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Futhark (编程语言)

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Futhark
编程范型阵列式, 函数式
语言家族ML
設計者Troels Henriksen, Cosmin Oancea, Martin Elsman
发行时间2014年,​9年前​(2014
目前版本
  • 0.22.7 (2022年12月26日)[1]
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型態系統静态, 强类型
作業系統跨平台
許可證ISC许可证
網站https://futhark-lang.org
啟發語言
APL, Haskell, NESL英语NESL, Standard ML

Futhark是一个函数式数据并行阵列编程语言,最初于哥本哈根大学理学院计算机科学系英语UCPH Department of Computer Science(DIKU)作为HIPERFIT(财务信息技术的函数式高性能计算)计划的一部份而开发[2]。它聚焦于确使以函数式风格书写的数据并行程序,可以高性能的执行于大规模并行硬件上,特别是在GPU上。Futhark受到NESL英语NESL的强烈启发,但是为了确使更具进取性的编译器优化,对如何表达并行施加了约束。特别是,不支持非正规的嵌套数据并行[3]

概述[编辑]

Futhark是属于ML家族的语言,它具有从OCamlStandard MLHaskell派生的缩进不敏感的语法。类型系统基于了Hindley–Milner类型系统英语Hindley–Milner type system,还并具有各种扩展,比如唯一类型英语Uniqueness type大小依赖类型。Futhark不意图成为书写完全应用的通用编程语言,转而聚焦于书写计算“内核”(不必定相同于GPU内核),它们由用常规语言书写的应用程序来调用[4]

例子[编辑]

点积[编辑]

下列程序计算包含双精度数值的两个向量的点积

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

它还可以等价的书写为具有显式类型标注的形式:

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

这制作出了大小依赖类型,即这个函数只能以相同大小的两个数组来调用,类型检查器会拒绝不能静态的确定符合这个要求的任何程序。

矩阵乘法[编辑]

下列程序使用上述点积定义进行矩阵乘法

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

注意它的类型强制这个函数只能以具有相容大小的矩阵来调用。进一步的说,这是嵌套数据并行的例子。

引用[编辑]

  1. ^ Release 0.22.7. 2022年12月26日 [2023年1月12日]. 
  2. ^ 存档副本. [2022-05-12]. (原始内容存档于2014-10-22). 
  3. ^ Henriksen, Troels; Serup, Niels G. W.; Elsman, Martin; Henglein, Fritz; Oancea, Cosmin. Futhark: Purely Functional GPU-Programming with Nested Parallelism and In-Place Array Updates (PDF). Proceedings of the 38th ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation. PLDI 2017. ACM. 2017 [2021-02-28]. (原始内容 (PDF)存档于2020-09-20). 
  4. ^ Futhark User's Guide. futhark.readthedocs.io. [2023-01-18]. (原始内容存档于2022-12-05).