(999) ノード３：a(4), a(8), ..., a(1000) この様な配列データの分散は、配列がメモリ上に置かれ
る場合でも、配列ファイルに格納される場合でも、同様
に適用できる。配列ファイルに配列を格納するときは、
各配列の先頭にその分散形状を表す「分散記述子」を付
けて格納する。これによって、分散形状の異なる複数の
配列を１個の配列ファイルに格納できる。１個の配列と
その分散記述子を合わせたものを配列レコードと呼んで
いる。

【０００８】配列ファイルに対する並列入出力処理をプ
ログラム内に記述するときは、拡張された入出力文を用
いる。例えば、配列aをメモリ上の分散形状のままで配
列ファイルに格納する場合、次の様に記述する。 CWRITE (f) a ここで、CWRITEはVienna Fortranで用いられるキーワー
ドであり、配列ファイルへの並列出力を表す。また、f
は書き込み先の配列ファイルを指定する番号である。こ
の文によって、配列aとその分散記述子が配列ファイル
に書き込まれる。

【０００９】また、分散形状を指定して配列ファイルに
格納したいときには、次の様に記述する。 CWRITE (f, DIST='(CYCLIC)') a この例で、DIST='(CYCLIC)'は、巡回分散で格納するこ
とを指定するオプションパラメタである。このときもし
も、配列aのメモリ上での分散形状がブロック分散にな
っていたとしたら、巡回分散になる様にメモリ上で配置
替え（「再分散」と呼ぶ）が行われてから、ファイルに
格納される。再分散にはノード間のデータ転送が伴う。
巡回分散を表す分散記述子も共に格納される。

【００１０】配列ファイルからメモリにデータを読み込
むときは、次の様に記述する。 CREAD (f) a ここで、CREADはVienna Fortranで用いられるキーワー
ドであり、配列ファイルからの並列入力を表す。この文
によって、配列ファイルfの配列レコードが１個読み込
まれ、メモリ上の配列aに格納される。配列ファイル内
での分散形状は、分散記述子によって分かる。これがメ
モリ上での配列aの分散形状と異なる場合には、メモリ
上で再分散が行われる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見い出した。

【００１２】すなわち、従来の並列処理プログラム生成
方法では、拡張された並列入出力機能を利用する為、ユ
ーザが従来の逐次入出力用の入出力文を新たな並列入出
力文に修正しなければならないという問題と、拡張され
た並列入出力機能を記述する為、移植性が低下するとい
う問題があった。

【００１３】また、従来の並列処理プログラム生成方法
では、拡張された並列入出力機能の記述を支援するライ
ブラリが充分に用意されていなかった為、プログラムを
修正する際には、逐次入出力用の標準ファイルと並列入
出力用の配列ファイルを意識して使い分けなければなら
ないという問題があった。この様なプログラムの修正は
ユーザにとって面倒な作業である。

【００１４】また、従来の逐次処理プログラムの実行で
は、入出力処理の対象であるファイルはプログラム実行
時に変更することが可能であるが、従来の並列処理プロ
グラム実行方法では、ここに大きな制約があり、並列入
出力処理の対象であるファイルは配列ファイルでなけれ
ばならない為、実行時に対象であるファイルを標準ファ
イルに変更するこができないという問題があった。例え
ば、ネットワークで接続されたワークステーション等の
他の計算機上のファイルを出力先にするときは、プログ
ラムを書き直さなければならない。

【００１５】また、従来の並列処理プログラム実行方法
の配列ファイルは、配列データをそのまま出力するとい
う特殊な場合にしか対応していない為、他の様々な場合
に対して並列入出力処理が利用できないという問題があ
った。例えば、Fortran言語では、データを人間が読め
る文字列に変換してファイルに出力する、書式付き入出
力が規定されており、また、１つのファイル内に配列デ
ータと配列以外のデータが混在していても構わない。し
かし、その様な種々の入出力処理の並列実行方法が、従
来技術では考慮されていない。

【００１６】本発明の目的は、移植性を低下させること
なく、ユーザの修正無しに逐次入出力用の入出力文を並
列化して並列処理プログラムの生成を行うことが可能な
技術を提供することにある。

【００１７】本発明の他の目的は、並列処理プログラム
の生成を高速化に行うことが可能な技術を提供すること
にある。

【００１８】本発明の他の目的は、並列処理プログラム
の実行時に入出力処理の対象であるファイルを任意に変
更することが可能な技術を提供することにある。

【００１９】本発明の他の目的は、配列データ以外のデ
ータについても並列出力処理を実行することが可能な技
術を提供することにある。

【００２０】本発明の他の目的は、配列データ以外のデ
ータについても並列入力処理を実行することが可能な技
術を提供することにある。

【００２１】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明かにな
るであろう。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００２３】（１）逐次処理用に記述された逐次処理プ
ログラムの入出力文を並列処理用に記述された並列入出
力処理用コードに変換する並列処理プログラム生成方法
であって、前記逐次処理プログラムの入出力文を検索
し、前記入出力文の入出力処理の対象であるファイルが
並列入出力用であるかまたは逐次入出力用であるかを判
定するコードを挿入し、前記判定結果に応じて複数のメ
モリと複数の外部記憶装置との間で並列入出力処理また
は逐次入出力処理を実行すると共に前記入出力処理のデ
ータの分散形状が前記メモリ上と前記外部記憶装置上と
で異なっている場合に分散形状の変換を行うコードを挿
入するものである。

【００２４】（２）逐次処理用に記述された逐次処理プ
ログラムの入出力文を並列入出力処理用のライブラリ手
続きの呼び出しに変換する並列処理プログラム生成方法
であって、前記逐次処理プログラムの入出力文を検索
し、前記入出力文の入出力処理の対象であるファイルが
並列入出力用であるかまたは逐次入出力用であるかを判
定した後に前記判定結果に応じて複数のメモリと複数の
外部記憶装置との間で並列入出力処理または逐次入出力
処理を実行すると共に前記入出力処理のデータの分散形
状が前記メモリ上と前記外部記憶装置上とで異なってい
る場合に分散形状の変換を行うライブラリ手続き呼び出
しを挿入するものである。

【００２５】（３）入出力処理の対象であるファイルの
種別に応じて並列入出力処理または逐次入出力処理を行
う並列処理プログラム実行方法であって、前記入出力処
理の対象であるファイルが並列入出力用であるかまたは
逐次入出力用であるかを判定し、前記判定結果に応じて
複数のメモリと複数の外部記憶装置との間で並列入出力
処理または逐次入出力処理を実行すると共に前記入出力
処理のデータの分散形状が前記メモリ上と前記外部記憶
装置上とで異なっている場合に分散形状の変換を行うも
のである。

【００２６】（４）任意の出力データについて前記出力
データの種別に応じて並列出力処理または逐次出力処理
を行う並列処理プログラム実行方法であって、前記出力
データを複数の外部記憶装置に分散して格納するか否か
を決定し、前記出力データを分散して格納する場合に前
記出力データが分散されていることを示す情報と分散単
位を示す情報と前記分散単位の長さを示す情報と分散形
状から成る分散情報を作成し、前記出力データを分散し
ないで格納する場合に前記出力データが分散されていな
いことを示す情報と出力データの長さを示す情報から成
る分散情報を作成し、前記分散情報をメモリに記憶され
た出力データと共に前記外部記憶装置に並列出力または
逐次出力するものである。

【００２７】（５）任意の入力データについて前記入力
データの種別に応じて並列入力処理または逐次入力処理
を行う並列処理プログラム実行方法であって、前記入力
データが複数の外部記憶装置に分散して格納されている
か否かを表す情報を前記外部記憶装置から入力し、前記
入力データが分散されている場合には分散単位を示す情
報と前記分散単位の長さを示す情報と共に入力データを
前記複数の外部記憶装置から並列入力してメモリに記憶
し、前記入力データが分散されていない場合には前記入
力データの長さを示す情報と共に前記入力データを当該
外部記憶装置から逐次入力してメモリに記憶するもので
ある。

【００２８】（６）逐次処理用に記述された逐次処理プ
ログラムの入出力文を並列処理用に記述された並列入出
力処理用コードに変換する並列処理プログラム生成装置
であって、前記逐次処理プログラムと前記並列処理プロ
グラムを一時的に記憶するメモリと、前記逐次処理プロ
グラムと前記並列処理プログラムを格納する外部記憶装
置と、前記外部記憶装置に格納された前記逐次処理プロ
グラムを前記メモリに記憶して入出力文を検索し、前記
入出力文の入出力処理の対象であるファイルが並列入出
力用であるかまたは逐次入出力用であるかを判定するコ
ードを挿入し、前記判定結果に応じて複数のメモリと複
数の外部記憶装置との間で並列入出力処理または逐次入
出力処理を実行すると共に前記入出力処理のデータの分
散形状が前記メモリ上と前記外部記憶装置上とで異なっ
ている場合に分散形状の変換を行うコードを挿入して並
列処理プログラムを生成し、前記並列処理プログラムを
前記外部記憶装置に格納する制御装置を備えるものであ
る。

【００２９】（７）逐次処理用に記述された逐次処理プ
ログラムの入出力文を並列入出力処理用のライブラリ手
続きの呼び出しに変換する並列処理プログラム生成装置
であって、前記逐次処理プログラムと前記並列処理プロ
グラムを一時的に記憶するメモリと、前記逐次処理プロ
グラムと前記並列処理プログラムを格納する外部記憶装
置と、前記外部記憶装置に格納された前記逐次処理プロ
グラムを前記メモリに記憶して入出力文を検索し、前記
入出力文の入出力処理の対象であるファイルが並列入出
力用であるかまたは逐次入出力用であるかを判定した後
に前記判定結果に応じて複数のメモリと複数の外部記憶
装置との間で並列入出力処理または逐次入出力処理を実
行すると共に前記入出力処理のデータの分散形状が前記
メモリ上と前記外部記憶装置上とで異なっている場合に
分散形状の変換を行うライブラリ手続き呼び出しを挿入
して並列処理プログラムを生成し、前記並列処理プログ
ラムを前記外部記憶装置に格納する制御装置を備えるも
のである。

【００３０】（８）入出力処理の対象であるファイルの
種別に応じて並列入出力処理または逐次入出力処理を行
う並列処理プログラム実行装置であって、前記入出力処
理のデータを記憶する複数のメモリと、前記入出力処理
の行われるファイルを格納する複数の外部記憶装置と、
前記入出力処理の対象であるファイルが並列入出力用で
あるかまたは逐次入出力用であるかを判定し、前記判定
結果に応じて複数のメモリと複数の外部記憶装置との間
で並列入出力処理または逐次入出力処理を実行すると共
に前記入出力処理のデータの分散形状が前記メモリ上と
前記外部記憶装置上とで異なっている場合に分散形状の
変換を行う複数の制御装置を備えるものである。

【００３１】（９）任意の出力データについて前記出力
データの種別に応じて並列出力処理または逐次出力処理
を行う並列処理プログラム実行装置であって、前記出力
データを記憶する複数のメモリと、前記並列出力処理の
行われるファイルを格納する複数の外部記憶装置と、前
記出力データを複数の外部記憶装置に分散して格納する
か否かを決定し、前記出力データを分散して格納する場
合に前記出力データが分散されていることを示す情報と
分散単位を示す情報と前記分散単位の長さを示す情報と
分散形状から成る分散情報を作成し、前記出力データを
分散しないで格納する場合に前記出力データが分散され
ていないことを示す情報と出力データの長さを示す情報
から成る分散情報を作成し、前記分散情報を前記メモリ
に記憶された出力データと共に前記外部記憶装置に並列
出力または逐次出力する複数の制御装置を備えるもので
ある。

【００３２】（１０）任意の入力データについて前記入
力データの種別に応じて並列入力処理または逐次入力処
理を行う並列処理プログラム実行装置であって、前記入
力データを記憶する複数のメモリと、前記並列入力処理
の行われるファイルを格納する複数の外部記憶装置と、
前記入力データが複数の外部記憶装置に分散して格納さ
れているか否かを表す情報を前記外部記憶装置から入力
し、前記入力データが分散されている場合には分散単位
を示す情報と前記分散単位の長さを示す情報と共に入力
データを前記複数の外部記憶装置から並列入力して前記
メモリに記憶し、前記入力データが分散されていない場
合には前記入力データの長さを示す情報と共に前記入力
データを当該外部記憶装置から逐次入力して前記メモリ
に記憶する複数の制御装置を備えるものである。

【００３３】

【作用】上述した手段の項に記載された、並列処理プロ
グラム生成方法及びその実行方法並びにそれらの実施装
置における作用は以下のとおりである。

【００３４】（１）逐次処理プログラムの入出力文を検
索し、前記入出力文を以下の様に並列入出力処理用コー
ドに変換する。

【００３５】まず、前記入出力文の入出力処理の対象で
あるファイルが並列入出力用ファイルであるかまたは逐
次入出力用ファイルであるかを判定するコードを挿入す
る。

【００３６】次に、前記ファイルが並列入出力用ファイ
ルである場合には、前記入出力処理を複数の処理装置と
複数の外部記憶装置との間で並列に実行するコードを挿
入し、前記ファイルが逐次入出力用ファイルである場合
には、前記入出力処理を単一の処理装置と単一の外部記
憶装置との間で逐次的に実行するコードを挿入する。

【００３７】前記ファイル内のデータの分散形状と当該
処理装置のメモリ上のデータの分散形状とを比較した後
に前記ファイル内のデータの分散形状が当該処理装置の
メモリ上のデータの分散形状と異なっている場合に前記
分散形状の変換を行うコードを挿入する。

【００３８】前記の並列処理プログラムの生成では、ユ
ーザが修正すること無しに前記逐次処理プログラムの入
出力文を並列入出力処理用コードに変換し、入出力処理
の対象であるファイルが並列入出力用であるか、或い
は、逐次入出力用であるかを判定するコードが追加され
るので、並列入出力用のファイルをサポートしていない
計算機でも実行可能なプログラムの生成が可能である。

【００３９】以上の様に、逐次入出力用の入出力文を検
索した後に前記入出力文を並列入出力用の入出力文に変
換するので、移植性を低下させることなく、ユーザの修
正無しに逐次入出力用の入出力文を並列化して並列処理
プログラムの生成を行うことが可能である。

【００４０】（２）前記並列入出力処理用コードをライ
ブラリ化して外部記憶装置に格納しておき、前記逐次処
理プログラムの入出力文を前記並列入出力処理用コード
を実行するライブラリ手続きの呼び出しに変換する。

【００４１】前記並列入出力処理用コードをライブラリ
化しておくおことにより、前記並列入出力処理用コード
部分のソースプログラムをコンパイルする必要が無くな
るので、並列処理プログラムの生成を高速化される。

【００４２】また、ソースプログラム中の並列入出力処
理用コード部分が簡単な呼び出し文に変換されるので、
ソースプログラムの記憶領域が節約される。

【００４３】また、前記ライブラリを実行時に動的にリ
ンクすることにすれば、前記ソースプログラムから作成
した実行形式の並列処理プログラムの大きさが抑えら
れ、記憶領域が節約されると共に、実行時の当該並列処
理プログラムのローディングが高速化される。

【００４４】以上の様に、逐次入出力用の入出力文を並
列入出力処理用のライブラリ手続きの呼び出しに変換す
るので、並列処理プログラムの生成を高速化に行うこと
が可能である。

【００４５】（３）従来技術では、分散形状の等しい複
数のメモリ上の配列と複数の外部記憶装置上の配列ファ
イルとの間で並列入出力処理が行われており、配列ファ
イル上の分散形状が異なる場合や非分散の逐次入出力用
ファイルの場合は、複数のメモリ上の並列処理用の配列
との入出力処理が行えなかった。

【００４６】前記並列処理プログラム生成方法によって
生成された並列処理プログラムでは、並列処理プログラ
ムの入出力処理の対象であるファイルが並列入出力用フ
ァイルであるかまたは逐次入出力用ファイルであるかを
判定し、前記ファイルが並列入出力用ファイルである場
合には、前記入出力処理を複数のメモリと複数の外部記
憶装置との間で並列に実行し、前記ファイルが逐次入出
力用ファイルである場合には、前記入出力処理を１つの
メモリと１つの外部記憶装置との間で逐次的に実行す
る。

【００４７】この様に、入出力処理の対象であるファイ
ルによって、並列入出力処理または逐次入出力処理を行
うと、前記入出力処理のデータの分散形状が前記メモリ
上と前記外部記憶装置のファイル上とで異なっている場
合が生じる。

【００４８】そこで、前記入出力処理のデータの分散形
状が前記メモリ上と前記外部記憶装置上とで異なってい
る場合には、複数の処理装置間でデータ転送を行って、
前記分散形状の変換を実行する。

【００４９】その結果、入出力処理の対象であるファイ
ル上のデータの分散形状が、複数のメモリ上の並列処理
用のデータの分散形状と異なる場合であっても、前記分
散形状の変換を介して並列入出力処理及び並列データ処
理が行われる。

【００５０】以上の様に、入出力処理の対象であるファ
イルが並列入出力用ファイルであるかまたは逐次入出力
用ファイルであるかを判定するので、並列処理プログラ
ムの実行時に入出力処理の対象であるファイルを任意に
変更することが可能である。

【００５１】（４）従来技術では、並列出力処理が可能
であるファイルは配列ファイルに限られているが、複数
の分散形式をファイル内に記録したレイアウト自己記述
ファイルを作成することで、配列ファイルに格納される
配列データだけでなく、任意のデータについて並列出力
処理を行う。

【００５２】すなわち、出力データを複数の外部記憶装
置に分散して格納するか否かを決定し、前記出力データ
を分散して格納する場合に前記出力データが分散されて
いることを示す情報と分散単位を示す情報と前記分散単
位の長さを示す情報と分散形状から成る分散情報を作成
し、前記出力データを分散しないで格納する場合に前記
出力データが分散されていないことを示す情報と出力デ
ータの長さを示す情報から成る分散情報を作成し、前記
分散情報をメモリに記憶された出力データと共に前記外
部記憶装置に並列出力または逐次出力してレイアウト自
己記述ファイルを作成する。

【００５３】前記レイアウト自己記述ファイルには、出
力データが分散されているかどうかを示す情報を格納す
るので、並列入出力用ファイル及び逐次入出力用ファイ
ル兼用のファイルとして使用することが可能である。

【００５４】また、前記レイアウト自己記述ファイルに
出力データを分散して格納する場合には、分散単位、分
散単位の長さ及び分散形状と共に格納するので、配列デ
ータ以外のデータであっても、分散して格納することが
可能である。

【００５５】以上の様に、出力処理の対象であるファイ
ルの分散情報を当該ファイル内に書き込むので、配列デ
ータ以外のデータについても並列出力処理を実行するこ
とが可能である。

【００５６】（５）前記レイアウト自己記述ファイルを
使用して入力処理を行うことにより、任意のデータにつ
いて並列入力処理を行う。

【００５７】入力データが複数の外部記憶装置に分散し
て格納されているか否かを表す情報を前記外部記憶装置
の前記レイアウト自己記述ファイルから入力し、前記入
力データが分散されている場合には分散単位を示す情報
と前記分散単位の長さを示す情報と共に入力データを前
記複数の外部記憶装置のレイアウト自己記述ファイルか
ら並列入力してメモリに記憶し、前記入力データが分散
されていない場合には前記入力データの長さを示す情報
と共に前記入力データを当該外部記憶装置のレイアウト
自己記述ファイルから逐次入力してメモリに記憶する。

【００５８】以上の様に、入力処理の対象であるファイ
ルの分散情報を当該ファイル内から読み込むので、配列
データ以外のデータについても並列入力処理を実行する
ことが可能である。

【００５９】

【実施例】以下、本発明について、一実施例とともに図
面を参照して詳細に説明する。

【００６０】なお、実施例を説明する為の全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００６１】（並列処理プログラム生成処理）図１は、
本発明の並列処理プログラム生成方法を実施する並列化
コンパイラの概略構成を示す図である。図１において、
５０は並列化前プログラム、５１は並列化後プログラ
ム、５４は中間語、６は並列化コンパイラ、６０は構文
解析部、６１はＩ／Ｏ文並列化部、６２は非Ｉ／Ｏ文並
列化部、６３はコード生成部、６１０はファイル種別判
定条件節挿入部、６１１は分散記述子アクセス文挿入
部、６１２は並列Ｉ／Ｏ文挿入部、６１３は再分散文挿
入部、６１４は逐次Ｉ／Ｏ文挿入部、６１５はデータ転
送文挿入部である。

【００６２】本実施例の並列処理プログラム生成装置
は、並列化前プログラム５０、中間語及び並列化後プロ
グラム５１を格納する外部記憶装置と、並列化前プログ
ラム５０と並列化後プログラム５１を一時的に記憶する
メモリと、並列化コンパイラ６を実行する制御装置を備
えている。

【００６３】図１に示す様に、本実施例の並列処理プロ
グラム生成方法を実施する並列化コンパイラ６は、並列
化前プログラム５０を読み込んで入出力文等を検索し中
間語５４を生成する構文解析部６０と、並列化前プログ
ラム５０の入出力文を並列化するＩ／Ｏ文並列化部６１
と、並列化前プログラム５０の入出力文以外の文を並列
化する非Ｉ／Ｏ文並列化部６２と、中間語５４を読み込
んで並列化後プログラム５１を生成するコード生成部６
３を備えている。

【００６４】並列化コンパイラ６のＩ／Ｏ文並列化部６
１は、並列化前プログラム５０の入出力文のファイルが
配列ファイルであるかまたは標準ファイルであるかかを
判定する条件節を挿入するファイル種別判定条件節挿入
部６１０と、分散記述子を読み込む文または書き出す文
を挿入する分散記述子アクセス文挿入部６１１と、配列
ファイルを読み込む文または書き出す文を挿入する並列
Ｉ／Ｏ文挿入部６１２と、データの再分散を行うデータ
再分散文を挿入する再分散文挿入部６１３と、標準ファ
イルを読み込む文または書き出す文を挿入する逐次Ｉ／
Ｏ文挿入部６１４と、標準ファイルのデータを転送する
文を挿入するデータ転送文挿入部６１５を備えている。

【００６５】並列化コンパイラ６の非Ｉ／Ｏ文並列化部
６２は、プログラム内の入出力文以外の部分を並列化
し、コード生成部６３は中間語５４を読み込んで並列化
後プログラム５１を生成するが、これらの処理の内容は
従来の並列化コンパイラの場合と特に変わらないので、
ここでは詳細は述べない。

【００６６】図２は、本実施例の並列処理プログラム生
成方法において、入力文の並列化処理手順を示すフロー
チャートである。

【００６７】図３は、本実施例の並列処理プログラム生
成方法において、出力文の並列化処理手順を示すフロー
チャートである。

【００６８】図４は、本発明の並列処理プログラム実行
装置の一実施例である並列計算機の概略構成を示す図で
ある。図４において、２は並列計算機、２１は複数のノ
ードを接続するノード間ネットワーク、２５は外部ネッ
トワーク、２６は外部ネットワーク２５に接続されたワ
ークステーション、２７はワークステーション２６に接
続されたディスク装置、２０１〜２０ｎはノード間ネッ
トワーク２１によって接続された複数のノード、２２１
〜２２ｎはノード２０１〜２０ｎのＣＰＵ、２３１〜２
３ｎはノード２０１〜２０ｎのローカルメモリ、２４１
〜２４ｎはノード２０１〜２０ｎに接続されたディスク
装置、３０は配列ファイル、３１は標準ファイルであ
る。

【００６９】図４に示す様に、本実施例の並列処理プロ
グラム実行装置である並列計算機２は、複数のノード２
０１〜２０ｎがノード間ネットワーク２１によって接続
されており、ノード２０１〜２０ｎには、ＣＰＵ２２１
〜２２ｎ、ローカルメモリ２３１〜２３ｎが含まれ、ま
た、ディスク装置２４１〜２４ｎが接続されている。ノ
ード２０１〜２０ｎは、当該ノードに接続されているデ
ィスク装置のみに直接アクセスできる。

【００７０】本実施例の並列処理プログラム実行装置で
ある並列計算機２では、全ノードにディスク装置が付い
ていると仮定しているが、一部のノードだけにディスク
装置が付いている構成であっても、本発明は適用可能で
ある。

【００７１】並列計算機２のノード２０１〜２０ｎに
は、０番から始まる番号が左から順に付けられているも
のとする。左端のノード２０１、すなわち０番ノード
は、外部ネットワーク２５を通してワークステーション
２６等の他の計算機と接続されている。ワークステーシ
ョン２６には、ディスク装置２７が接続されており、０
番ノードは外部ネットワーク２５とワークステーション
２６を経由してディスク装置２７にアクセスできる。

【００７２】並列計算機２のディスク装置２４１〜２４
ｎは並列入出力機能を持ち、ワークステーション２６の
ディスク装置２７は逐次入出力専用である。ディスク装
置２４１〜２４ｎには配列ファイル３０が格納され、デ
ィスク装置２７には標準ファイル３１が格納されるもの
とする。

【００７３】図５は、本実施例の並列処理プログラム生
成方法の配列ファイルの概略構成を示す図である。図５
において、３０１は配列ファイル３０の要素数、３０２
は配列ファイル３０のデータの分散形状、３０３は配列
ファイル３０のローカル配列要素である。

【００７４】図５に示す様に、本実施例の並列処理プロ
グラム生成方法の配列ファイル３０は、配列データを複
数のディスク装置２４１〜２４ｎに分散して格納してお
り、並列計算機２のノード２０１〜２０ｎは、ディスク
装置２４１〜２４ｎに分散された複数の配列ファイル３
０に並列にアクセスすることによって、高速な入出力処
理を行う。

【００７５】本実施例では、簡単の為に、配列は１次元
とし、分散形状３０２はブロック分散か巡回分散のいず
れかとする。配列ファイル３０は複数の配列レコードの
列であり、その配列レコードは要素数３０１、分散形状
３０２、ローカル配列要素３０３を含んでいる。

【００７６】配列ファイル３０の要素数３０１は当該配
列レコードに含まれる全配列要素数を示す整数である。
配列ファイル３０のデータの分散形状３０２は、当該配
列レコード内での配列要素の分散形状を示すコードであ
る。ブロック分散を表す分散形状３０２のコードをDIST
_BLOCK、巡回分散を表す分散形状３０２のコードをDIST
_CYCLICで表すことにする。

【００７７】要素数３０１と分散形状３０２を合わせ
て、「分散記述子」と呼ぶ。各々の配列レコードの分散
記述子の内容は、全ノードで等しい。ローカル配列要素
３０３は、そのノードに割り当てられた部分配列の要素
である。当然ながら、ローカル配列要素３０３の内容は
ノードによって異なる。

【００７８】図６は、本実施例の並列処理プログラム生
成方法の入力文の並列化処理の変換前プログラムの一例
を示す図である。図６において、５００は入力文を含む
変換前プログラムである。

【００７９】図６に示す様に、本実施例の並列処理プロ
グラム生成方法の入力文の並列化処理の変換前プログラ
ム５００は、Fortran言語で記述されており、１行目は
要素数１０００の実数型配列aの宣言文である。

【００８０】変換前プログラム５００の２行目は配列a
をブロック分散するという指示文であり、例えば、配列
aを、並列計算機２のノード２０１〜２０ｎのローカル
メモリ２３１〜２３ｎに分散することを示している。前
記指示文は、HPF(High Performance Fortran)というFor
tran拡張言語の仕様に従っている。

【００８１】変換前プログラム５００の３行目は、装置
番号１５番に割り当てられたファイルから配列aの１０
００個の要素の値を読み込む入力文である。

【００８２】図７は、本実施例の並列処理プログラム生
成方法の入力文の並列化処理の変換後プログラムの一例
を示す図である。図７において、５１０は入力文を含む
変換後プログラムである。

【００８３】図７に示す様に、本実施例の並列処理プロ
グラム生成方法では変換後プログラム５１０をソースプ
ログラムの形式で示すが、オブジェクトプログラム形式
に変換する場合でも本発明は同様に適用できる。

【００８４】変換後プログラム５１０の１行目は、分散
後の配列aの宣言である。ここでは、並列計算機２のノ
ード数を４と仮定する。従って、ノード当りの要素数は
１０００／４＝２５０となる。なお、以降では特に断ら
ない限り、並列計算機２のノード数は４とする。

【００８５】変換後プログラム５１０の２行目は、入出
力用バッファの配列iobufの宣言文である。後に述べる
様に、入力データを分散配列aに直接読み込むのではな
く、一時的にこの入出力用バッファに読み込んでからノ
ード間で転送して配列aに代入する場合がある。

【００８６】変換後プログラム５１０の３、４行目は、
定数の宣言文である。DIST_BLOCKとDIST_CYCLICは、前
にも述べた様に、配列の分散形状を表す定数である。FT
YPE_PARとFTYPE_SEQは入出力処理の対象であるファイル
の種別を表す定数であり、それぞれ、配列ファイル３０
と標準ファイル３１を表す。

【００８７】変換後プログラム５１０の５行目から８行
目迄は、分散記述子の構造を表すdistinfoというデータ
型の定義文である。distinfoは、要素数を表すorg_siz
e、分散形状を表すdistの２個のフィールドから構成さ
れる。

【００８８】変換後プログラム５１０の９、１０行目
は、distinfo型の分散記述子変数a_dist、file_distの
宣言文である。これらの変数は、それぞれ、ローカルメ
モリ２３１〜２３ｎ及びディスク装置２４１〜２４ｎの
データの分散形状を表す。

【００８９】変換後プログラム５１０の２１、２２行目
は、分散記述子変数a_distにローカルメモリ２３１〜２
３ｎのデータの分散形状を表す値を設定する文である。
ローカルメモリ２３１〜２３ｎのデータの分散形状はブ
ロック分散と指示されているので、定数にDIST_BLOCKを
設定している。

【００９０】以下に、本実施例の並列処理プログラム生
成方法において、入力文を並列化する処理手順を図２を
参照して説明する。これは、図６に示す様な変換前プロ
グラム５００を、図７に示す様な変換後プログラム５１
０に変換する処理手順である。

【００９１】図２に示す様に、ステップ１００の処理で
は、入出力用バッファiobufの宣言文をプログラムに挿
入する。入出力用バッファのサイズは、入出力処理の対
象であるファイルが標準ファイル３１だった場合でも充
分な様に、入力先の配列aの元のサイズと等しくする。
このステップ１００の処理により、図７の２行目の宣言
文が挿入される。

【００９２】ステップ１０１の処理では、変換後プログ
ラム５１０で必要になるＤＩＳＴ＿ＢＬＯＣＫ等の定数
の宣言文を挿入する。このステップ１０１の処理によ
り、図７の３、４行目の宣言文が挿入される。

【００９３】ステップ１０２の処理では、分散記述子の
変数宣言文を挿入する。このステップ１０２の処理によ
り、図７の５行目から１０行目の宣言文が挿入される。

【００９４】ステップ１０３の処理では、ローカルメモ
リ２３１〜２３ｎの配列用の分散記述子に値を設定する
代入文を挿入する。このステップ１０３の処理により、
図７の２１、２２行目の代入文が挿入される。

【００９５】ステップ１０４の処理では、入出力処理の
対象であるファイルが配列ファイル３０であるかまたは
標準ファイル３１であるかを判定する条件節を挿入す
る。なお、この条件節を以後の処理で挿入される他の条
件節と区別する為に「条件節１」と呼ぶ。この条件節１
は、図７では、３１行目、３９行目、４２行目のｉｆ−
ｔｈｅｎ−ｅｌｓｅ構造に該当する。

【００９６】ステップ１０５の処理では、配列ファイル
３０から分散記述子を読み込む文を、条件節１のthen部
に挿入する。この文は、図７では、３２行目に該当す
る。

【００９７】ステップ１０６の処理では、ディスク装置
２４１〜２４ｎとローカルメモリ２３１〜２３ｎとで分
散形状が一致するかどうかを判定する条件節を、条件節
１のthen部に挿入する。この新たな条件節を「条件節
２」と呼ぶ。この条件節２は、図７では、３３行目、３
５行目、３８行目のif-then-else構造に該当する。

【００９８】ステップ１０７の処理では、配列ファイル
３０内のローカル配列データを配列aに読み込む文を、
条件節２のthen部に挿入する。この文は、図７では、３
４行目に該当する。

【００９９】ステップ１０８の処理では、配列ファイル
３０内のローカル配列データを入出力用バッファiobuf
に読み込む文を、条件節２のelse部に挿入する。この文
は、図７では、３６行目に該当する。

【０１００】ステップ１０９の処理では、ローカルメモ
リ２３１〜２３ｎのデータの分散形状に合わせてデータ
を再分散する文を、条件節２のelse部に挿入する。この
文は、図７では、３７行目に該当する。

【０１０１】ステップ１１０の処理では、標準ファイル
３１内のデータを０番ノードが入出力用バッファiobuf
に読み込む文を、条件節１のelse部に挿入する。この文
は、図７では、４０行目に該当する。

【０１０２】ステップ１１１の処理では、０番ノードか
ら全ノードへ、配列aの分散形状に合わせてデータを転
送する文を条件節１のelse部に挿入する。この文は、図
７では、４１行目に該当する。

【０１０３】図８は、本実施例の並列処理プログラム生
成方法の出力文の並列化処理の変換前プログラムの一例
を示す図である。図８において、５０１は出力文を含む
変換前プログラムである。

【０１０４】図８に示す様に、本実施例の並列処理プロ
グラム生成方法の出力文の並列化処理の変換前プログラ
ム５０１は、Fortran言語で記述されており、１行目は
要素数１０００の実数型配列aの宣言文である。変換前
プログラム５０１の２行目は配列aをブロック分散する
という指示文である。この指示文は、HPFの仕様に従っ
ている。変換前プログラム５０１の３行目は、装置番号
１６番に割り当てられたファイルに配列aの１０００個
の要素の値を書き出す出力文である。

【０１０５】図９は、本実施例の並列処理プログラム生
成方法の出力文の並列化処理の変換後プログラムの一例
を示す図である。図９において、５１１は出力文を含む
変換後プログラムである。

【０１０６】図９に示す様に、本実施例の並列処理プロ
グラム生成方法では変換後プログラム５１１をソースプ
ログラムの形式で示すが、オブジェクトプログラム形式
に変換する場合でも本発明は同様に適用できる。

【０１０７】変換後プログラム５１１の１行目は、分散
後の配列aの宣言である。変換後プログラム５１１の２
行目は、入出力用バッファの配列iobufの宣言文であ
る。

【０１０８】変換後プログラム５１１の３、４行目は、
定数の宣言文である。DIST_BLOCKとDIST_CYCLICは、配
列の分散形状を表す定数である。FTYPE_PARとFTYPE_SEQ
は入出力処理の対象であるファイルの種別を表す定数で
あり、それぞれ、配列ファイル３０と標準ファイル３１
を表す。

【０１０９】変換後プログラム５１１の５行目から８行
目迄は、分散記述子の構造を表すdistinfoというデータ
型の定義文である。distinfoは、要素数を表すorg_siz
e、分散形状を表すdistの２個のフィールドから構成さ
れる。

【０１１０】変換後プログラム５１１の９行目は、dist
info型の分散記述子変数a_distの宣言文である。この変
数は、ローカルメモリ２３１〜２３ｎのデータの分散形
状を表す。

【０１１１】変換後プログラム５１１の２１、２２行目
は、分散記述子変数a_distにローカルメモリ２３１〜２
３ｎのデータの分散形状を表す値を設定する文である。
ローカルメモリ２３１〜２３ｎのデータの分散形状はブ
ロック分散と指示されているので、定数DIST_BLOCKを設
定している。

【０１１２】変換後プログラム５１１では、ディスク装
置２４１〜２４ｎのデータの分散形状を表す分散記述子
変数file_distは必要では無い。なぜなら、入力のとき
と違って、出力のときは、ローカルメモリ２３１〜２３
ｎのデータの分散形状のままディスク装置２４１〜２４
ｎに書き出せば良いからである。３１行目以降が、実際
の出力処理である。

【０１１３】以下に、本実施例の並列処理プログラム生
成方法において、出力文を並列化する処理手順について
図３を参照して説明する。これは、図８に示す様な変換
前プログラム５０１を、図９に示す様な変換後プログラ
ム５１１に変換する処理手順である。

【０１１４】図３に示す様に、ステップ１２０からステ
ップ１２３迄の処理は、入力文を並列化する処理手順に
関連して説明した図２のステップ１００からステップ１
０３迄の処理と同様なので、説明は省略する。

【０１１５】ステップ１２４の処理では、入出力処理の
対象であるファイルが配列ファイル３０か標準ファイル
３１かを判定する条件節を挿入する。この条件節は、図
９では、３１行目、３４行目、３７行目のif-then-else
構造に該当する。

【０１１６】ステップ１２５の処理では、出力する配列
の分散記述子を配列レコードに書き出す文を、条件節の
then部に挿入する。この文は、図９では、３２行目に該
当する。

【０１１７】ステップ１２６の処理では、配列データを
配列レコードに書き出す文を、条件節のthen部に挿入す
る。この文は、図９では、３３行目に該当する。

【０１１８】ステップ１２７の処理では、０番ノードの
入出力用バッファに配列の全要素を集める文を、条件節
のelse部に挿入する。この文は、図９では、３５行目に
該当する。

【０１１９】ステップ１２８の処理では、０番ノードが
入出力用バッファのデータを標準ファイル３１に書き出
す文を、条件節のelse部に挿入する。この文は、図９で
は、３６行目に該当する。

【０１２０】以上の様に、本実施例の並列処理プログラ
ム生成方法及びその実施装置によれば、逐次入出力用の
入出力文を検索した後に前記入出力文を並列入出力用の
入出力文に変換するので、移植性を低下させることな
く、ユーザの修正無しに逐次入出力用の入出力文を並列
化して並列処理プログラムの生成を行うことが可能であ
る。

【０１２１】（ライブラリ手続き呼び出しによる並列処
理プログラム生成処理）以下に、本実施例の並列処理プ
ログラム生成方法において、任意ファイル用入出力ライ
ブラリを利用する並列化方法を述べる。これは、図７や
図９に示した様な変換後プログラム５１０及び５１１に
現れる複雑な処理をまとめた、任意ファイル用入出力ラ
イブラリ手続きを用意しておき、逐次処理プログラムの
入出力文を任意ファイル用入出力ライブラリ手続きの呼
び出しに置き換えるというものである。

【０１２２】本実施例の並列処理プログラム生成装置
は、並列化前プログラム５０、中間語及び並列化後プロ
グラム５１を格納する外部記憶装置と、並列化前プログ
ラム５０と並列化後プログラム５１を記憶するメモリ
と、並列化コンパイラ６を実行する制御装置を備えてお
り、また、前記外部記憶装置には、前記任意ファイル用
入出力ライブラリが格納されている。

【０１２３】図１０は、本実施例の並列処理プログラム
生成方法におけるライブラリの呼び出しによる入力文の
並列化方法のフローチャートである。

【０１２４】図１０に示す様に、ステップ１４１からス
テップ１４３迄の処理は、図２のステップ１００からス
テップ１０３迄の処理とほぼ同様である。但し、入出力
用バッファの宣言は行わない。なぜなら、本実施例の場
合は、入出力用バッファは任意ファイル用入出力ライブ
ラリ手続きの内部で持っていれば良く、呼び出し側のプ
ログラム内で宣言しておく必要は無いからである。

【０１２５】ステップ１４４の処理では、任意ファイル
用入出力ライブラリ手続きの呼び出しを変換前プログラ
ムに挿入する。この任意ファイル用入出力ライブラリ手
続きは、入出力処理の対象であるファイルの種別や配列
の分散形状を判定し、それぞれの場合に応じた入出力処
理を行う。

【０１２６】図１１は、本実施例の並列処理プログラム
生成方法のライブラリの呼び出しによる変換後プログラ
ムの一例を示す図である。図１１において、５１３は任
意ファイル用入出力ライブラリ手続きの呼び出しを含む
変換後プログラムである。

【０１２７】図１１に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム生成方法では、変換後プログラム５１３の３０
行目に、任意ファイル用入出力ライブラリ手続きの呼び
出しの一例であるread_any_file()の呼び出しが挿入さ
れている。

【０１２８】変換後プログラム５１３の任意ファイル用
入出力ライブラリ手続きの呼び出しでは、配列aの分散
形状を任意ファイル用入出力ライブラリ手続きに知らせ
る為に、引数として分散記述子変数a_distを渡してい
る。任意ファイル用入出力ライブラリ手続きの呼び出し
終了後には、配列aにはデータが入力されている。

【０１２９】同様にして、出力処理を一括して行う任意
ファイル用入出力ライブラリ手続きの呼び出しを変換前
プログラムに挿入することにより、出力文も簡単に変換
することができる。詳細は、入力文の場合とほとんど同
じなので、ここでは説明を省略する。

【０１３０】以上の様に、本実施例の並列処理プログラ
ム生成方法及びその実施装置によれば、逐次入出力用の
入出力文を並列入出力処理用のライブラリ手続きの呼び
出しに変換するので、並列処理プログラムの生成を高速
化に行うことが可能である。

【０１３１】また、並列処理プログラムのソースプログ
ラム中の並列入出力処理用コード部分が簡単な呼び出し
文に変換されるので、前記ソースプログラムの記憶領域
を節約することが可能である。

【０１３２】また、前記ライブラリを実行時に動的にリ
ンクすることにすれば、前記ソースプログラムから作成
した実行形式の並列処理プログラムの大きさを抑えるこ
とが可能であり、記憶領域が節約されると共に、実行時
の当該並列処理プログラムのローディングを高速化する
ことが可能である。

【０１３３】（並列処理プログラム実行処理）以下に、
本実施例の並列処理プログラム実行方法における入力処
理の処理手順について説明する。

【０１３４】図４に示す様に、本実施例の並列処理プロ
グラム実行装置である並列計算機２は、前記入出力処理
のデータを記憶する複数のローカルメモリ２３１〜２３
ｎと、前記入出力処理の行われる配列ファイル３０と標
準ファイル３１を格納する複数のディスク装置２４１〜
２４ｎ及びディスク装置２７と、前記入出力処理の対象
であるファイルが配列ファイル３０であるかまたは標準
ファイル３１であるかに応じて、ローカルメモリ２３１
〜２３ｎとディスク装置２４１〜２４ｎまたはディスク
装置２７との間で並列入出力処理または逐次入出力処理
を行う複数のＣＰＵ２２１〜２２ｎを備えている。

【０１３５】図１２は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法の入力処理手順を示すフローチャートである。

【０１３６】図１２に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法では、ステップ４００の処理で、入力
処理の対象であるファイルの種別を調べる。このステッ
プ４００の処理は、図７では３１行目の処理に当たり、
装置番号１５番に割り当てられたファイルの種別をfile
type(15)という関数で、オペレーティングシステムに問
い合わせている。入力処理の対象であるファイルの種別
が配列ファイル３０ならばステップ４０１の処理に進
み、標準ファイル３１ならばステップ４０６の処理に進
む。

【０１３７】ステップ４０１の処理では、ディスク装置
２４１〜２４ｎの配列ファイル３０の配列レコードに含
まれる分散記述子を、分散記述子変数file_distに読み
込む。分散記述子は全ディスク装置の配列ファイル３０
に同一内容のものが格納されているので、全ノードで並
列に読み込むことができる。このステップ４０１の処理
は、図７では、３２行目のget_file_dist()というサブ
ルーチン呼び出しに該当する。

【０１３８】ステップ４０２の処理では、分散記述子変
数file_distを調べてディスク装置２４１〜２４ｎでの
配列ファイル３０のデータの分散形状を求め、前記分散
形状がローカルメモリ２３１〜２３ｎのデータの分散形
状（本実施例ではブロック分散）と一致するかどうかを
判定する。もし一致すればステップ４０３の処理に進
み、一致しなければステップ４０４の処理に進む。この
ステップ４０２の処理は、図７では、３３行目の処理に
当たる。

【０１３９】ステップ４０３の処理では、ディスク装置
２４１〜２４ｎの配列ファイル３０の配列レコード内の
ローカル配列を、ノード２０１〜２０ｎのローカルメモ
リ２３１〜２３ｎの配列aに並列に読み込む。配列aの分
散形状と配列レコード内のローカル配列データの分散形
状は一致しているので、これで処理を終了する。このス
テップ４０３の処理は、図７では、３４行目のread_arr
ay_file()というサブルーチン呼び出しに当たる。

【０１４０】また、ステップ４０４の処理に進んだ場合
は、ディスク装置２４１〜２４ｎの配列ファイル３０の
配列レコード内のローカル配列を、ノード２０１〜２０
ｎのローカルメモリ２３１〜２３ｎの入出力用バッファ
iobufに並列に読み込む。この場合、各ノードでは、iob
ufの全要素ではなく初めの２５０要素のみに値が読み込
まれる。このステップ４０４の処理は、図７では、３６
行目の処理に当たる。この様にして読み込まれたローカ
ル配列データの分散形状は、配列aの分散形状とは異な
っている。

【０１４１】そこで、ステップ４０５の処理では、配列
aの分散形状に合わせてデータ再分散を行いながら、入
出力用バッファiobuf内の値を配列aに代入する。これに
より配列aには正しい分散形状の値が代入されるので、
これで処理を終了する。このステップ４０５の処理は、
図７では、３７行目のredist_asgn()というサブルーチ
ン呼び出しに当たる。前記サブルーチン呼び出しでは、
その引数として分散記述子変数a_dist、file_distを渡
している。前記サブルーチン内では、a_distとfile_dis
tを参照して再分散を行う。

【０１４２】一方、入力処理の対象であるファイルが標
準ファイル３１で、ステップ４０６の処理に進んだ場合
は、０番ノードは、標準ファイル３１から入出力用バッ
ファiobufに全配列要素を逐次的に読み込む。このステ
ップ４０６の処理は、図７では、４０行目の処理に当た
る。ここで、_mypidは、当該ノードのノード番号を表す
変数である。そして、ステップ４０７の処理では、配列
aの分散形状に合わせて、０番ノードから各ノードへの
配列の分散を行う。

【０１４３】すなわち、０番ノードは各ノードに割り当
てられるべき配列要素の値を転送する。各ノードでは、
受け取った配列要素を当該ノードの持つ配列aに格納す
る。ステップ４０７の処理は、図７では、４１行目のdi
st_asgn()というサブルーチン呼び出しに当たる。前記
サブルーチン呼び出しでは、各ノードへの転送を行う為
に、前記サブルーチンの引数として、分散記述子変数a_
distを渡している。前記サブルーチン内では、a_distを
参照して各ノードへの転送を行う。以上で、ファイルか
らの入力処理の説明を終わる。

【０１４４】以下に、本実施例の並列処理プログラム実
行方法における出力処理の処理手順について説明する。

【０１４５】図１３は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法の出力処理手順を示すフローチャートである。

【０１４６】図１３に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラムの実行方法では、ステップ４２０で出力処理の
対象であるファイルの種別を調べる。このステップ４２
０の処理は、図９では３１行目の処理に当たる。出力処
理の対象であるファイルの種別が配列ファイル３０なら
ばステップ４２１の処理に進み、標準ファイル３１なら
ばステップ４２３の処理に進む。

【０１４７】ステップ４２１の処理では、配列aに対す
る分散記述子変数a_distの内容を、配列レコードの分散
記述子として配列ファイル３０に書き出す。分散記述子
変数a_distは全ノードで同一の内容を持っているので、
ノード２０１〜２０ｎのディスク装置２４１〜２４ｎに
並列に書き出すことができる。このステップ４２１の処
理は、図９では、３２行目のput_file_dist()というサ
ブルーチン呼び出しに該当する。

【０１４８】ステップ４２２の処理では、全ノードで並
列に、各ノードに割り当てられている配列要素を、当該
ノードに接続されたディスク装置２４１〜２４ｎの配列
ファイル３０の配列レコードにそのまま書き出す。前記
の書き出しにより、配列レコードが１つ作られ、出力処
理は終了する。ステップ４２２の処理は、図９では、３
３行目のwrite_array_file()というサブルーチン呼び出
しに当たる。

【０１４９】一方、出力処理の対象であるファイルが標
準ファイル３１で、ステップ４２３の処理に進んだ場合
は、各ノードが、当該ノードに割り当てられている配列
要素の値を、０番ノードに転送する。０番ノードでは、
受け取った配列要素の値を入出力用バッファiobufに格
納する。これによって、０番ノードの入出力用バッファ
には全配列要素が集まる。このステップ４２３の処理
は、図９では、３５行目のgather_asgn()というサブル
ーチン呼び出しに当たる。前記サブルーチンの引数とし
て分散記述子変数a_distを渡している。前記サブルーチ
ン内では、a_distを参照して、０番ノードが各ノードか
ら受け取った値をiobufの適切な位置に格納する。

【０１５０】ステップ４２４の処理では、０番ノード
が、入出力用バッファiobufに集めた全配列要素の値
を、逐次的に標準ファイル３１に書き出す。このステッ
プ４２４の処理は、図９では、３６行目の処理に当た
る。以上で、標準ファイル３１への出力処理が完了す
る。

【０１５１】以上の様に、本実施例の並列処理プログラ
ム実行方法及びその実施装置によれば、入出力処理の対
象であるファイルが並列入出力用ファイルであるかまた
は逐次入出力用ファイルであるかを判定するので、並列
処理プログラムの実行時に入出力処理の対象であるファ
イルを任意に変更することが可能である。

【０１５２】（レイアウト自己記述ファイルへの出力処
理）以下に、本実施例の並列処理プログラム実行方法に
おいて、レイアウト自己記述ファイルに出力処理を行う
処理手順について説明する。

【０１５３】図４に示す様に、本実施例の並列処理プロ
グラム実行装置は、出力データを記憶する複数のローカ
ルメモリ２３１〜２３ｎと、並列出力処理の行われるレ
イアウト自己記述ファイルを格納する複数のディスク装
置２４１〜２４ｎと、前記出力データを複数のディスク
装置２４１〜２４ｎに分散して格納するか否かを決定
し、前記決定された分散情報をローカルメモリ２３１〜
２３ｎに記憶された出力データと共にディスク装置２４
１〜２４ｎに並列出力または逐次出力する複数のＣＰＵ
２２１〜２２ｎを備えている。

【０１５４】まず、準備として、Fortranで規定されて
いる「書式付き入出力」について説明しておく。書式付
き入出力とは、ファイル上のデータが人間が読むことの
できる文字列となる様に、特定の書式に従って行われる
入出力である。

【０１５５】これに対して、前記の実施例で述べた入出
力は、ファイル上のデータが計算機内部での表現形式に
なっており、書式なし入出力と呼ばれる。書式付き入出
力を行うときには、入出力文に「書式仕様」と呼ばれる
文字列を指定する。書式仕様とは、計算機内部の値とフ
ァイル上の文字列との間の変換規則を指示するものであ
る。

【０１５６】例えば、次の書式付き出力文において、'
(F8.3)'という文字列が書式仕様である。

【０１５７】write(16, '(F8.3)' ) a(1) この書式仕様は、配列要素a(1)の値を、８桁の欄に、小
数点以下３桁の精度で出力することを指定する。もし、
配列要素a(1)の値が1.0であれば、次の文字列が出力さ
れる。ここで、bは空白文字を表す。

【０１５８】 bbb1.000 書式付き入出力では、改行で区切られた文字列の各々を
「レコード」と呼ぶ。例えば、ファイル上に次の文字列
データがあったとすると、これは３個のレコードであ
り、各レコードは８桁の文字列からなることが判る。

【０１５９】 bbb1.000 bbb2.000 bbb3.000 また、前記の入出力文による入出力処理では、１個の入
出力文で複数のレコードが処理されることがある。例え
ば、出力文で、書式仕様が要求する変数の数よりも出力
処理の対象の変数の数が多いときは、書式仕様が要求す
る数の変数ごとに分けて別々のレコードとすることが規
定されている。

【０１６０】例として、次の出力文は、１０００個の要
素から成る配列aに対して、配列要素a(1)から配列要素a
(1000)迄の１０００個の配列要素を全て出力することを
表す。

【０１６１】write(16, '(F8.3)' ) a この出力文において、書式仕様'(F8.3)'は、１個の変数
のみを要求するので、この出力文を実行すると、次の様
な１０００個のレコードが出力される。

【０１６２】 bbb1.000 bbb2.000 : 1000.0 ここで、配列aの各要素には、1.0から1000.0迄の値が格
納されているものとする。

【０１６３】また、別の例として、次の様な出力文にお
いて、書式仕様'(2F8.3)'は、２個の変数を要求する。
（Fの前に付いている数字の２は、F8.3を２回繰り返す
ことを表す） write(16, '(2F8.3)' ) a 従って、この出力文を実行すると、次の様な５００個の
レコードが出力される。

【０１６４】 bbb1.000bbb2.000 bbb3.000bbb4.000 : b999.0001000.000 以上で、書式付き入出力とレコードの簡単な説明を終わ
る。

【０１６５】ここで説明した様に、書式付き入出力で
は、１個の入出力文で複数のレコードを扱う場合があ
る。この様な入出力を並列実行する為には、レコードを
単位としてデータが分散できる様になっていることが必
要である。この目的の為、本実施例では、配列ファイル
の概念を拡張した、「レイアウト自己記述ファイル」を
導入する。

【０１６６】図１４は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルの概略構成を示
す図である。図１４において、３２はヘッダ、３５はデ
ータである。

【０１６７】図１４に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルは、デ
ータを複数のディスク装置２４１〜２４ｎに分散して格
納している。レイアウト自己記述ファイルは「スーパー
レコード」の列であり、スーパーレコードはヘッダ３２
とデータ３５を含んでいる。

【０１６８】前記レイアウト自己記述ファイルのスーパ
ーレコードには、３つの形式がある。

【０１６９】図１５は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルの「レコード分
散」形式のスーパーレコードの概略構成を示す図であ
る。図１５において、３２０はレコード分散形式の種別
コード、３２１はレコード長、３２２はレコード数、３
２３は分散形状、３５１はデータである。

【０１７０】図１５に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルのレコ
ード分散形式のスーパーレコードは、データをレコード
単位で分散する場合に用いられる。

【０１７１】レコード分散形式のスーパーレコードのヘ
ッダ３２は、種別コード３２０、レコード長３２１、レ
コード数３２２、分散形状３２３の各フィールドを含ん
でおり、種別コード３２０には、そのスーパーレコード
がレコード分散形式であることを示すコード（REC_DIST
と記す）が格納される。

【０１７２】レコード分散形式のスーパーレコードのレ
コード長３２１には、１レコードの長さ（バイト数）が
格納される。なお、レコード分散形式のスーパーレコー
ドに含まれる全てのレコードの長さは等しくなければな
らないものとする。

【０１７３】レコード分散形式のスーパーレコードのレ
コード数３２２には、そのスーパーレコードに含まれ
る、全ノードを通じたレコード数が格納される。分散形
状３２３には、分散形状を表すコードDIST_BLOCKまたは
DIST_CYCLICが格納される。また、データ３５１には、
そのノードに割り当てられたレコードの内容が格納され
る。

【０１７４】図１６は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルの「要素分散」
形式のスーパーレコードの概略構成を示す図である。図
１６において、３３０は要素分散形式の種別コード、３
３１は要素長、３３２は要素数、３３３は分散形状、３
５２はデータである。

【０１７５】図１６に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルの要素
分散形式のスーパーレコードは、１レコード内に含まれ
るデータを要素単位で分散する場合に用いられる。

【０１７６】要素分散形式のスーパーレコードのヘッダ
３２は、種別コード３３０、要素長３３１、要素数３３
２、分散形状３３３の各フィールドを含んでおり、種別
コード３３０には、そのスーパーレコードが要素分散形
式であることを示すコード（ELM_DISTと記す）が格納さ
れる。

【０１７７】要素分散形式のスーパーレコードの要素長
３３１には、１要素の長さ（バイト数）が格納される。
なお、要素分散形式のスーパーレコードに含まれる全て
の要素の長さは等しくなければならないものとする。

【０１７８】要素分散形式のスーパーレコードの要素数
３３２には、そのスーパーレコードに含まれる、全ノー
ドを通じた要素数が格納される。分散形状３３３には、
分散形状を表すコードDIST_BLOCKまたはDIST_CYCLICが
格納される。また、データ３５２には、そのノードに割
り当てられた要素の内容が格納される。

【０１７９】図１７は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルの「非分散」形
式のスーパーレコードの概略構成を示す図である。図１
７において、３４０は非分散形式の種別コード、３４１
はバイト数、３５３はデータである。

【０１８０】図１７に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルの非分
散形式のスーパーレコードは、データを分散せずに、全
て０番ノードで保持する場合に用いられる。

【０１８１】非分散形式のスーパーレコードのヘッダ３
２は、種別コード３４０、バイト数３４１の各フィール
ドを含んでおり、非分散形式のスーパーレコードの種別
コード３４０には、そのスーパーレコードが非分散形式
であることを示すコード（NO_DISTと記す）が格納され
る。

【０１８２】非分散形式のスーパーレコードのバイト数
３４１には、そのスーパーレコードに含まれる全データ
の合計バイト数が格納される。また、データ３５３に
は、０番ノードの場合はスーパーレコードに含まれる全
データが格納され、他のノードの場合は何も格納されな
い。

【０１８３】次に、いくつかの具体的な入出力文を例と
して、レイアウト自己記述ファイルの使い方を説明す
る。まず、基本的な例として、次の出力文について述べ
る。

【０１８４】write(16, '(F8.3)' ) a 配列aの分散形状は、ブロック分散とし、各配列要素に
は1.0から1000.0の値が格納されているものとする。

【０１８５】前記の出力文に対しては、１０００個の同
じ長さのレコードが生成されるので、レコード分散形式
のスーパーレコードを用いるのが適切である。さらに、
配列aがブロック分散されているので、レコードの分散
形状もブロック分散とすれば、再分散は必要無い。

【０１８６】従って、この様な場合は、図１８に示す様
なスーパーレコードを書き出す。

【０１８７】図１８は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルのレコード分散
形式のスーパーレコードの第１の例を示す図である。

【０１８８】図１８に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルのレコ
ード分散形式のスーパーレコードの第１の例では、種別
コードはREC_DISTであり、レコード長は９である。ここ
で、レコードの最後の改行コードもレコード長に数えて
いる。また、前記レイアウト自己記述ファイルのレコー
ド数は１０００、分散形状はブロック分散である。前記
の出力文を実行すると、各ノードのデータ部には、図１
８に示す様な内容が出力される。図１８ではレコードの
区切りを改行マークで示している。

【０１８９】別の例として、次の出力文について述べ
る。

【０１９０】write(16, '(2F8.3)' ) a この様な出力文に対しては、５００個の同じ長さのレコ
ードが生成されるので、やはりレコード分散形式のスー
パーレコードを用いるのが適切である。レコードの分散
形状はやはりブロック分散とするのが良い。従って、こ
の様な場合は、図１９に示す様なスーパーレコードを書
き出す。

【０１９１】図１９は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルのレコード分散
形式のスーパーレコードの第２の例を示す図である。

【０１９２】図１９に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルのレコ
ード分散形式のスーパーレコードの第２の例では、１レ
コードに２個の配列要素が含まれるので、レコード長は
改行コードも含めて１７である。前記レイアウト自己記
述ファイルのレコード数は５００、分散形状はブロック
分散である。前記の出力文を実行すると、各ノードのデ
ータ部には、図１９に示す様な内容が出力される。bbb
1.000とbbb2. 000は１個のレコードなので、それらの間には改行マー
クが無い。

【０１９３】また別の例として、次の出力文について述
べる。

【０１９４】write(16, '(1000F8.3)' ) a この様な出力文に対しては、ただ１つのレコードが生成
され、その中に１０００個の配列要素が含まれるので、
要素分散形式のスーパーレコードを用いるのが適切であ
る。従って、図２０に示す様なスーパーレコードを書き
出す。

【０１９５】図２０は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルの要素分散形式
のスーパーレコードの一例を示す図である。

【０１９６】図２０に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルの要素
分散形式のスーパーレコードでは、種別コードはELM_DI
STであり、要素長は８、要素数は１０００、分散形状は
ブロック分散である。前記の出力文を実行すると、各ノ
ードのデータ部には、図２０に示す様な内容が出力され
る。本実施例の要素分散形式のスーパーレコードの例で
は、全体が１個のレコードであるから、データ部に改行
マークは現れない。

【０１９７】また別の例として、次の出力文について述
べる。

【０１９８】 write(16, '(F6.1, 2F8.3)' ) s, a(1), a(2) ここで、sは配列でない変数で、値-1.0が格納されてい
るものとする。なお、配列でない変数は、全ノードで同
一の値のコピーを持つものとする。

【０１９９】この出力文の書式仕様'(F6.1, 2F8.3)'
は、１個の変数を６桁の欄に小数点以下１桁の精度で出
力し、その後に２個の変数をそれぞれ８桁の欄に小数点
以下３桁の精度で出力することを指定する。この場合
は、分散配列と配列でない変数が混じっており、さら
に、桁数（長さ）が変数によって異なっているので、非
分散形式のスーパーレコードを用いるのが適切である。
従って、図２１に示す様なスーパーレコードを書き出
す。

【０２００】図２１は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルの非分散形式の
スーパーレコードの一例を示す図である。

【０２０１】図２１に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルの非分
散形式のスーパーレコードでは、種別コードはNO_DIST
であり、バイト数は２３である。前記の出力文を実行す
ると、０番ノードのデータ部には、図２１に示す様な内
容が出力され、他のノードのデータ部には何も出力され
ない。なお、出力変数が０番以外のノードに割り当てら
れているときは、ノード間で転送して０番ノードに集め
てから書き出す。

【０２０２】以上をまとめて、本実施例の並列処理プロ
グラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルへの出力
処理の処理手順について説明する。

【０２０３】図２２は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルへの出力処理の
処理手順を示すフローチャートである。

【０２０４】図２２に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルへの出
力処理を行うステップ４４０の処理では、出力変数の中
に分散配列が含まれるかどうかを判定する。もし含まれ
ていればステップ４４１の処理に進み、含まれていなけ
ればステップ４５１の処理に進む。

【０２０５】ステップ４４１の処理では、出力変数の数
と書式仕様に基づいて、出力すべきレコード数、レコー
ド長、レコード内の要素数、要素長等を計算する。

【０２０６】ステップ４４２の処理では、レコード数を
判定し、複数ならばステップ４４３の処理に進み、１個
ならばステップ４４７の処理に進む。

【０２０７】ステップ４４３の処理では、全レコードが
同じ長さかどうかを判定し、全レコードの長さが同じな
らばステップ４４４の処理に進み、全レコードの長さが
同じでなければ、ステップ４５１の処理に進む。

【０２０８】また、ステップ４４７の処理では１レコー
ド内の全要素が同じ長さかどうかを判定し、全要素の長
さが同じならばステップ４４８の処理に進み、全要素の
長さが同じでなければステップ４５１の処理に進む。

【０２０９】ステップ４４４以降の処理では、レコード
分散形式のスーパーレコードを出力する。ステップ４４
４の処理では、スーパーレコードのヘッダ３２に、種別
コードREC_DISTを書き出す。

【０２１０】ステップ４４５の処理では、スーパーレコ
ードのヘッダ３２に、レコード長３２１、レコード数３
２２、分散形状３２３を書き出す。

【０２１１】ステップ４４６の処理では、各ノードで、
当該ノードに割り当てられたデータ３５１を書き出す。
これで、レコード分散形式の場合の処理を終了する。

【０２１２】ステップ４４８以降の処理では、要素分散
形式のスーパーレコードを出力する。ステップ４４８の
処理では、スーパーレコードのヘッダ３２に、種別コー
ドELM_DISTを書き出す。

【０２１３】ステップ４４９の処理では、スーパーレコ
ードのヘッダ３２に、要素長３３１、要素数３３２、分
散形状３３３を書き出す。

【０２１４】ステップ４５０の処理では、各ノードで、
当該ノードに割り当てられたデータ３５２を書き出す。
これで、要素分散形式の場合の処理を終了する。

【０２１５】ステップ４５１以降の処理では、非分散形
式のスーパーレコードを出力する。ステップ４５１の処
理では、スーパーレコードのヘッダ３２に、種別コード
NO_DISTを書き出す。

【０２１６】ステップ４５２の処理では、スーパーレコ
ードのヘッダ３２に、バイト数３４１を書き出す。ステ
ップ４５３の処理では、出力変数の内容をノード間で転
送して０番ノードに集める。ステップ４５４の処理で
は、集めたデータを０番ノードが逐次的に書き出す。こ
れで、非分散形式の場合の処理を終了する。

【０２１７】図２２に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラムのレイアウト自己記述ファイルの出力処理で
は、ある出力文で生成される全レコードの長さが等しく
ない場合は、非分散形式のスーパーレコードを出力する
ことになっている。しかし、出力処理方法を拡張して、
全レコードの長さが等しくなくても、データを部分的に
分散して出力することも可能である。例えば、次の出力
文では、３個の配列要素を含むレコードが３３３個、１
個の配列要素を含むレコードが１個生成される。

【０２１８】write(16, '(3F8.3)') a これをレイアウト自己記述ファイルに格納する方法とし
ては、図２３に示す様なものが可能である。

【０２１９】図２３は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルの複数の形式の
スーパーレコードの一例を示す図である。

【０２２０】図２３に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルへの出
力処理では、１個の出力文に対して、複数の形式のスー
パーレコードを生成している。

【０２２１】第１のスーパーレコードはレコード分散形
式で、レコード長は２５、レコード数は３３３、分散形
状はブロック分散である。このスーパーレコード内に、
配列要素a(1)から配列要素a(999)迄に対応するデータを
格納する。３３３個のレコードを４ノードで分散するの
で、最後のノード以外には８４個のレコード、最後のノ
ードには８１個のレコードを格納する。最後のノードで
余ったレコード３個分の領域は、空白文字で埋める。

【０２２２】第２のスーパーレコードは非分散形式で、
バイト数は９である。このスーパーレコードには、最後
の配列要素a(1000)に対応するデータを格納する。これ
で、大部分の配列要素を分散して格納できる。なお、元
々の配列要素が各ノードに２５０個ずつ割り当てられて
いたとすると、この様な形状で出力する為には、データ
再分散が必要である。

【０２２３】以上の様に、本実施例の並列処理プログラ
ム実行方法及びその実施装置によれば、出力処理の対象
であるファイルの分散情報を当該ファイル内に書き込む
ので、配列データ以外のデータについても並列出力処理
を実行することが可能である。

【０２２４】（レイアウト自己記述ファイルへの入力処
理）以下に、本実施例の並列処理プログラム実行方法に
おいて、レイアウト自己記述ファイルからの入力処理を
行う処理手順について説明する。

【０２２５】図４に示す様に、本実施例の並列処理プロ
グラム実行装置は、入力データを記憶する複数のローカ
ルメモリ２３１〜２３ｎと、並列入力処理の行われるレ
イアウト自己記述ファイルを格納する複数のディスク装
置２４１〜２４ｎと、前記入力データが複数のディスク
装置２４１〜２４ｎに分散して格納されているか否かを
表す分散情報を当該ディスク装置から入力し、前記分散
情報によって前記入力データをディスク装置２４１〜２
４ｎから並列入力または逐次入力して前記ローカルメモ
リ２３１〜２３ｎに記憶する複数のＣＰＵ２２１〜２２
ｎを備えている。

【０２２６】まず、基本的な例として、図１８に示す様
なレコード分散形式のスーパーレコードから、次の入力
文によってデータを読み込む場合を述べる。

【０２２７】read(15, '(F8.3)' ) x ここで、xは１０００個の要素から成る配列とする。For
tranでは、入力文で、書式仕様が要求する変数の数より
も入力処理の対象の変数の数が多いときは、書式仕様が
要求する数の変数ごとに分けて別々のレコードから読み
込むことが規定されている。

【０２２８】前記の入力文では、書式仕様'(F8.3)'は１
個の変数を要求するのに対し、入力変数は１０００個の
配列要素であるから、合計１０００レコード読み込ん
で、各レコードから初めの８バイトを取り出して、各配
列要素の値とすれば良いことが分かる。

【０２２９】ここで、スーパーレコードのヘッダ３２を
見ると、図１８に示す様に、９バイトの長さのレコード
が１０００個、ブロック分散で格納されていることが分
かる。このスーパーレコード１個分で、ちょうど必要な
レコード数が充たされるので、各ノードで並列にレコー
ドを読み込み、値を配列xの各要素に代入する。

【０２３０】ここで、もしも配列xの分散形状がブロッ
ク分散ならば、各ノードで読み込んだデータをそのまま
格納すれば良いし、巡回分散ならば、各ノードで読み込
んだデータを再分散して巡回分散にしてから、配列xに
格納すれば良い。

【０２３１】別の例として、図１９に示す様なスーパー
レコードから、次の入力文によって読み込む場合につい
て述べる。

【０２３２】read(15, '(2F8.3)' ) x この入力文では、書式仕様'(2F8.3)'は２個の変数を要
求するのに対し、入力変数は１０００個の配列要素であ
るから、合計５００レコード読み込んで、各レコードか
ら８バイトのデータを２個ずつ取り出して、各配列要素
の値とすれば良いことが分かる。

【０２３３】ここで、スーパーレコードのヘッダ３２を
見ると、図１９に示す様に、１７バイトのレコードが５
００個、ブロック分散で格納されており、ちょうど必要
なレコード数が充たされることが分かる。そこで、各ノ
ードで並列にレコードを読み込み、値を配列xの各要素
に代入する。配列xが巡回分散であれば、読み込んだデ
ータを再分散してから格納することは、前と同様であ
る。

【０２３４】また、別の例として、図２０に示す様な要
素分散形式のスーパーレコードから、次の入力文によっ
て読み込む場合について述べる。

【０２３５】read(15, '(1000F8.3)' ) x この入力文の書式仕様'(1000F8.3)'によれば、１レコー
ド読み込んで、８バイトの値を１０００個取り出せば良
いことが分かる。

【０２３６】スーパーレコードのヘッダ３２を見ると、
図２０に示す様に、１レコード内に８バイトの要素が１
０００個、ブロック分散で格納されていることが分か
る。そこで、各ノードで並列に要素を読み込み、必要な
らば再分散を行った後に、値を配列xの各要素に代入す
る。

【０２３７】また別の例として、図２１に示す様な非分
散形式のスーパーレコードから、次の入力文によって読
み込む場合について述べる。

【０２３８】 read(15, '(F6.1, 2F8.3)' ) t, x(1), x(2) ここでtは配列でない変数とする。前記の入力文の書式
仕様'(F6.1, 2F8.3)'によれば、１レコード読み込ん
で、６バイトの値を１個、８バイトの値を２個取り出せ
ば良いことが分かる。

【０２３９】スーパーレコードのヘッダ３２を見ると、
図２１に示す様に、２５バイトのレコードが１個、非分
散で格納されていることが分かる。そこで、０番ノード
で１レコードを読み込み、３個の値を得る。入力変数t
は配列ではないので、全ノードで同一の値のコピーを持
つ様にしなければならない。

【０２４０】従って、当該ファイルから得られた第１の
値を０番ノードから全ノードへ転送し、全ノードでtの
コピーに格納する。また、入力変数x(1)とx(2)について
は、もしも配列xがブロック分散ならば両方とも０番ノ
ード上にあるので、当該ファイルから得られた第２、第
３の値を０番ノードでそのままx(1)とx(2)に格納する。

【０２４１】もしも、配列xが巡回分散ならば、x(1)は
０番ノードにあるがx(2)は１番ノードにある。従って、
当該ファイルから得られた第２の値は０番ノードでx(1)
に格納するが、第３の値は１番ノードに転送して、そこ
でx(2)に格納する。

【０２４２】もう少し複雑な場合として、スーパーレコ
ード内のレコード数や要素数が、入力文で要求されるも
のと一致していない場合の処理について説明する。例と
して図１８に示す様なブロック分散形式のスーパーレコ
ードから、次の入力文によってデータを読み込む場合に
ついて述べる。

【０２４３】read(15,'(F8.3)') y ここで、yは５００個の要素から成る配列とする。前記
の入力文の書式仕様とyの要素数によれば、５００レコ
ード読み込んで、各レコードから初めの８バイトを取り
出せば良いことが分かる。ところが、図１８に示す様
に、当該スーパーレコードには１０００個のレコードが
含まれているので、スーパーレコード全体を読み込む
と、レコード数が多過ぎることになる。

【０２４４】この様な場合、スーパーレコードのヘッダ
３２を見るとレコードがブロック分散されていることが
分かるので、５００レコード取り出す為には、０番ノー
ドと１番ノードだけが当該ノードの持つレコードを読み
込めば良いと分かる。こうして読み込んだレコードから
値を取り出し、必要なら再分散を行って、配列yの５０
０個の要素に格納する。なお、次に前記ファイルから読
み出すときには、このスーパーレコードの第５０１レコ
ード目から読む様にする。

【０２４５】また、別の例として、１個のスーパーレコ
ード内のレコード数や要素数が、入力文で要求されるも
のより少ない場合の処理について説明する。図２３に示
す様な２個のスーパーレコードから、次の入力文によっ
てデータを読み込む場合について述べる。

【０２４６】read(15, '(3F8.3)' ) x ここで、xは前記の例と同じく１０００個の要素から成
る配列とする。書式仕様とxの要素数から、３３４レコ
ードを読み込んで、初めの３３３レコードからは各々３
個の値を取り出し、最後の１レコードからは１個の値を
取り出せば良いことが分かる。

【０２４７】ところが、図２３に示す様に、ファイルの
方を見ると、初めのスーパーレコードには、３３３個の
レコードしか含まれていない。そこで、まずは、初めの
スーパーレコードの３３３個のレコードを読み込んで、
配列要素x(1)からx(999)の値を得る。

【０２４８】このままでは、まだ、配列要素x(1000)に
値が入力されていない。そこで、次のスーパーレコード
へ進む。次のスーパーレコードは非分散形式であるか
ら、０番ノードが１レコードを読み込み、このレコード
に含まれる値をx(1000)に格納する。

【０２４９】以上をまとめて、本実施例の並列処理プロ
グラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルからの入
力処理の処理手順について説明する。

【０２５０】図２４は、本実施例の並列処理プログラム
実行方法のレイアウト自己記述ファイルからの入力処理
の処理手順を示すフローチャートである。

【０２５１】図２４に示す様に、本実施例の並列処理プ
ログラム実行方法のレイアウト自己記述ファイルからの
入力処理を行うステップ４６０の処理では、書式仕様と
入力変数の数を元に必要なレコード数やレコード内デー
タのバイト数等を計算する。

【０２５２】ステップ４６１の処理では、レイアウト自
己記述ファイルの現在位置のスーパーレコードがどの形
式かを判定する。スーパーレコードの形式が、レコード
分散形式、要素分散形式、非分散形式の場合に応じて、
それぞれ、ステップ４６２、ステップ４６３、または、
ステップ４６５の処理に進む。

【０２５３】ステップ４６２の処理では、レコード分散
形式のスーパーレコードに含まれるレコードを全ノード
で並列に読み込む。但し、入力で必要とするレコード数
がスーパーレコードに含まれるレコード数よりも少ない
場合は、必要数のレコードのみを読み込む。

【０２５４】また、ステップ４６３の処理では、要素分
散形式のスーパーレコードに含まれる要素を全ノードで
並列に読み込む。ステップ４６４の処理では、読み込ん
だ値を、必要ならば入力変数の分散形状に合わせて再分
散して、入力変数に格納する。

【０２５５】ステップ４６５の処理では、非分散形式の
スーパーレコードに含まれるレコードを０番ノードで逐
次的に読み込む。但し、入力で必要とするレコード数が
スーパーレコードに含まれるレコード数よりも少ない場
合は、必要数のレコードのみを読み込む。

【０２５６】ステップ４６６の処理では、読み込んだ値
を、必要ならば入力変数の分散形状に合わせて０番ノー
ドから他ノードへ転送して、入力変数に格納する。

【０２５７】ステップ４６７の処理では、全ての入力変
数に値が格納されたかどうかを判定する。全ての入力変
数に値が格納されたならば、入力処理を終了し、そうで
なければステップ４６８の処理に進む。

【０２５８】ステップ４６８の処理では、必要レコード
数をアップデートする。すなわち、現在のスーパーレコ
ードから読み込んだレコード数を差し引く。ステップ４
６９の処理では、レイアウト自己記述ファイルの現在位
置を、次のスーパーレコードの処理に進める。そして、
ステップ４６１からの処理を繰り返す。以上で、レイア
ウト自己記述ファイルからの入力処理の説明を終わる。

【０２５９】以上の様に、本実施例の並列処理プログラ
ム実行方法及びその実施装置によれば、入力処理の対象
であるファイルの分散情報を当該ファイル内から読み込
むので、配列データ以外のデータについても並列入力処
理を実行することが可能である。

【０２６０】以上、本発明を、前記実施例に基づき具体
的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。

【０２６１】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【０２６２】すなわち、逐次入出力用の入出力文を検索
した後に前記入出力文を並列入出力用の入出力文に変換
するので、移植性を低下させることなく、ユーザの修正
無しに逐次入出力用の入出力文を並列化して並列処理プ
ログラムの生成を行うことが可能である。

【０２６３】また、逐次入出力用の入出力文を並列入出
力処理用のライブラリ手続きの呼び出しに変換するの
で、並列処理プログラムの生成を高速化に行うことが可
能である。

【０２６４】また、入出力処理の対象であるファイルが
並列入出力用ファイルであるかまたは逐次入出力用ファ
イルであるかを判定するので、並列処理プログラムの実
行時に入出力処理の対象であるファイルを任意に変更す
ることが可能である。

【０２６５】また、出力処理の対象であるファイルの分
散情報を当該ファイル内に書き込むので、配列データ以
外のデータについても並列出力処理を実行することが可
能である。

【０２６６】また、入力処理の対象であるファイルの分
散情報を当該ファイル内から読み込むので、配列データ
以外のデータについても並列入力処理を実行することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の並列処理プログラム生成方法を実施す
る並列化コンパイラの概略構成を示す図である。

【図２】本実施例の並列処理プログラム生成方法におい
て、入力文の並列化処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】本実施例の並列処理プログラム生成方法におい
て、出力文の並列化処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図４】本発明の並列処理プログラム実行装置の一実施
例である並列計算機の概略構成を示す図である。

【図５】本実施例の並列処理プログラム生成方法の配列
ファイルの概略構成を示す図である。

【図６】本実施例の並列処理プログラム生成方法の入力
文の並列化処理の変換前プログラムの一例を示す図であ
る。

【図７】本実施例の並列処理プログラム生成方法の入力
文の並列化処理の変換後プログラムの一例を示す図であ
る。

【図８】本実施例の並列処理プログラム生成方法の出力
文の並列化処理の変換前プログラムの一例を示す図であ
る。

【図９】本実施例の並列処理プログラム生成方法の出力
文の並列化処理の変換後プログラムの一例を示す図であ
る。

【図１０】本実施例の並列処理プログラム生成方法のラ
イブラリの呼び出しによる入力文の並列化方法のフロー
チャートである。

【図１１】本実施例の並列処理プログラム生成方法のラ
イブラリの呼び出しによる変換後プログラムの一例を示
す図である。

【図１２】本実施例の並列処理プログラム実行方法の入
力処理手順を示すフローチャートである。

【図１３】本実施例の並列処理プログラム実行方法の出
力処理手順を示すフローチャートである。

【図１４】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルの概略構成を示す図である。

【図１５】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルのレコード分散形式のスーパ
ーレコードの概略構成を示す図である。

【図１６】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルの要素分散形式のスーパーレ
コードの概略構成を示す図である。

【図１７】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルの非分散形式のスーパーレコ
ードの概略構成を示す図である。

【図１８】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルのレコード分散形式のスーパ
ーレコードの第１の例を示す図である。

【図１９】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルのレコード分散形式のスーパ
ーレコードの第２の例を示す図である。

【図２０】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルの要素分散形式のスーパーレ
コードの一例を示す図である。

【図２１】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルの非分散形式のスーパーレコ
ードの一例を示す図である。

【図２２】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルへの出力処理の処理手順を示
すフローチャートである。

【図２３】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルの複数の形式のスーパーレコ
ードの一例を示す図である。

【図２４】本実施例の並列処理プログラム実行方法のレ
イアウト自己記述ファイルからの入力処理の処理手順を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

５０…並列化前プログラム、５１…並列化後プログラ
ム、５４…中間語、６…並列化コンパイラ、６０…構文
解析部、６１…Ｉ／Ｏ文並列化部、６２…非Ｉ／Ｏ文並
列化部、６３…コード生成部、６１０…ファイル種別判
定条件節挿入部、６１１…分散記述子アクセス文挿入
部、６１２…並列Ｉ／Ｏ文挿入部、６１３…再分散文挿
入部、６１４…逐次Ｉ／Ｏ文挿入部、６１５…データ転
送文挿入部、２…並列計算機、２１…ノード間ネットワ
ーク、２５…外部ネットワーク、２６…ワークステーシ
ョン、２７…ディスク装置、２０１〜２０ｎ…ノード、
２２１〜２２ｎ…ＣＰＵ、２３１〜２３ｎ…ローカルメ
モリ、２４１〜２４ｎ…ディスク装置、３０…配列ファ
イル、３１…標準ファイル、３０１…要素数、３０２…
分散形状、３０３…ローカル配列要素。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 逐次処理用に記述された逐次処理プログ
   ラムの入出力文を並列処理用に記述された並列入出力処
   理用コードに変換する並列処理プログラム生成方法であ
   って、 前記逐次処理プログラムの入出力文を検索し、前記入出
   力文の入出力処理の対象であるファイルが並列入出力用
   であるかまたは逐次入出力用であるかを判定するコード
   を挿入し、前記判定結果に応じて複数のメモリと複数の
   外部記憶装置との間で並列入出力処理または逐次入出力
   処理を実行すると共に前記入出力処理のデータの分散形
   状が前記メモリ上と前記外部記憶装置上とで異なってい
   る場合に分散形状の変換を行うコードを挿入することを
   特徴とする並列処理プログラム生成方法。
2. 【請求項２】 逐次処理用に記述された逐次処理プログ
   ラムの入出力文を並列入出力処理用のライブラリ手続き
   の呼び出しに変換する並列処理プログラム生成方法であ
   って、 前記逐次処理プログラムの入出力文を検索し、前記入出
   力文の入出力処理の対象であるファイルが並列入出力用
   であるかまたは逐次入出力用であるかを判定した後に前
   記判定結果に応じて複数のメモリと複数の外部記憶装置
   との間で並列入出力処理または逐次入出力処理を実行す
   ると共に前記入出力処理のデータの分散形状が前記メモ
   リ上と前記外部記憶装置上とで異なっている場合に分散
   形状の変換を行うライブラリ手続き呼び出しを挿入する
   ことを特徴とする並列処理プログラム生成方法。
3. 【請求項３】 入出力処理の対象であるファイルの種別
   に応じて並列入出力処理または逐次入出力処理を行う並
   列処理プログラム実行方法であって、 前記入出力処理の対象であるファイルが並列入出力用で
   あるかまたは逐次入出力用であるかを判定し、前記判定
   結果に応じて複数のメモリと複数の外部記憶装置との間
   で並列入出力処理または逐次入出力処理を実行すると共
   に前記入出力処理のデータの分散形状が前記メモリ上と
   前記外部記憶装置上とで異なっている場合に分散形状の
   変換を行うことを特徴とする並列処理プログラム実行方
   法。
4. 【請求項４】 任意の出力データについて前記出力デー
   タの種別に応じて並列出力処理または逐次出力処理を行
   う並列処理プログラム実行方法であって、 前記出力データを複数の外部記憶装置に分散して格納す
   るか否かを決定し、前記出力データを分散して格納する
   場合に前記出力データが分散されていることを示す情報
   と分散単位を示す情報と前記分散単位の長さを示す情報
   と分散形状から成る分散情報を作成し、前記出力データ
   を分散しないで格納する場合に前記出力データが分散さ
   れていないことを示す情報と出力データの長さを示す情
   報から成る分散情報を作成し、前記分散情報をメモリに
   記憶された出力データと共に前記外部記憶装置に並列出
   力または逐次出力することを特徴とする並列処理プログ
   ラム実行方法。
5. 【請求項５】 任意の入力データについて前記入力デー
   タの種別に応じて並列入力処理または逐次入力処理を行
   う並列処理プログラム実行方法であって、 前記入力データが複数の外部記憶装置に分散して格納さ
   れているか否かを表す情報を前記外部記憶装置から入力
   し、前記入力データが分散されている場合には分散単位
   を示す情報と前記分散単位の長さを示す情報と共に入力
   データを前記複数の外部記憶装置から並列入力してメモ
   リに記憶し、前記入力データが分散されていない場合に
   は前記入力データの長さを示す情報と共に前記入力デー
   タを当該外部記憶装置から逐次入力してメモリに記憶す
   ることを特徴とする並列処理プログラム実行方法。
6. 【請求項６】 逐次処理用に記述された逐次処理プログ
   ラムの入出力文を並列処理用に記述された並列入出力処
   理用コードに変換する並列処理プログラム生成装置であ
   って、 前記逐次処理プログラムと前記並列処理プログラムを一
   時的に記憶するメモリと、前記逐次処理プログラムと前
   記並列処理プログラムを格納する外部記憶装置と、 前記外部記憶装置に格納された前記逐次処理プログラム
   を前記メモリに記憶して入出力文を検索し、前記入出力
   文の入出力処理の対象であるファイルが並列入出力用で
   あるかまたは逐次入出力用であるかを判定するコードを
   挿入し、前記判定結果に応じて複数のメモリと複数の外
   部記憶装置との間で並列入出力処理または逐次入出力処
   理を実行すると共に前記入出力処理のデータの分散形状
   が前記メモリ上と前記外部記憶装置上とで異なっている
   場合に分散形状の変換を行うコードを挿入して並列処理
   プログラムを生成し、前記並列処理プログラムを前記外
   部記憶装置に格納する制御装置を備えることを特徴とす
   る並列処理プログラム生成装置。
7. 【請求項７】 逐次処理用に記述された逐次処理プログ
   ラムの入出力文を並列入出力処理用のライブラリ手続き
   の呼び出しに変換する並列処理プログラム生成装置であ
   って、 前記逐次処理プログラムと前記並列処理プログラムを一
   時的に記憶するメモリと、前記逐次処理プログラムと前
   記並列処理プログラムを格納する外部記憶装置と、 前記外部記憶装置に格納された前記逐次処理プログラム
   を前記メモリに記憶して入出力文を検索し、前記入出力
   文の入出力処理の対象であるファイルが並列入出力用で
   あるかまたは逐次入出力用であるかを判定した後に前記
   判定結果に応じて複数のメモリと複数の外部記憶装置と
   の間で並列入出力処理または逐次入出力処理を実行する
   と共に前記入出力処理のデータの分散形状が前記メモリ
   上と前記外部記憶装置上とで異なっている場合に分散形
   状の変換を行うライブラリ手続き呼び出しを挿入して並
   列処理プログラムを生成し、前記並列処理プログラムを
   前記外部記憶装置に格納する制御装置を備えることを特
   徴とする並列処理プログラム生成装置。
8. 【請求項８】 入出力処理の対象であるファイルの種別
   に応じて並列入出力処理または逐次入出力処理を行う並
   列処理プログラム実行装置であって、 前記入出力処理のデータを記憶する複数のメモリと、前
   記入出力処理の行われるファイルを格納する複数の外部
   記憶装置と、 前記入出力処理の対象であるファイルが並列入出力用で
   あるかまたは逐次入出力用であるかを判定し、前記判定
   結果に応じて複数のメモリと複数の外部記憶装置との間
   で並列入出力処理または逐次入出力処理を実行すると共
   に前記入出力処理のデータの分散形状が前記メモリ上と
   前記外部記憶装置上とで異なっている場合に分散形状の
   変換を行う複数の制御装置を備えることを特徴とする並
   列処理プログラム実行装置。
9. 【請求項９】 任意の出力データについて前記出力デー
   タの種別に応じて並列出力処理または逐次出力処理を行
   う並列処理プログラム実行装置であって、 前記出力データを記憶する複数のメモリと、前記並列出
   力処理の行われるファイルを格納する複数の外部記憶装
   置と、 前記出力データを複数の外部記憶装置に分散して格納す
   るか否かを決定し、前記出力データを分散して格納する
   場合に前記出力データが分散されていることを示す情報
   と分散単位を示す情報と前記分散単位の長さを示す情報
   と分散形状から成る分散情報を作成し、前記出力データ
   を分散しないで格納する場合に前記出力データが分散さ
   れていないことを示す情報と出力データの長さを示す情
   報から成る分散情報を作成し、前記分散情報を前記メモ
   リに記憶された出力データと共に前記外部記憶装置に並
   列出力または逐次出力する複数の制御装置を備えること
   を特徴とする並列処理プログラム実行装置。
10. 【請求項１０】 任意の入力データについて前記入力デ
    ータの種別に応じて並列入力処理または逐次入力処理を
    行う並列処理プログラム実行装置であって、 前記入力データを記憶する複数のメモリと、前記並列入
    力処理の行われるファイルを格納する複数の外部記憶装
    置と、 前記入力データが複数の外部記憶装置に分散して格納さ
    れているか否かを表す情報を前記外部記憶装置から入力
    し、前記入力データが分散されている場合には分散単位
    を示す情報と前記分散単位の長さを示す情報と共に入力
    データを前記複数の外部記憶装置から並列入力して前記
    メモリに記憶し、前記入力データが分散されていない場
    合には前記入力データの長さを示す情報と共に前記入力
    データを当該外部記憶装置から逐次入力して前記メモリ
    に記憶する複数の制御装置を備えることを特徴とする並
    列処理プログラム実行装置。