基于特征函數(shù)庫的多核并行編譯器的研究的開題報告

基于特征函數(shù)庫的多核并行編譯器的研究的開題報告一、研究背景目前，多核計算是高性能計算和并行計算的主要趨勢，因此，為了提高程序運行效率和性能，開發(fā)高效的多核并行編譯器是非常必要的。但是，由于多核計算系統(tǒng)資源的復(fù)雜性和硬件架構(gòu)的多樣性，開發(fā)高效的多核并行編譯器仍存在許多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的并行編譯器是基于數(shù)據(jù)流和過程，通常采用靜態(tài)分析技術(shù)對程序代碼進行優(yōu)化，但是這種優(yōu)化并不能利用多核硬件的優(yōu)勢。因此，研究基于特征函數(shù)庫的多核并行編譯器是提高程序運行效率和性能的一種新思路。二、研究目的和意義本課題旨在研究和設(shè)計一種基于特征函數(shù)庫的多核并行編譯器，以利用硬件資源和多核架構(gòu)的優(yōu)勢，提高程序的運行效率和性能。該編譯器將利用特征函數(shù)庫的特征，自動識別并行計算任務(wù)，并生成可執(zhí)行的并行計算代碼。該研究具有重要的理論價值和實際應(yīng)用意義，可以為高效的多核并行編譯器的開發(fā)提供新思路和新方法，從而提高程序的性能和運行效率，促進多核計算技術(shù)的發(fā)展。三、研究方法和內(nèi)容本研究的方法主要包括以下步驟：1.設(shè)計和實現(xiàn)特征函數(shù)庫：根據(jù)多核計算的特點，設(shè)計一組特征函數(shù)，用于自動識別并行運算任務(wù)和并行計算結(jié)構(gòu)。2.開發(fā)基于特征函數(shù)庫的并行編譯器：利用特征函數(shù)庫，設(shè)計多核并行編譯器生成器，自動識別需要并行計算的部分，生成并行運算代碼。3.實驗測試和優(yōu)化：利用實驗測試，評估編譯器的效率和性能，并進行進一步的優(yōu)化。本研究的具體內(nèi)容包括：1.研究并實現(xiàn)基于特征函數(shù)庫的多核并行編譯器生成器的算法和原理，利用C++等語言實現(xiàn)多核并行編譯器生成器的原型。2.設(shè)計并實現(xiàn)特征函數(shù)庫的特征，方法和規(guī)則，以及利用特征函數(shù)庫自動分析程序并發(fā)性的算法。3.利用python和C++等程序語言和相關(guān)工具進行實驗和測試，并在多個平臺上進行了測試，以評估生成的多核并行編譯器的性能。四、預(yù)期的研究成果本研究預(yù)期的研究成果包括：1.設(shè)計和實現(xiàn)一種基于特征函數(shù)庫的多核并行編譯器，能夠有效利用硬件的資源和多核計算的優(yōu)勢，提高程序的運行效率和性能。2.實現(xiàn)一個特征函數(shù)庫，能夠自動識別程序中需要并行運算的部分，并生成適當(dāng)?shù)牟⑿羞\算代碼。3.在多個平臺上驗證基于特征函數(shù)庫的多核并行編譯器的性能和效率，并與傳統(tǒng)的并行編譯器進行比較和評估。五、研究計劃本研究的時間計劃如下：1.研究特征函數(shù)庫的設(shè)計和實現(xiàn)（2周）。2.實現(xiàn)基于特征函數(shù)庫的多核并行編譯器生成器原型（4周）。3.設(shè)計并實現(xiàn)特征函數(shù)庫的特征和實現(xiàn)方法（6周）。4.實驗測試和優(yōu)化（8周）。5.撰寫論文和答辯（4周）。總計24周。六、研究的難點本研究的難點在于：1.設(shè)計一個有效的特征函數(shù)庫，使其能夠自動識別程序中需要并行運算的部分。2.設(shè)計并實現(xiàn)一個高效的多核并行編譯器生成器，并生成高效的并行代碼。3.進行實驗測試和優(yōu)化，評估生成的多核并行編譯器的效率和性能。七、參考文獻1.趙小杰.多核處理器體系結(jié)構(gòu)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2014.2.吳定發(fā),趙明慧,鄭偉強,耿文龍.多核計算:體系結(jié)構(gòu)及編程技術(shù)[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,34(4):431-