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二语言分析方法与计算机理论问题（第1页）

二、语言分析方法与计算机理论问题

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并行程序表征和模型问题是计算机领域的核心论题。

当前，基于串行理论（serialtheory）的计算机技术似乎已经走到尽头，无论硬件还是程序软件的发展，都出现某种程度的停滞。

而并行理论（tParalleltheory）成了计算能力得以突破的重要途径。

尤其是在程序设计领域，发挥着主要作用的串行程序设计编程技术，其局限性随着网络技术和大规模计算的发展日益凸显。

因此，发展并行程序成为解决串行理论各类困境的有效途径，而表征是解决并行理论发展瓶颈的前提。

在这一方面，当代主流的并行理论Ada语言、Occam语言、Petri网等的表征特征明显呈现出以语用化解决语义问题的发展趋势。

此外，对计算机模型思想而言，大数据时代颠覆了人们对传统的确定性以及不确定性理论的理解，一种基于形式语言和逻辑之不确定性的计算机模型思想亟待

形成，本节第二部分正是在讨论并行程序不确定性难题的基础上，把问题论域扩展至计算机模型的整体特征方面，尝试以大数据思维重塑该问题的理论面貌。

（一）并行程序表征的语义发展趋势

对于程序设计而言，表征和计算从不同侧面刻画了程序可以实现的智能功能。

就像计算机必须基于二进制这种表征方式去设计计算方式一样，程序设计中的计算方式也必须基于特定表征方式之上。

也就是说，表征方式决定了可以采取的计算方式。

在并行程序中，基于不同表征方式的软件决定了该种软件可以实现的特定功能。

研究并行程序的表征方式及其发展趋势，是并行程序设计发展的关键所在。

1.并行程序表征问题产生的原因

随着人工智能、操作系统、语言开发、编译技术、通信技术、大规模数据库、多处理机等应用技术的发展，并行处理的重要性日益显现出来。

当前，并行处理主要纠结于算法问题，用并行语言作为描述手段，同时受到软硬件及通信环境的制约。

因此，并行程序设计中的首要要务，不仅仅是程序设计本身，还需要多层次全面考虑。

尤其是并行程序的表征问题，其重要性随着并行程序的广泛应用而逐渐凸显出来。

并行程序的发展受到两个方面的驱动：一方面是计算机硬件技术的发展；另一方面是计算机软件的发展。

（1）计算机硬件

早期计算机是串行的。

随着现代计算机技术的发展，在不同程度上都具有了并行性。

当前的计算机主要分为单中央处理器和多核处理器两种。

随着大规模计算和网络发展的需求，多核处理器成为应用的主流。

然而，单个CPU上晶体管集成技术的发展逐步背离摩尔定律而趋近极限，依靠增加晶体管数目来提升CPU性能变得不可行，而主频之路似乎也已经走到了拐点。

处理器的主频在2002年达到3GHz之后，就没有看到4GHz处理器的出现，因为处理器产生的热量很快就会超过太阳表面。

这表明电压和发热量，成为提高单核芯片速度的最主要障碍。

人们已无法再通过简单提升时钟频率就设计出下一代的新CPU。

在主频之路走到尽头之后，人们希望摩尔定律可以继续有效。

在提升处理器性能上，最具实际意义的方式，便是增加CPU内核的数量，即研发多内核处理器。

多核处理器的开发，实际上采取的是“横向扩展”

的方法去提高性能，CPU的更新换代将具有更多的内核。