代码翻译中PERFORM和GOTO语句复合结构的变换

传统语言COBOL从诞生至今已有近50年历史,现存约有1 000亿行代码是用COBOL编写的.维护这些遗产代码的一个有效方法是将其翻译成现代语言,例如Java.其中将COBOL语言中GOTO和PERFORM语句及其复合控制结构消除是翻译过程中的一个关键步骤.提出一种利用switch,while语句来消除GOTO和PERFORM复合控制结构的方法,实现了程序的等价变换.该方法不改变程序的控制结构,保持其可读性,并将代码膨胀率控制到2倍左右.该方法已在所开发的C2J翻译系统中进行应用,通过了400万行实际商用程序的测试,结果证明,该方法是正确、有效的.

PVM并行程序验证系统的原理与实现

本文主要介绍PVM并行程序验证系统的基本原理和实现技术．首先，我们扼要分析PVM程序的构成与特点；然后阐述验证系统的理论模型和验证算法；最后，讨论开发过程中的若干关键技术．本系统的研制可为并行程序的自动转换和分析验证提供一个可视化的运行环境．

指令级并行编译器的数据预取及优化方法

微处理器芯片的处理能力越来越强 .但是 ,存储器的速度却远远不能与其匹配 ,造成了整个系统的性能不理想 .为解决这个问题 ,编译器发展了局部性优化、数据预取等多种技术 .文中将介绍一种用于 IL P(Instructionlevel Parallelism)优化编译器的数据预取技术以及一种利用寄存器堆减少主存访问次数、对程序进行优化的方法 .利用它们可以提高平均存储性能 。

协作式全局指令调度与寄存器分配

指令级并行是现代高性能处理器的重要特征 .对于发挥这类处理器所具有的并行处理能力来说 ,编译器有至关重要的影响 .文中讨论指令级并行编译中的核心问题——全局指令调度与寄存器分配 ,并以作者为一种新型的显式并行体系结构微处理器研制的编译系统为背景 ,介绍了此类编译器后端设计中面临的指令调度与寄存器分配的时序问题 。

程序调试、监测与性能分析的一体化工具

随着高性能芯片及高性能计算的应用，人们对调试器的要求不再仅局限于“正确性调试”，而是更进一步要求进行“性能调试”，即在正确性的基础上，通过对程序的细调而获得最佳性能．正确性调试和性能调试通常由独立的工具支持，这种模式已不能很好地支持高性能计算．介绍了一个为高性能ＳＩＭＤ芯片设计的同时具有正确性调试和性能调试功能的可视化工具．它集程序调试、行为监测和性能分析为一体，改善了高性能程序的开发周期。

基于Petri网的并发系统控制器设计

针对并发系统的死锁现象 ,通过原系统 Petri网模型的状态可达图和行为规范 ,产生目标系统的可达图 ,进一步生成控制器的 Petri网模型 .由此为这类问题的控制器 Petri网模型的生成提供一条有效途径 .

基于 PN 的并行程序设计方法

首先分析了并行程序的特点，在此基础上，提出并行程序设计的若干Ｐｅｔｒｉ网方法。这些方法在一定程度上有助于减少或避免一些逻辑错误的出现，从而减轻了程序验证的负担。最后通过例子显示了这些方法的作用。

一种增量式数据流分析方法

数据流分析是编译器中的重要部分 ,而增量式分析在程序开发环境和过程间优化编译器中有着相当实用的价值 .当程序发生变化时 ,它可以增量式地维护数据流信息 ,而不致因程序的任何小改动都重新进行数据流分析 .给出了一种增量式的消去数据流算法 ,它基于路径简化算法 ,具有和路径简化算法同样的复杂度 ,同样的通用性 (适用于不可归约流图和流函数不完备的情况 ) 。

PORT：并行优化重构工具集

ＰＯＲＴ是以ＦＯＲＴＲＡＮ７７源程序为对象的并行优化重构工具集．它以自动并行重构程序为主体，辅以一组优化、静态分析、动态分析和程序执行过程可视化工具．通过良好的用户界面和统一的内部数据结构将它们集成为一个整体．本文介绍ＰＯＲＴ系统的特点、结构和若干关键技术．

Petri网动态运行可视化研究

讨论了可视化开发方法在开发 Petri网工具中的应用 ,描述了 Petri网的可视化运行的表现形式 ,介绍了Petri网可视化运行的设计方法 .

基于域的编译框架

传统的基于函数范围的后端编译框架是一种方便的程序划分方法 .然而 ,考虑到编译过程中的资源需求(例如编译时间和内存使用 )、代码性能以及编译功能 ,函数的范围大小以及结构并不是最适合进行程序分析和优化的程序划分 .在现代编译器为了尽可能地发掘指令级并行机会而寻求更复杂和时空复杂性更高的算法的情况下 ,这种不适应性变得更加突出 .当函数的范围很大时 ,时空复杂性很高的算法以函数为基本编译单位通常会导致编译时间太长和 (或 )内存消耗太多 .Hank提出了一种编译框架 ,使得优化的范围和结构可以得到一定的控制 .基于编译时间和优化机会的考虑 ,本文提出了一种新的基于域的编译框架 .同时 ,允许一些基于域的优化制导属性在不同的优化阶段之间被传递和观察 .这个基于域的编译框架已经在目标码为安腾 (Itanium)处理器的编译器ORC(OpenResearchCompiler)中实现 .实验结果表明 ,此框架在控制编译的时空复杂性方面是成功的 .

实用数据依赖分析方法

数据依赖分析是检测程序循环级并行性的基本步骤．基于数组下标对分类，本文提出了一个实用、有效的数据依赖分析方案．现有的依赖测试算法，都有循环正规化的假设，由于它存在某些弊端，我们抛弃这一假设，允许循环增量是任意整表达式．为此，本文对有关依赖的定义做了适当修改，并重新推导了某些重要结论，为处理循环增量为变量或表达式的情形，给出了弱形式下的ＧＣＤ和Ｂａｎｅｒｊｅｅ测试，该方案已在ＰＯＲＴ中实现．

一个有效的并行分析算法

并行分析在并行编译系统中有着很重要的作用，它的优劣直接影响到编译系统的成败．随着机群系统及其并行开发环境的发展，多数的并行系统可支持多重并行循环的运行．而对只支持一重并行循环的编程系统，选择并行运行效率最高的循环，也是很重要的．为此，本文提出了一个有效的循环并行分析方案．它不但能给出多层循环的并行性，而且能够处理绝大部分实际应用中的并行性问题．本文对传统的并行分析算法进行了修改，并给出了一个有效的并行分析算法．该方案已在一个并行Ｃ编译中实现．

支持语言扩展的编译基础结构──X体系结构的研究

语言机制是提供抽象的核心手段，但并不能容易地扩展，给软件的编写和维护带来困难．我们定义了一个可扩展的编译体系结构──X体系结构，目标是支持用户扩展语言机制、编码领域抽象和优化技巧．它提供了一个可扩展的语言──X语言，允许用户程序访问程序的多个视图（如AST、类图、类型、上下文等），并用该语言定义语言扩展，逐步提高该语言的抽象能力，得到高效的定制编译系统．本文中展示了新的语言扩展──程序枚举的实现过程，表现X体系结构的可扩充性．

面向SIMD机器的全局自动数据分割

提出了一种面向ＳＩＭＤ机器的全局数据自动分割算法，该算法能处理多个非紧嵌的循环嵌套，并且数组下标存取式为循环变量的线性式．首先通过数据与迭代映射抽象出计算中的通信方式，然后提出识别规则模式通信模式的形式化条件．接着建立包含对准信息和相应通信开销的数据迭代图，并在数据迭代图的基础上提出一个启发式算法来计算较优的数据分布和迭代分布，以优化处理单元之间的通信开销．通过分析多个循环嵌套所涉及的多个数组映射和迭代映射之间复杂的相互制约关系，从全局的角度求得一个较优的数据迭代分布方案．该算法已经用于面向ＳＩＭＤ机器的自动并行编译器的设计和实现中．实验结果表明，它在减少通信开销上有着显著的成效．

多视图编程范式及其编译支持

文中分析了目前面向对象（ＯＯ）的程序设计方法学存在的结构异常、代码重用难等问题．提出了多视图的编程范式，支持用户定义和引用对核心数据结构的局部视图，由ＡＤＴ编译器建立统一的公用类型，以此支持公用类型的逐步扩充及代码的重用．然后论文讨论了类型视图的定义，合一类型的多个视图的方法，并讨论了该范式下进行增量式编译的方案．在编译器软件的开发中已显示了该编程范式能够降低编程和维护代价．

利用超级编译技术优化串行程序

现代的超标量和超流水线高速处理器通常都带有二级高速缓冲存储器，以及较多的快速寄存器。利用程序变换来改善程序性能，是当今编译技术研究的热门课题之一。本文重点讨论了超级编译技术中的循环分布，交换，合并和ｓｔｒｉｐｍｉｎｉｎｇ对串行程序的优化应用和效果。

Interprocedural Constant Range Propagation and Alias Analysis by Multiple Version Method

A set of methods for interprocedural analysis is proposed. First, an ap-proach for interprocedural constant propagation is given. Then the concept of constant propagation is extended so as to meet the needs of data dependence analysis. Besides certain constant, constant range can also be propagated. The related propagating rules are introduced, and an idea for computing Return function is given. This approach can solve almost all interprocedural constant propagation problems with non-recursive calls. Second, a muItiple-version par-allelizing technique is also proposed for alias problem. The work related to this paper has been implemented on a shared-memory parallel computer.

Automatic Generation of Interprocedural Data—Flow Analyzers and Optimizers

Interprocedural analysis and optimization are very important for compilers toexploit parallelism of modern high-performance computer systems. But it is very complicated,easy to make mistakes and difficult to maintain and port. To solve the problem, we construct anautomatic generator of interprocedural analyzers and optimizers - IGEN. In IGEN, first a newmodel to describe the interprocedural data-flow problem is designed. It is fit for all traditionaldata-flow problems and can be used in context-sensitive algorithms. Then, the structure andthe working environment of IGEN are described in detail. Finally, the implementation of IGENand our experimental result are given.