Футарк (язык программирования)

Футарк

Парадигма	массив , функционал
Семья	МЛ
Разработано	Троэлс Хенриксен, Космин Оанча, Мартин Элсман
Разработчик	Копенгагенский университет
Впервые появился	2014 г ( 2014 )
Дисциплина набора текста	выведенный , статический , сильный , Хиндли-Милнер , уникальность , зависимый
ТЫ	кроссплатформенный
Лицензия	ISC
Веб-сайт	язык Футарка .org
Под влиянием
APL , Haskell , NESL , Standard ML

Futhark — это многопарадигмальный , высокоуровневый , функциональный с параллельными данными и массивами язык программирования . Это диалект языка ML , первоначально разработанный на факультете компьютерных наук UCPH (DIKU) в рамках проекта HIPERFIT. Основное внимание уделяется обеспечению возможности выполнения программ параллельного анализа данных, написанных в функциональном стиле, с высокой производительностью на аппаратном обеспечении с массовым параллелизмом , особенно на графических процессорах (GPU). Футарк сильно вдохновлен NESL , и его реализация использует вариант сглаживающего преобразования , но накладывает ограничения на то, как может быть выражен параллелизм, чтобы обеспечить более агрессивную оптимизацию компилятора. В частности, не поддерживается нерегулярный параллелизм вложенных данных. Это бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом, распространяемое по лицензии ISC .

Обзор

Futhark — это язык семейства ML с нечувствительным к отступам синтаксисом, полученным из OCaml , Standard ML и Haskell . Система типов основана на системе типов Хиндли-Милнера с различными расширениями, такими как типы уникальности и типы, зависящие от размера . Futhark не задуман как язык программирования общего назначения для написания полноценных приложений, а вместо этого ориентирован на написание вычислительных ядер (не всегда таких же, как ядро ​​графического процессора ), которые затем вызываются из приложений, написанных на обычных языках.

Футарк назван в честь первых шести букв рунического алфавита .

Примеры

Скалярное произведение

Следующая программа вычисляет скалярное произведение двух векторов, содержащих числа двойной точности.

def   dotprod   xs   ys   =   f64  .   сумма   (  map2   (  *  )   xs   ys  )) 

Его также можно эквивалентно записать с явными аннотациями типов следующим образом.

def   dotprod   [  n  ]   (  xs  :   [  n  ]  f64  )   (  ys  :   [  n  ]  f64  )   :   f64   =   f64  .   сумма   (  map2   (  *  )   xs   ys  )) 

Это делает типы, зависящие от размера, явными: эту функцию можно вызвать только с двумя массивами одинакового размера, и средство проверки типов отклонит любую программу, в которой это не может быть определено статически.

Умножение матриц

Следующая программа выполняет умножение матриц , используя приведенное выше определение скалярного произведения.

def   matmul   [  n  ][  m  ][  p  ]   (  A  :   [  n  ][  m  ]  f64  )   (  B  :   [  m  ][  p  ]  f64  )   :   [  n  ][  p  ]  f64   = 
   карта   (  \  A_row   -> 
          карта   (  \  B_col   ->   dotprod   A_row   B_col  ) 
              (  транспонировать   B  )) 
       A 

Это показывает, как типы обеспечивают вызов функции только с матрицами совместимого размера. Кроме того, это пример вложенного параллелизма данных .