يتجه العالم نحو البرمجة الموازية - في إسرائيل، تستمر دراسة البرمجة التسلسلية في الجامعات

هذا ما يوافق عليه الدكتور عامي روبكا من قسم علوم الحاسوب في جامعة بار إيلان، في مؤتمر لمستخدمي برمجيات إنتل، وفي مقابلة شاملة مع موقع حيدان * مجلس التعليم العالي: لجنة بحثت الموضوع ولم يقل شيئا عن محتويات البرمجة الموازية، ولكننا ندعو الجامعات إلى التقدم إلى أحدث التقنيات

إن جميع معالجات أجهزة الكمبيوتر التي تم شراؤها في السنوات الأخيرة تقريبًا، باستثناء أجهزة الكمبيوتر الرخيصة للغاية، هي معالجات متعددة النواة، وهي الخطوة التي قادتها شركة إنتل لمدة خمس سنوات تقريبًا والتي لفتت انتباه منافستها أيضًا. تتطلب البيئة متعددة النواة أسلوبًا مختلفًا تمامًا في البرمجة. اليوم، تُبذل الجهود لنقل الخبرة المكتسبة في العقدين الأخيرين في البرمجة الموازية، في مجال الحوسبة العلمية والهندسية، إلى الاتجاه السائد، وهو الأمر الذي يجب على كل مطور تطبيقات كمبيوتر شخصي أن يضع قلبه فيه.

لكن الدكتور عامي موروبكا، المحاضر في مجال الحوسبة المتوازية والبرمجة المتوازية في جامعة بار إيلان ومستشار الصناعة والأوساط الأكاديمية، يقول أنه على عكس التقنيات الأخرى في مجال البرمجة، مثل جافا، التي تم اعتمادها بحرارة من قبل الجامعات والكليات، التي تدرب الجيل القادم من المبرمجين، لسبب ما في هذا المجال، لا تقدم الجامعات استجابة كافية للتطورات الثورية في الحوسبة والبرمجة المتوازية، وتستمر في "إنتاج" مبرمجين متخصصين في التطوير التسلسلي دون إعدادهم للتفكير المختلف المطلوب في العصر الموازي.

لماذا في الواقع؟

الدكتور موروبكا: "هناك أسباب كثيرة لذلك، أولًا، البرمجة الموازية هي برمجة صعبة للغاية، فهي برمجة تتطلب تفكيرًا موازيًا، وهو نوع مختلف من التفكير. إنها برمجة صعبة لأنه من الصعب جدًا التدقيق في المشكلات (تصحيح الأخطاء) وللقيام بذلك من الضروري العمل باستخدام العديد من الأدوات. ويجب أن يكون لدى المتلقي برمجيات موجودة وجديدة حتى يمكن الحصول على أداء أعلى مع كل إضافة لنواة أو معالج وهذا ليس بالأمر السهل.

"هناك الكثير من القضايا الجديدة التي لم نكن نعرف عنها في البرمجة التسلسلية - مشاكل تحتاج إلى الدراسة ومعرفتها للتعامل معها. يحتوي المحتوى على مشكلات يجب على المبرمج التعامل معها بمفرده لأنه لا توجد أدوات تقوم بذلك تلقائيًا وتسهل البرنامج. على سبيل المثال، مشاكل موازنة التحميل والجدولة.

الجمود، وشروط سباق البيانات، هي مشاكل مراوغة للغاية، ومن الصعب جدًا اكتشافها، مثل الفيروسات التي تجلس في الكود والتطبيق يعمل بشكل صحيح ويمكن أن تستيقظ بعد شهرين أو حتى عامين، وتسبب الضرر وتختفي في أسرع وقت ممكن. أتوا. ومن الصعب تحديد موقع هذا دون استخدام الأدوات.

"المشكلة هي أن البيئة برمتها أصبحت متوازية. إلى جانب الخوارزميات، وأنظمة التشغيل، وقواعد البيانات، والإدخال والإخراج، كل شيء متوازي. وكما تعلمنا في العقود الأخيرة من الحوسبة التسلسلية، فإننا بحاجة إلى التعلم من الحوسبة المتوازية اليوم. وهذا بالضبط ما لا يحدث في الجامعات اليوم. توجد دورة هنا، ودورة هناك، ولكن هذه دورات اختيارية وأحيانًا للحصول على درجة الماجستير فقط، لا يمكنك تسميتها دراسة الحوسبة والبرمجة المتوازية من الألف إلى الياء. يجب تغيير المناهج الدراسية قليلاً ويجب إعادة كتابة الدورات بأكملها لتكييف المنهج مع تقنيات الحوسبة المتوازية."

من المسؤول عن عدم تدريس البرمجة الموازية؟

"ليس الأمر أن هناك شخص مسؤول عن الفوضى. إذا سألتني لماذا لا يحدث ذلك، فأنا لا أعرف. بالنسبة لي، الأمر لغزا لأنها ثورة يجب التصدي لها، ولكنها حقيقة. في جامعة بار إيلان أقوم بتدريس دورة واحدة وأنا بصدد الموافقة على دورة أخرى. لدى التخنيون دورة واحدة وهي أيضًا عامة جدًا وتحاول تغطية العديد من القضايا في وقت واحد.

أنا متفاجئ - عندما وصلت جافا كلغة، هاجمت الجامعات جافا وكأنهم لم يروا لغة برمجة في حياتهم وقاموا بتدريس جافا في السنة الأولى من البكالوريوس، وهنا عندما يتعلق الأمر بمثل هذه الثورة الكبيرة ونحن بالفعل في الثورة منذ خمس سنوات، ولا ترى أي شيء يحدث على الإطلاق في الأكاديمية.

ماذا عن الكليات؟

الكليات تقلد ما يحدث في الجامعات، وعندما يرون أن لا شيء يحدث في الجامعات، فإنهم لا يفعلون شيئا أيضا. ويبدو أن الكليات التي وظيفتها الأساسية التدريس كان من المفترض أن تكون أول من اعتمد دراسة البرمجة الموازية، وخاصة في كليات هندسة البرمجيات، حتى أن MLA أقرت مقررا إلزاميا لها، لكنه أصبح مقررا اختياريا وكان لم تدرس قط.

هل تقوم شركات البرمجيات على الأقل بتنظيم دورات تدريبية في ميكفال لموظفيها؟

هذا لا يحدث أيضا. لدهشتي، لأن إحدى أكبر المهام التي سيتم إسنادها إلى شركات البرمجيات في السنوات الأخيرة ستكون قبول البرامج الموجودة. طالما أن هناك عدد محدود من المعالجات فمن الممكن تشغيل عدد من التطبيقات المستقلة على كل معالج، لكن عندما نصل إلى عشرات المعالجات سيكون من المستحيل تجنب الحاجة إلى جهاز استقبال ومن لا يفعل ذلك، برمجياته لن تكون قابلة للتوسع، على الرغم من كل الآثار الاقتصادية المترتبة على هذه الحقيقة. هناك أشخاص أذكياء جدًا في الصناعة يشغلون مناصب مثل CTO. وكانت جميع المجلات تكتب عنها كل أسبوع لمدة خمس سنوات. أفترض أن هذه اعتبارات اقتصادية، لأنه لكي تتلقى جميع الطلبات يجب على الشركات إرسال جميع المهندسين والمبرمجين لتعلم البرمجة الموازية. من الممكن أن يحاول المهندسون الدراسة بمفردهم دون دورات منظمة. أعتقد أن الاعتبارات الاقتصادية لها تأثير في الوضع الحالي.

ماذا يحدث في العالم؟

في الولايات المتحدة، هناك الآن فقط ثورة خطيرة في مجال البحث وفي مجال التدريس الأكاديمي. الوضع في أوروبا يشبه إلى حد كبير الوضع في إسرائيل. هناك مكانان يزدهر فيهما هذا المجال، حيث يتخرج كل عام عدة آلاف من المهندسين من مؤسسات التعليم العالي المجهزة بمهارات البرمجة الموازية - روسيا والصين. وفي كلتا الحالتين، ينبغي أن يعزى النجاح إلى شركة إنتل، التي استثمرت في توريد الأجهزة والبرمجيات. يوجد في الصين وحدها ما يقرب من مائة مدرسة حيث تتم معالجة البرمجة في بيئة متعددة الخيوط. لقد كنت أحاول منذ عدة سنوات إقناع شركة Intel بإحضار واحدة من هذه المدارس إلى إسرائيل، ولكن يُنظر إلى شركة Intel على أنها شركة قوية في مجال الأجهزة في إسرائيل، وأوضحت أن هناك مراكز للبحث والتطوير في مجال البرمجيات في إسرائيل لشركة Google وMicrosoft وHP وIntel وشركات مستقلة كبيرة. شركات البرمجيات. آمل أن أتمكن من إقناعهم.

جيمس ريندرز، كبير مبشري البرمجيات ومدير منتجات تطوير البرمجيات في شركة إنتل العالمية، يعزز كلمات موروبسكا، وكان المتحدث الرئيسي في ندوة خاصة حول أدوات إنتل لمطوري البرمجيات عقدت في فندق دان أكاديا في هرتسليا من قبل ماجيري توشان، موزع إنتل البرمجيات في إسرائيل. وقال رايندرز: "اليوم، يقترب السوق من أن 100% من المعالجات ستكون متوازية، والمعالجات أحادية النواة هي الأقلية". "هذا يطرح عددًا من المشاكل للمبرمجين. كلما زاد عدد النوى التي أملكها، سيتم تشغيل البرنامج بشكل أسرع، لكن هذا لا يعني مدى سرعته. الكفاءة ليست هي المفتاح - ولكن التسارع ذاته. إنها رحلة طويلة للوصول إلى هناك."

وقال حاييم رون، الرئيس التنفيذي لشركة Software Repositories، في افتتاح المؤتمر إنه لا يوجد اليوم تقريبًا أي خوادم وأجهزة كمبيوتر مكتبية ومحمولة غير مجهزة بمعالجات متعددة النواة؛ بعد كل شيء، معظم البرامج ليست جاهزة للاستفادة من القدرات العالية للنوى المتعددة. لذلك، تقوم شركة Intel، والتي تُعرف بشكل أساسي باسم شركة الأجهزة، أيضًا بتطوير برامج تهدف إلى مساعدة المطورين في إنشاء تطبيقات في مجالات مثل الصحة وأنظمة الرسوم والألعاب وغيرها، والتي تحتاج إلى موارد حاسوبية إضافية توفرها المعالجة المتوازية والاستفادة من كل ما هو متاح الموارد على عدد أكبر من معالجات الكمبيوتر.

مجلس التعليم العالي: روبكا لم تتقدم ولجنة دولية درست الموضوع لم توصي

رد مجلس التعليم العالي: "تم نقل مجال علوم الكمبيوتر منذ ثلاث سنوات تقييم الجودة من قبل لجنة دولية يعينها مجلس التعليم العالي. اللجنة الدولية التي فحصت بعمق لمدة عام جميع أقسام علوم الكمبيوتر في إسرائيل وقدمت العديد من التوصيات لتحسين المناهج وإدارة الأقسام لم توص بأي شيء في موضوع توسيع الدراسات إلى مجال البرمجة الموازية.
لم يتواصل الدكتور روبكا أبدًا مع MLA وقدم لها اقتراحه. تشجع MLG الأقسام في كافة المجالات وفي المجالات العلمية النامية بشكل خاص على تجديد وتحديث المناهج التي تقدمها بما يتوافق مع التغيرات المطبقة في المجال وبما يتوافق مع رغبات أصحاب العمل، وذلك من خلال استبيانات أصحاب العمل التي تجريها بالتعاون مع المكتب المركزي للإحصاء.