現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化編譯器

定　價(jià)：￥69.00

作　者：	（美）Randy Allen，（美）Ken Kennedy著；張兆慶等譯；張兆慶譯
出版社：	機(jī)械工業(yè)出版社
叢編項(xiàng)：	計(jì)算機(jī)科學(xué)叢書
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111141228	出版時間：	2004-06-01	包裝：	膠版紙
開本：	26cm	頁數(shù)：	573	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書介紹對現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)的編譯器進(jìn)行優(yōu)化的方法，理論基礎(chǔ)是基于循環(huán)依賴的。分析基于依賴的變換的正確性論述和依賴測試的詳細(xì)過程。剖析怎樣擴(kuò)展依賴去處理循環(huán)嵌套中的控制流以及跨越整個程序的過程。本書還討論怎樣能用依賴來回答現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)編譯中的眾多重要問題，包括支持不同類型體系結(jié)構(gòu)（例如，向量、多處理器、超標(biāo)量）的并行化，存儲層次結(jié)構(gòu)的編譯器管理，帶指令級并行性的機(jī)器的指令調(diào)度。最后，介紹一些不大為人熟知的應(yīng)用，如硬件設(shè)計(jì)、數(shù)組語言實(shí)現(xiàn)以及消息傳遞系統(tǒng)的編譯。設(shè)計(jì)具有高性能微處理器的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，能夠極大地提高計(jì)算機(jī)在性能方面的潛在優(yōu)勢。然而其高度的復(fù)雜性使得產(chǎn)生有效代碼和實(shí)現(xiàn)其全部優(yōu)勢變得愈加困難。這本出自兩位學(xué)術(shù)權(quán)威的具有里程碑意義的教科書，重點(diǎn)闡述了編譯器對于解決這個至關(guān)重要問題所起到的關(guān)鍵作用。數(shù)據(jù)依賴是在高性能微處理器和并行體系結(jié)構(gòu)上優(yōu)化程序的基本編譯器分析工具。它能使所編寫的編譯器自動地將簡單的串行程序轉(zhuǎn)換成具有現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)特征的程序。數(shù)據(jù)依賴支持許多變換策略，也應(yīng)用于一些重要的優(yōu)化問題，本書對此做了全面介紹，并對基于數(shù)據(jù)依賴的編譯器優(yōu)化的重要性和廣泛應(yīng)用性進(jìn)行了論證，給出了理解和實(shí)現(xiàn)它們所需要的基礎(chǔ)，同時還為手工轉(zhuǎn)換程序提供了詳細(xì)說明。書中介紹的方法是基于過去二十多年的研究成果．取材于在美國Rice大學(xué)的研究原型和幾個有關(guān)的商業(yè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的策略。致力于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化編譯器的研究人員、業(yè)界專家和研究生都可以從本書中獲益。本書特點(diǎn)：●提供一種簡單實(shí)用的算法和方法的指南，在高性能微處理器和并行系統(tǒng)中是最有效的●用處理過的例子示范每個變換●用實(shí)例分析編譯器如何實(shí)現(xiàn)每一章中描述的理論和實(shí)踐●介紹存儲層次結(jié)構(gòu)問題的最完善的處理方法●全書用依賴圖來闡明排序關(guān)系●涉及各種語言。包括Fortran77、C、硬件定義語言、Fortran 90和High Performance Fortran

作者簡介

　　Randy Allen以優(yōu)異盛開獲得Harvard大學(xué)化學(xué)專業(yè)學(xué)士學(xué)位，在Rice（賴斯）大學(xué)獲得數(shù)學(xué)科學(xué)碩士和博士學(xué)位。成為Rice大學(xué)研究員之后，Allen博士參加了業(yè)界編譯器構(gòu)造的實(shí)踐活動。他經(jīng)歷了在Ardent Computers、Sun Microsystems、Chronologic Simulation、Synopsys和CynApps等公司的研究、高級開發(fā)以及管理工作。他本人以及和他人合作在各種學(xué)術(shù)會議和雜志上發(fā)表了15篇關(guān)于計(jì)算機(jī)優(yōu)化、編譯器重構(gòu)和硬件模擬等方面的論文。他出任Suppercomputing和Conference on Programming Language and Design Implementation等會議的程序委員會成員。目前，他是幾家公司（包括IBM、Intermetrics、Microtes Research和Mentor Graphics）的優(yōu)化編譯器顧問，是Catalytic Compilers公司總裁和CEO。Ken Kenedy是Rice大學(xué)計(jì)算工程的Ann and John Doerr教授和高性能軟件研究中心（主任）。他是電氣和電子工程師學(xué)會（IEEE）、計(jì)算機(jī)協(xié)會（ACM）以及美國科學(xué)促進(jìn)會協(xié)會（AAAS）的會士，自1990年起，他是美國工程院院士。從1997年到1999年，任的PITAC報(bào)告中的領(lǐng)導(dǎo)作用，獲得計(jì)算研究協(xié)會杰出貢獻(xiàn)獎和RCI Seymour Cray HPCC Industry Recognition獎。Kennedy教授發(fā)表了150多篇學(xué)術(shù)論文，并指導(dǎo)34篇有關(guān)高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)支撐軟件的博士論文。他對高性能計(jì)算軟件方面的貢獻(xiàn)得到了公認(rèn)，1995年他獲得W.Wallace Mcdowell獎，這是IEEE Computer Society的最高研究獎項(xiàng)。1999年他被提名為ACM SIGPLAN程序設(shè)計(jì)語言成就獎的第三位接受者。

圖書目錄

第1章  高性能體系結(jié)構(gòu)對編譯器的挑戰(zhàn)
1. 1  概述和目標(biāo)
1. 2  流水線
1. 2. 1  流水線指令部件
1. 2. 2  流水線執(zhí)行部件
1. 2. 3  并行功能部件
1. 2. 4  標(biāo)量流水線編譯
1. 3  向量指令
1. 3. 1  向量硬件概述
1. 3. 2  向量流水線編譯
1. 4  超標(biāo)量處理器和VLIW處理器
1. 4. 1  多發(fā)射指令部件
1. 4. 2  多發(fā)射處理器的編譯
1. 5  處理器并行性
1. 5. 1  處理器并行性概述
1. 5. 2  異步并行性的編譯
1. 6  存儲層次結(jié)構(gòu)
1. 6. 1  存儲系統(tǒng)概述
1. 6. 2  存儲層次結(jié)構(gòu)的編譯
1. 7  實(shí)例研究：矩陣乘法
1. 8  先進(jìn)編譯技術(shù)
1. 8. 1  依賴
1. 8. 2  變換
1. 9  小結(jié)
1. 10  實(shí)例研究
1. 11  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第2章  依賴：理論與實(shí)踐
2. 1  引言
2. 2  依賴及其性質(zhì)
2. 2. 1  存-取分類
2. 2. 2  循環(huán)內(nèi)的依賴
2. 2. 3  依賴和變換
2. 2. 4  距離向量和方向向量
2. 2. 5  循環(huán)攜帶依賴和循環(huán)無關(guān)依賴
2. 3  簡單的依賴測試
2. 4  并行化和向量化
2. 4. 1  并行化
2. 4. 2  向量化
2. 4. 3  一個先進(jìn)的向量化算法
2. 5  小結(jié)
2. 6  實(shí)例研究
2. 7  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第3章  依賴測試
3. 1  引言
3. 2  依賴測試概述
3. 2. 1  下標(biāo)劃分
3. 2. 2  合并方向向量
3. 3  單下標(biāo)依賴測試
3. 3. 1  ZIV測試
3. 3. 2  SIV測試
3. 3. 3  多歸納變量測試
3. 4  耦合組中的測試
3. 4. 1  Delta測試
3. 4. 2  更強(qiáng)有力的多下標(biāo)測試
3. 5  實(shí)驗(yàn)研究
3. 6  各種測試的集成
3. 7  小結(jié)
3. 8  實(shí)例研究
3. 9  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第4章  初等變換
4. 1  引言
4. 2  信息需求
4. 3  循環(huán)正規(guī)化
4. 4  數(shù)據(jù)流分析
4. 4. 1  定義-使用鏈
4. 4. 2  死代碼消除
4. 4. 3  常數(shù)傳播
4. 4. 4  靜態(tài)單賦值形式
4. 5  歸納變量暴露
4. 5. 1  前向表達(dá)式替換
4. 5. 2  歸納變量替換
4. 5. 3  驅(qū)動替換過程
4. 6  小結(jié)
4. 7  實(shí)例研究
4. 8  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第5章  提高細(xì)粒度并行性
5. 1  引言
5. 2  循環(huán)交換
5. 2. 1  循環(huán)交換的安全性
5. 2. 2  循環(huán)交換的有利性
5. 2. 3  循環(huán)交換和向量化
5. 3  標(biāo)量擴(kuò)展
5. 4  標(biāo)量和數(shù)組重命名
5. 5  節(jié)點(diǎn)分裂
5. 6  歸約識別
5. 7  索引集分裂
5. 7. 1  閾值分析
5. 7. 2  循環(huán)剝離
5. 7. 3  基于區(qū)域的分裂
5. 8  運(yùn)行時符號解析
5. 9  循環(huán)傾斜
5. 10  各種變換的集成
5. 11  實(shí)際機(jī)器的復(fù)雜性
5. 12  小結(jié)
5. 13  實(shí)例研究
5. 13. 1  PFC
5. 13. 2  ArdentTitan編譯器
5. 13. 3  向量化的性能
5. 14  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第6章  開發(fā)粗粒度并行性
6. 1  引言
6. 2  單循環(huán)的處理方法
6. 2. 1  私有化
6. 2. 2  循環(huán)分布
6. 2. 3  對齊
6. 2. 4  代碼復(fù)制
6. 2. 5  循環(huán)合并
6. 3  緊嵌循環(huán)套
6. 3. 1  為并行化的循環(huán)交換
6. 3. 2  循環(huán)選擇
6. 3. 3  循環(huán)反轉(zhuǎn)
6. 3. 4  為并行化的循環(huán)傾斜
6. 3. 5  模變換
6. 3. 6  基于有利性的并行化方法
6. 4  非緊嵌循環(huán)套
6. 4. 1  多層循環(huán)合并
6. 4. 2  一個并行代碼生成算法
6. 5  一個擴(kuò)充的例子
6. 6  并行性的封裝
6. 6. 1  循環(huán)分段
6. 6. 2  流水線并行性
6. 6. 3  調(diào)度并行任務(wù)
6. 6. 4  制導(dǎo)的自調(diào)度
6. 7  小結(jié)
6. 8  實(shí)例研究
6. 8. 1  PFC和ParaScope
6. 8. 2  ArdentTitan編譯器
6. 9  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第7章  處理控制流
7. 1  引言
7. 2  if換
7. 2. 1  定義
7. 2. 2  分支的分類
7. 2. 3  前向分支
7. 2. 4  出口分支
7. 2. 5  后向分支
7. 2. 6  完全前向分支消除
7. 2. 7  化簡
7. 2. 8  迭代依賴
7. 2. 9  if重構(gòu)
7. 3  控制依賴
7. 3. 1  構(gòu)造控制依賴
7. 3. 2  循環(huán)中的控制依賴
7. 3. 3  控制依賴的一個執(zhí)行模型
7. 3. 4  控制依賴在并行化中的應(yīng)用
7. 4  小結(jié)
7. 5  實(shí)例研究
7. 6  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第8章  改進(jìn)寄存器的使用
8. 1  引言
8. 2  標(biāo)量寄存器分配
8. 2. 1  面向寄存器重用的數(shù)據(jù)依賴
8. 2. 2  循環(huán)攜帶和循環(huán)無關(guān)的重用
8. 2. 3  寄存器分配的例子
8. 3  標(biāo)量替換
8. 3. 1  依賴圖剪枝
8. 3. 2  簡單替換
8. 3. 3  處理循環(huán)攜帶依賴
8. 3. 4  跨越多個迭代的依賴
8. 3. 5  刪除標(biāo)量拷貝
8. 3. 6  緩解寄存器壓力
8. 3. 7  標(biāo)量替換算法
8. 3. 8  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
8. 4  展開和壓緊
8. 4. 1  展開和壓緊的合法性
8. 4. 2  展開和壓緊算法
8. 4. 3  展開和壓緊的效果
8. 5  面向寄存器重用的循環(huán)交換
8. 5. 1  對循環(huán)交換的考慮
8. 5. 2  循環(huán)交換算法
8. 6  面向寄存器重用的循環(huán)合并
8. 6. 1  面向重用的有利的循環(huán)合并
8. 6. 2  面向合并的循環(huán)對齊
8. 6. 3  合并機(jī)制
8. 6. 4  加權(quán)循環(huán)合并算法
8. 6. 5  面向寄存器重用的多層循環(huán)合并
8. 7  改進(jìn)寄存器使用的變換綜合
8. 7. 1  決定變換的順序
8. 7. 2  例子：矩陣乘法
8. 8  復(fù)雜的循環(huán)嵌套
8. 8. 1  包含if語句的循環(huán)
8. 8. 2  梯形循環(huán)
8. 9  小結(jié)
8. 10  實(shí)例研究
8. 11  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第9章  管理高速緩存
9. 1  引言
9. 2  適合于空間局部性的循環(huán)交換
9. 3  分塊
9. 3. 1  非對齊的數(shù)據(jù)
9. 3. 2  分塊的合法性
9. 3. 3  分塊的有利性
9. 3. 4  一個簡單的分塊算法
9. 3. 5  帶傾斜的分塊
9. 3. 6  循環(huán)合并和對齊
9. 3. 7  結(jié)合其他變換的分塊
9. 3. 8  有效性
9. 4  復(fù)雜循環(huán)嵌套中的高速緩存管理
9. 4. 1  三角形的高速緩存分塊
9. 4. 2  特殊用途的變換
9. 5  軟件預(yù)取
9. 5. 1  一個軟件預(yù)取算法
9. 5. 2  軟件預(yù)取的有效性
9. 6  小結(jié)
9. 7  實(shí)例研究
9. 8  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第10章  調(diào)度
10. 1  引言
10. 2  指令調(diào)度
10. 2. 1  機(jī)器模型
10. 2. 2  直線型代碼的圖調(diào)度
10. 2. 3  表調(diào)度
10. 2. 4  蹤跡調(diào)度
10. 2. 5  循環(huán)內(nèi)的調(diào)度
10. 3  向量部件調(diào)度
10. 3. 1  鏈接
10. 3. 2  協(xié)處理器
10. 4  小結(jié)
10. 5  實(shí)例研究
10. 6  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第11章  過程間分析和優(yōu)化
11. 1  引言
11. 2  過程間分析
11. 2. 1  過程間問題
11. 2. 2  過程間問題分類
11. 2. 3  流不敏感副作用分析
11. 2. 4  流不敏感別名分析
11. 2. 5  常數(shù)傳播
11. 2. 6  注銷分析
11. 2. 7  符號化分析
11. 2. 8  數(shù)組區(qū)域分析
11. 2. 9  調(diào)用圖的構(gòu)造
11. 3  過程間優(yōu)化
11. 3. 1  內(nèi)聯(lián)替換
11. 3. 2  過程克隆
11. 3. 3  混合優(yōu)化
11. 4  管理整個程序的編譯
11. 5  小結(jié)
11. 6  實(shí)例研究
11. 7  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第12章  C語言和硬件設(shè)計(jì)中的依賴
12. 1  引言
12. 2  優(yōu)化C語言
12. 2. 1  指針
12. 2. 2  命名和結(jié)構(gòu)
12. 2. 3  循環(huán)
12. 2. 4  作用域和靜態(tài)變量
12. 2. 5  方言
12. 2. 6  其他問題
12. 3  硬件設(shè)計(jì)
12. 3. 1  硬件描述語言
12. 3. 2  優(yōu)化模擬
12. 3. 3  綜合優(yōu)化
12. 4  小結(jié)
12. 5  實(shí)例研究
12. 6  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第13章  編譯數(shù)組賦值
13. 1  引言
13. 2  簡單的標(biāo)量化
13. 3  標(biāo)量化變換
13. 3. 1  循環(huán)反轉(zhuǎn)
13. 3. 2  輸入預(yù)取
13. 3. 3  循環(huán)分裂
13. 4  多維標(biāo)量化
13. 4. 1  多維中的簡單標(biāo)量化
13. 4. 2  外層循環(huán)預(yù)取
13. 4. 3  用于標(biāo)量化的循環(huán)交換
13. 4. 4  通用的多維標(biāo)量化
13. 4. 5  一個標(biāo)量化的例子
13. 5  對向量機(jī)器的考慮
13. 6  標(biāo)量化后的循環(huán)交換和合并
13. 7  小結(jié)
13. 8  實(shí)例研究
13. 9  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第14章  編譯高性能Fortran
14. 1  引言
14. 2  HPF編譯器概覽
14. 3  基本循環(huán)的編譯技術(shù)
14. 3. 1  分布信息的傳播和分析
14. 3. 2  迭代的劃分
14. 3. 3  通信生成
14. 4  優(yōu)化
14. 4. 1  通信向量化
14. 4. 2  重疊通信和計(jì)算
14. 4. 3  對齊和復(fù)制
14. 4. 4  流水
14. 4. 5  一般依賴環(huán)的識別
14. 4. 6  存儲管理
14. 4. 7  處理多個維
14. 5  HPF的過程間優(yōu)化
14. 6  小結(jié)
14. 7  實(shí)例研究
14. 8  歷史評述與參考文獻(xiàn)
習(xí)題
附錄  Fortran 90基礎(chǔ)
參考文獻(xiàn)
索引