Kemal Ebcioğlu

Radyo spikeri ve gazeteci Hikmet Münir Ebcioğlu ile Fransızca öğretmeni Türkân Ebcioğlu'nun oğludur. İstanbul Ansiklopedisi'nin babası Hikmet Münir Ebcioğlu üzerine 1967'de yazılan maddesi, Kemal Ebcioğlu'nu hafif Batı müziğindeki besteleri plak olarak yayımlanmış bir gitarcı olarak anar.

Kendi özgeçmişine göre Ankara'da doğdu ve liseyi İstanbul'daki Robert Akademi'de okudu. 1974'te İstanbul Üniversitesi Edebiyat Fakültesi'nin Fransız ve Roman dilleri ve edebiyatları bölümünü bitirdi; lisans tezini Süheyla Bayrav'ın danışmanlığında hazırladı (Étude du Champ Notionnel du Léxème Original). 1977'de Ankara Devlet Konservatuvarı'nın kompozisyon bölümünün ileri yüksek devresini bitirerek müzik yüksek lisansı derecesi aldı; buradaki kompozisyon hocası Necil Kazım Akses'ti. 1979'da Orta Doğu Teknik Üniversitesi'nin bilgisayar mühendisliği bölümünde Müren Gökeri'nin danışmanlığında Strict Counterpoint: A Case Study in Musical Composition by Computers adlı tezle yüksek lisansını tamamladı.

Doktorasını 1986'da New York Eyalet Üniversitesi'nin Buffalo yerleşkesinde bilgisayar bilimi alanında, J. S. Bach üslubunda koral armonilemesi yapan bir uzman sistem üzerine yazdığı tezle tamamladı. Tez çalışması Ulusal Bilim Vakfı'nın (NSF) desteğiyle yürütüldü. Kendi özgeçmişine göre tez danışmanı John Myhill'di.

Kendi özgeçmişine göre 1979-1986 arasında Buffalo'daki Nanodata (Intellitek) Computer Corporation'da çalıştı ve buradaki son görevi kıdemli sistem tasarımcılığıydı. Bu dönemde IBM System/370 makinelerinin yerine doğrudan kullanılabilen (İngilizce: plug-compatible) QMX'in yatay mikrokodunu yeniden yazarak müşteri uygulamalarında başarım artışı sağladı. QM-1, kullanıcının mikroprogramlayabildiği ve 360 bitlik buyruk sözcüğü kullanan bir bilgisayardı; Ebcioğlu bu makinenin de yatay mikrokodunu yeniden yazdı ve üç kartının donanımını yeniden tasarladı. Ayrıca QM-32 adlı RISC türünde bir yığıt makinesini önerdi, donanımını tasarladı ve bu makine için bir C derleyicisi yazdı. Makine işlemleri tek çevrimde yürütüyor, dallanmayı, altyordam çağrısını ve dönüşü ek yük getirmeden yapıyordu.

1986'da IBM Thomas J. Watson Araştırma Merkezi'nde çalışmaya başladı ve 2005'e kadar orada araştırma yaptı. IBM'deki son görevi, DARPA destekli bir süper bilgisayar araştırma projesi olan HPCS/PERCS (Power 775) kapsamındaki yaklaşık 40 kişilik Programlama Modeli ve Araçları grubunun eş yöneticiliğiydi. Kendi özgeçmişine göre grubun öteki yöneticisi Vivek Sarkar'dı; IBM'de ayrıca sunucuların e-ticaret ortamında gereksinime göre devingen biçimde sağlanmasını amaçlayan Océano projesine katkıda bulundu. 2006'da IBM'den emekli oldu ve başkanlığını yürüttüğü Global Supercomputing Corporation adlı girişimi kurdu. IEEE Computer Society'nin 2013'teki tanıtımına göre araştırma ilgileri ölçeklenebilir koşut bulut hesaplaması ve sanallaştırma, yüksek üretkenlikli eksaölçekli sistemler, bellek duvarının aşılması ile devingen ikili çeviri ve eniyilemedir. Özgeçmişine göre evli ve bir kız babasıdır.

Fernández ve Vico'nun algoritmik besteleme alanındaki derlemesine göre Ebcioğlu, 1980'de Uluslararası Bilgisayar Müziği Konferansı'nda (ICMC) yayımlanan ve Lisp ile gerçeklenen ilk çalışmasında beşinci tür katı kontrpuan kurallarını birleştirilebilir Boole işlevlerine çevirmiş ve kuralları sağlayan bütün besteleri tek tek sayan bir algoritma kullanmıştır; derleme bunu Lisp içinde kurulmuş kendine özgü bir mantık programlama motoru olarak niteler.

Doktora tezinin konusu olan CHORAL, verilen bir soprano ezgisine alto, tenor ve bas partilerini ekleyerek dört sesli koralleri Johann Sebastian Bach üslubunda armonileyen bir uzman sistemdi. 1986'daki tanıtımına göre sistem, birinci dereceden yüklem mantığının bir biçimiyle yazılmış 270'i aşkın kural içeriyordu. Kurallar koralı akor iskeleti, her sesin ezgi çizgisi ve Heinrich Schenker'in çözümleme yöntemine dayanan ses yürüyüşü gibi birden çok açıdan inceliyordu. Program armonilemeyi akıllı geri dönüşlü bir üret ve sına yöntemiyle yapıyor, aramayı müzikal çözümlere yöneltmek için çok sayıda sezgisel kural kullanıyordu. Sistemi gerçeklemek için Prolog'dan temelden ayrılan, C diline derlenen BSL adlı yeni bir mantık programlama dili tasarlandı. Çalışma 1988'de Computer Music Journalda, 1990'da The Journal of Logic Programmingde yayımlandı. Fernández ve Vico, CHORAL'ı armonileme ve ezgi üretimini yönlendiren 350 kuraldan oluşan bir uzman sistem olarak tanımlar; sistemin geniş ilgi gördüğünü ve ardından armonileme ve kontrpuan için çok sayıda kısıt tabanlı sistem geliştirildiğini belirtir.

Kendi özgeçmişine göre CHORAL projesi iki yıllık bir NSF desteği aldı ve BSL, Prolog'dan farklı olarak evrensel ve varoluşsal niceleyiciler içeriyordu. Ebcioğlu IBM'e geçtikten sonra da CHORAL üzerinde çalıştı; IBM 18 Ağustos 1988'de proje üzerine bir basın duyurusu yaptı; kendi özgeçmişine göre duyuru dünya basınında yer aldı. 1989'da Westchester Choral Society'nin bir konserinde Bach'ın ve programın koral armonilemeleri art arda seslendirildi.

Mira Balaban ve Otto Laske ile birlikte, müzik bilişine yapay zekâ açısından bakan Understanding Music with AI: Perspectives on Music Cognition adlı derlemenin editörlüğünü yaptı. 1992'de AAAI Press ile MIT Press tarafından yayımlanan kitap Music Perception ve Notes gibi dergilerde incelendi. 1988-1990 arasında AAAI-88, IJCAI-89 ve ECAI-90 konferanslarıyla birlikte düzenlenen ilk üç Yapay Zekâ ve Müzik çalıştayının düzenleme kurulunda yer aldı.

IBM Research'teki VLIW çalışmaları, dallanması bol, sayısal olmayan programlardaki buyruk düzeyinde koşutluk üzerinde yoğunlaştı. Ebcioğlu'nun 1987'de MICRO-20'de sunduğu bildiri, yineleme sayısı ve her yinelemenin süresi döngü içindeki koşullu deyimler ve çıkışlar yüzünden önceden bilinemeyen iç döngülerin yazılımla boru hattına alınması (İngilizce: software pipelining) için bir derleme algoritması önerdi. Hedef makine, if-then-else ağaçları biçiminde çok yönlü dallanmaya ve dallanmanın gittiği yola bağlı koşullu yazmaç aktarımlarına izin veren geniş buyruk sözcüklü bir mimariydi. Boru hattı çizelgeleme (pipeline scheduling) adı verilen algoritma, bağımlılıklar ve kaynaklar izin verdikçe döngünün her çevrimde yeni bir yinelemeye başlamasını sağlıyordu.

Toshio Nakatani ile 1989'da MICRO-22'de sunduğu "birleştirme" (İngilizce: combining) tekniği, akış bağımlısı iki komşu işlemi aynı buyruk sözcüğüne konabilecek biçimde dönüştürüyordu. IBM'de yapımı süren geniş buyruk sözcüklü makine için geliştirilen koşutlaştırıcı derleyicide uygulanan teknik, Stanford tamsayı sınama programlarında ve öteki ardışık nitelikli C programlarında, yazarların bildirdiğine göre yüzde 10 hızlanma sağladı. İkilinin ertesi yıl MICRO-23'te sunduğu yazılımla ileriye bakma penceresi yöntemi, temel bloklar arası kod taşımalarını belirli sayıda işlemle sınırlayarak sıkıştırmaya dayalı koşutlaştırıcı derleyicilerdeki kod patlamasını denetim altına aldı. İki bildiri de toplantılarının en iyi bildiri ödülünü aldı. Alexandru Nicolau ile 1989'da önerdiği yöntem, kaynak sınırlamalarını genel bir koşutlaştırma tekniği olan percolation scheduling içine, yöntemin genelliğinden ödün vermeden katıyordu.

Soo-Mook Moon ile 1992'de MICRO-25'te çoklu buyruk başlatımlı ve VLIW işlemcileri için kaynak kısıtlı bir genel çizelgeleme yöntemi sundu. İkilinin 1997'de ACM Transactions on Programming Languages and Systemste tanıttığı seçici çizelgeleme (İngilizce: selective scheduling), dallanması bol programlardaki düzensiz buyruk düzeyinde koşutluğu yakalamak için yeniden adlandırma ve ileri yerine koyma yoluyla bütün yürütme yollarındaki bağımsız işlemleri hesaplayan bir buyruk çizelgeleme yöntemiydi. Makaledeki deneylerde SPEC tamsayı programları ve beş AIX aracı dallanma olasılıkları kullanılmadan koşutlaştırıldı ve yazarlar gerçekçi kaynaklarla beş kata varan hızlanma elde edilebileceğini bildirdi.GCC'nin 4.4 sürümüne seçici çizelgeleme yaklaşımına dayanan yeni bir buyruk çizelgeleyici ve yazılım boru hattı aracı eklendi; bu sürümde geçiş, Intel Itanium platformunda -O3 eniyileme düzeyinde varsayılan olarak çalışıyordu. GCC'nin seçici çizelgeleyici kaynak dosyası, izlediği özgün yaklaşımın kaynağı olarak Moon ve Ebcioğlu'nun 1997 makalesini gösterir.

1994'te PLDI'da sunulan çalışma, VLIW için geliştirilen koşutlaştırma tekniklerini çoklu buyruk başlatımlı işlemcilere uyguladı. Yürütülen buyruk sayısını (yol uzunluğunu) azaltan ve dallanmalardan doğan durmaları gideren yeni algoritmalar IBM RS/6000 xlc derleyicisinin bir ön sürümüne eklendi ve makaleye göre IBM POWER makinelerinde SPEC tamsayı programlarında belirgin iyileşme sağladı. Kendi özgeçmişine göre VLIW ekibinin derleyici teknikleri ve işletim sistemi iyileştirmeleri IBM'in RISC işlemcileri için derleyici ürününe ve AIX'e katıldı; bu çalışma Eylül 1993'te duyurulan POWER2, RS/6000 ve PowerPC 601 ürünlerinin SPECint sonuçlarındaki belirgin iyileşmeye katkıda bulundu. Özgeçmişe göre mimarinin ilk tasarımları, öngörüye dayalı yürütmede kural dışı durumları doğru işlemek için yazmaçlarda 33. bir etiket biti taşıyordu ve her işlemin kural dışı durum doğuran ve doğurmayan iki biçimi vardı. Proje kapsamında her çevrimde 8 aritmetik ve mantık işlemi, 4 yükleme ya da saklama işlemi ve 7 koşullu dallanma yürütebilen bir VLIW makinesinin donanım ilk örneği de yapıldı. IBM'in VLIW mimarisinde bir program, her biri aynı anda yürütülebilen birden çok dallanma ve işlem taşıyan ağaç biçimli buyruklardan oluşuyordu; mimari, derleyici ve gerçekleme seçeneklerini değerlendirmek için eniyileyici bir derleyiciden, VLIW kodunu işlevini öykünen PowerPC koduna çeviren bir çeviriciden ve bir çevrim zamanlayıcısından oluşan bir benzetim ortamı kuruldu.

Gabriel Silberman ile 1993'te Computer dergisinde anlattığı mimari çerçeve, belirli bir buyruk kümesi mimarisi için yazılmış uygulamaların ve işletim sistemi kodunun daha yüksek başarımlı başka mimarilere taşınmasını öngörüyordu. Çerçeve program kural dışı durumlarını, kendi kodunu değiştiren programları, izlemeyi ve hata ayıklamayı da karşılayacak biçimde tasarlanmıştı; IBM System/390 işletim sistemi kodu ve AIX araçları üzerindeki örneklerde hedef mimari olarak bir VLIW makinesi kullanıldı.

Erik Altman ile ISCA 1997'de tanıttığı DAISY (Dynamically Architected Instruction Set from Yorktown), VLIW mimarilerinin var olan yazılımla uyumsuzluğunu gidermeyi amaçlıyordu. Eski mimarinin bütün yazılımı, işletim sistemi çekirdeği de içinde olmak üzere, değişiklik yapılmadan VLIW makinesinde çalışacaktı. Salt okunur bellekte duran bir sanal makine izleyicisi, bir kod parçası ilk kez yürütüldüğünde onu VLIW işlemlerine çeviriyor, koşutlaştırıyor ve eski mimarinin göremediği bir bellek bölgesine kaydediyordu; aynı parçanın sonraki yürütmeleri yeniden çeviri gerektirmiyordu. Bildiri kendi kodunu değiştiren programlar, kesin kural dışı durumlar, bellekle eşlemeli giriş/çıkış ve çok işlemcili sistemlerin katı bellek erişim sıralaması altında bellek erişimlerinin yeniden sıralanması gibi sorunları ele aldı. Koşutlaştırma algoritmaları PowerPC mimarisi için gerçeklendi ve yazarlar ilk sonuçların makul çeviri yükü ve bellek kullanımıyla yüksek buyruk düzeyinde koşutluk gösterdiğini bildirdi. Ekip 1998'de devingen ikili çeviri için tasarlanmış, sekiz buyruk başlatan ağaç buyruklu bir VLIW işlemcisini 0,25 mikrometrelik standart hücre tasarımı olarak sundu; işlemci ikili uyumluluğu PowerPC buyruklarının devingen çevirisiyle, dallanma başarımını ise tek bir buyruk içinde çok yönlü yol seçimiyle sağlıyordu. 2001'de IEEE Transactions on Computersda yayımlanan makale, devingen derleyicinin çeviriyi eniyilemek için çalışma zamanı profil bilgisinden yararlandığı DAISY sistemindeki tasarım ödünleşimlerini ve bunların başarıma etkisini raporladı. Aynı yıl Proceedings of the IEEEde yayımlanan derleme, ikili çevirinin işlemci tasarımında yıkıcı bir teknoloji olup olamayacağını tartıştı ve DAISY, Crusoe, Dynamo ve LaTTe projelerini karşılaştırdı. Kendi özgeçmişine göre DAISY yazılımının bir sürümü açık kaynak olarak yayımlandı ve konu üzerine MICRO-33'te bir eğitim oturumu verildi.

DAISY bildirisi, ACM SIGARCH ile IEEE TCCA'nın, ISCA'nın ellinci yılı için hazırladığı ve 1996-2020 arasında yayımlanan 1.077 bildiriden 98'ini içeren geriye bakış derlemesine seçildi. Seçimi son ISCA toplantılarının program başkanlarından oluşan bir kurul, çıkar çatışması olmayan iki hakemin her bildiriyi ayrı ayrı değerlendirdiği bir yöntemle yaptı. Yazarların bu derleme için yazdığı geriye bakışa göre ekip sonraki yıllarda DAISY ile bir PowerPC 604e iş istasyonunu açıp standart uygulamaları çalıştıracak düzeye geldi. IBM DAISY'yi bir üründe kullanmamaya karar verdi; yazarlar DAISY tekniklerinin Java anında derleyicilerinden HP'nin Dynamo'suna kadar çeşitli ürünlerde kullanıldığını belirtir.

1990'ların sonunda IBM Research ile Seul Ulusal Üniversitesi'nden Soo-Mook Moon'un ekibi, RISC makineleri için bir Java anında derleyicisi olan LaTTe'yi birlikte geliştirdi. LaTTe yığıt tabanlı Java bayt kodunu önce simgesel yazmaçlı bir sözde RISC koduna çeviriyor, ardından yığıt ile yerel değişkenler arasındaki kopyaları birleştirerek yazmaç ataması yapıyordu. Sanal makine ayrıca geliştirilmiş bir nesne modeli, hafif bir eşzamanlama izleyicisi (İngilizce: monitor), hızlı bir işaretle ve süpür çöp toplayıcısı ve istek üzerine çalışan bir kural dışı durum işleme düzeneği içeriyordu.

HPCS/PERCS projesinde Vijay Saraswat ve Vivek Sarkar ile birlikte X10 programlama dilini tanıtan bildiriyi birlikte yazdı; kendi özgeçmişine göre dili tasarlayıp gerçekleyen çekirdek ekipte yer aldı. Bildiri, büyük ölçekli sistemlerin karşılaştığı sıklık, bellek ve ölçeklenebilirlik duvarlarından ikincisine ve üçüncüsüne yanıt olarak, veri erişimi tekdüze olmayan ve birden çok koşutluk düzeyi taşıyan sistemler için deneysel bir nesne yönelimli dil öneriyordu. Dili ayrıntılı olarak tanıtan ve Ebcioğlu'nun sekiz yazar arasında yer aldığı OOPSLA 2005 bildirisi, 2015'te ACM SIGPLAN'ın En Etkili OOPSLA Bildirisi Ödülü'nü aldı. Ödül gerekçesine göre X10, Java'ya dayanan ve işlemci ile bellek kaynaklarının dağıtık olduğu tekdüze olmayan küme sistemlerinde koşut programlamayı kolaylaştırmak için genişletilen bir dildir; yerelliği "yer" (place) kavramıyla açıkça gösterir. Armando Solar-Lezama, Rodric Rabbah ve Rastislav Bodík ile birlikte yazdığı, bit akışı programları için taslakla programlama (İngilizce: programming by sketching) üzerine PLDI 2005 bildirisi de en iyi bildiri ödülü aldı.

Mathematics Genealogy Project'e göre Maryland Üniversitesi'nde 2001'de tamamlanan, kümelenmiş buyruk düzeyinde koşutluk işlemcileri için mikromimari ve derleme desteği konulu Krishnan Kailas'ın doktora tezinin iki danışmanından biridir. Kailas, Ebcioğlu ve Ashok Agrawala'nın HPCA 2001'de sunduğu CARS, bu işlemciler için küme atamasını, yazmaç atamasını ve buyruk çizelgelemeyi tek bir kod üretim aşamasında birleştiriyordu.