基于特征函數(shù)庫的多核并行編譯器的研究的開題報(bào)告

基于特征函數(shù)庫的多核并行編譯器的研究的開題報(bào)告一、研究背景目前，多核計(jì)算是高性能計(jì)算和并行計(jì)算的主要趨勢(shì)，因此，為了提高程序運(yùn)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(jì)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(duì)程序代碼進(jìn)行優(yōu)化，但是這種優(yōu)化并不能利用多核硬件的優(yōu)勢(shì)。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(yùn)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(jì)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(shì)，提高程序的運(yùn)行效率和性能。該編譯器將利用特征函數(shù)庫的特征，自動(dòng)識(shí)別并行計(jì)算任務(wù)，并生成可執(zhí)行的并行計(jì)算代碼。該研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)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(yùn)行效率，促進(jìn)多核計(jì)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(jì)和實(shí)現(xiàn)特征函數(shù)庫：根據(jù)多核計(jì)算的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一組特征函數(shù)，用于自動(dòng)識(shí)別并行運(yùn)算任務(wù)和并行計(jì)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(jì)多核并行編譯器生成器，自動(dòng)識(shí)別需要并行計(jì)算的部分，生成并行運(yùn)算代碼。3.實(shí)驗(yàn)測(cè)試和優(yōu)化：利用實(shí)驗(yàn)測(cè)試，評(píng)估編譯器的效率和性能，并進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。本研究的具體內(nèi)容包括：1.研究并實(shí)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(shí)現(xiàn)多核并行編譯器生成器的原型。2.設(shè)計(jì)并實(shí)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(dòng)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，并在多個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行了測(cè)試，以評(píng)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(jì)和實(shí)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(jì)算的優(yōu)勢(shì)，提高程序的運(yùn)行效率和性能。2.實(shí)現(xiàn)一個(gè)特征函數(shù)庫，能夠自動(dòng)識(shí)別程序中需要并行運(yùn)算的部分，并生成適當(dāng)?shù)牟⑿羞\(yùn)算代碼。3.在多個(gè)平臺(tái)上驗(yàn)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(jìn)行比較和評(píng)估。五、研究計(jì)劃本研究的時(shí)間計(jì)劃如下：1.研究特征函數(shù)庫的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（2周）。2.實(shí)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(jì)并實(shí)現(xiàn)特征函數(shù)庫的特征和實(shí)現(xiàn)方法（6周）。4.實(shí)驗(yàn)測(cè)試和優(yōu)化（8周）。5.撰寫論文和答辯（4周）?？傆?jì)24周。六、研究的難點(diǎn)本研究的難點(diǎn)在于：1.設(shè)計(jì)一個(gè)有效的特征函數(shù)庫，使其能夠自動(dòng)識(shí)別程序中需要并行運(yùn)算的部分。2.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試和優(yōu)化，評(píng)估生成的多核并行編譯器的效率和性能。七、參考文獻(xiàn)1.趙小杰.多核處理器體系結(jié)構(gòu)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.2.吳定發(fā),趙明慧,鄭偉強(qiáng),耿文龍.多核計(jì)算:體系結(jié)構(gòu)及編程技術(shù)[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,34(4):431-