是否有自动并行序言实现？

Posted 2023-05-08

【中文标题】是否有自动并行序言实现？

【英文标题】：Is there an automatic parallel prolog implementation?

【发布时间】：2013-02-11 13:04:11

【问题描述】：

我目前正在做一些理论计算机科学方面的研究，我使用的主要工具之一是 prolog。我发现它特别适合编写非常快速的测试来反驳猜想。

但是，我已经到了蛮力搜索变得太慢的地步。虽然我可以使用不同的语言，但我使用 prolog 的全部意义在于编写代码来测试假设非常快速/简单。

我想知道，是否有允许自动并行化的 Prolog 实现？它不必非常快，但理想情况下，我正在寻找可以将代码放入其中并至少获得小幅加速的东西。

我不知道这是否可能。谷歌搜索显示了很多关于 Prolog 中自动并行性的学术文章，但我没有遇到任何实现。但是，我真的只熟悉 SWI-prolog，所以我绝对可以参考熟悉许多实现的人的建议。

我的代码使用了削减，但我相当确定我可以消除它们。至于 IO，唯一的 IO 是打印到控制台，这可能会移到任何并行代码之外。

【问题讨论】：

我熟悉几种 Prolog 实现，并且我已经完成了一些项目，这些项目涉及将搜索空间分成几部分，以便可以将工作分散到多台机器上。但是我不知道任何即插即用的实现。日本第五代计算机系统失败的一种观点是并发和逻辑编程不匹配。 Wikipedia article 提到了这一点并链接到 this arXiv.org paper。

另见 Kazunori Ueda 的 Logic Programming and Concurrency: a Personal Perspective，在我看来这是一个相当乐观的观点。

我记得读过关于“and-parallel”和“or-parallel”Prolog 变体的文章，但我不知道其中任何一个是否已进入现代生产 Prolog 环境。

是的，这正是我的问题。我已经阅读了不同的变体，只是在学术论文和理论讨论之外找不到太多内容。

【参考方案1】：

您确定需要并行性来“至少获得一点加速”吗？

你说你只熟悉SWI-Prolog，那就试试其他Prolog系统吧。根据http://www.probp.com/performance.htm 的基准测试结果（可能与您的特定问题相关，也可能不相关），您应该尝试 B-Prolog、YAP 和 SICStus-Prolog（这个不是免费的）。如果幸运的话，您可以通过切换 Prolog 系统获得数倍的加速。

另一种可能的低成本加速方法 - 使用支持表格的系统（B-Prolog、XSB 或 YAP），只需在程序的第一行添加 :- auto_table. 之类的内容。根据您的问题和现有程序，您可以获得显着的加速（或根本没有加速）。

【讨论】：

+1 用于尝试其他编译器。尤其是 Gnu-Prolog 可以编译为本机代码，这几乎肯定会比 SWI-Prolog 显着加快速度。

【参考方案2】：

使用 Prolog 并不难找到并行性，但很难选择使用哪一个 ;)。

也许Parlog - logic based programming language, designed for parallel execution 会对您有所帮助。有implementation for windows，但我不确定它是否使用多核。但是，您可以尝试联系那里的作者。

【参考方案3】：

在 Jekejeke Prolog 中，我试图让它尽可能简单 对于程序员来说，确实提供了一个名为 balance/1 的简单结构。 使用 balance/1 生成和测试问题：

 /* sequential */
 ?- Generate, Test.

将分布在多个线程上。调用如下 就像将连词包装到谓词 balance/1 中一样简单。 结果可能会进行一些重新排序：

 ?- use_module(library(runtime/distributed)).

 /* parallel */
 ?- balance((Generate, Test)).

这是一个并行生成素数的示例。这 顺序代码如下：

:- use_module(library(advanced/arith)).

prime(N) :-
    M is floor(sqrt(N)),
    between(2,M,K),
    N mod K =:= 0, !, fail.
prime(_).

?- time(aggregate_all(count, 
                     (between(1,1000000,X), prime(X)), N)).
% Up 6,737 ms, GC 33 ms, Thread Cpu 6,656 ms (Current 07/16/19 01:49:02)
N = 78499

同时做同样的事情会得到：

?- time(aggregate_all(count, 
                      balance((between(1,1000000,X), prime(X))), N)).
% Up 4,167 ms, GC 39 ms, Thread Cpu 219 ms (Current 07/16/19 01:49:50) 
N = 78499

所以有一个加速，因为问题可以在多个线程上运行。