AxCut: Eine sichere Zwischensprache für schnelle, allgegenwärtige Asynchronität

17/04/2026 to 16/04/2029

Typischerweise sind Programmiersprachen, ihre Übersetzer und der genutzte Zwischencode auf Stapelverarbeitungsprogramme ausgelegt. Diese verarbeiten Eingaben, die bei Programmstart bekannt sind, und stehen im Kontrast zu interaktiven Programmen, die während des Programmablaufs ständig neue Eingaben erhalten. Interaktive Programme gewinnen heutzutage immer mehr an Bedeutung. Sie interagieren mit der Außenwelt, sowohl mit Eingabe- und Ausgabegeräten als auch mit spezieller Hardware wie GPUs und TPUs, um rechenaufwändige Aufgaben durchzuführen. In beiden Fällen darf unabhängige Arbeit nicht blockiert werden, um zu verhindern, dass Programme unreaktiv werden. Mit anderen Worten: die Kommunikation mit diesen Geräten muss asynchron erfolgen. In den letzten Jahrzehnten haben diese Anforderungen zu neuen Programmierparadigmen und neuen Programmiersprachen geführt, die nun neue Arten von Zwischencode benötigen.

Das Ziel des vorgeschlagenen Forschungsprojekts ist es daher, eine neue Art von Zwischenrepräsentationen zu entwickeln: AxCut. Sie wird von Grund auf für asynchrone Programmierparadigmen entwickelt. Dies steht im Gegensatz zu vielen bestehenden akademischen und industriellen Zwischenrepräsentationen, die Unterstützung für Asynchronität nur im Nachhinein - wenn überhaupt - hinzugefügt haben. Indem AxCut sich am klassischen Sequenzenkalkül orientiert, wird es nicht nur außerordentlich gut geeignet sein, asynchrone Programme darzustellen und zu optimieren, sondern auch, deren Korrektheit formal zu begründen. All dies dient letztlich dazu, Software zuverlässiger und reaktiver zu machen und den heutigen Herausforderungen allgegenwärtiger Asynchronität zu begegnen.