一个交互式的Fortran77并行化系统

并行化编译器可以把现有的串行程序自动或半自动地转换为并行程序.现有并行化系统的自动并行化效果与手工并行化的效果相比还有一定的差距,这是由于并行化工具的分析能力不足以及程序中所固有的语义信息无法被并行化工具所理解而造成的.TIPS(Tsinghua interactive parallelizing system)系统通过提供一些友好的交互式工具,使用户与编译器紧密协作,是提高并行化系统的能力和效率的一条有效途径.     

并行化技术与工具

程序并行化工具由它能有效地解决了多种并行机结构间的代码可移植性和大大地减轻用户使用并行机的困难，已成为当今并行处理领域的一个热门研究课题。相信随着对并行机系统越来越广泛的使用。它还将会得到不断的发展和完善。本文着重介绍了并行化关键技术和工具系统的研究历史与现状，并就这一研究课题今后的发展趋势提出一些看法。     

程序自行并行化系统中IR的面向对象设计

从构造一个高性能的程序自行并行化系统的需求出发,介绍了程序自动并行化系统ＡＧＡＳＳＩＺ中ＩＲ的设计原则与设计方法,阐明了此种ＩＲ的设计给整个程序自动并行化系统的设计所带来的便利。     

面向CFD的交互式并行化系统Paractive

该文介绍了面向计算流体力学(CFD)的交互式并行化系统Paractive以及Paractive系统实现时所采用的关键技术。该文根据CFD程序及其并行化的特点提出了CFD程序并行化的区域计算模型以及区域相关的概念。区域计算模型将CFD程序看成区域操作的有序组合,区域相关则以区域操作为基本单位,区域操作本身所具有的对大块数据进行整体操作的特点,使得区域计算模型和区域相关非常适合开发CFD程序中蕴含的数据并行性。另外,该文还介绍了基于程序对象树的增量分析技术以及CFD程序并行化的静态性能预测技术,并在最后给出了使用Paractive并行化CFD实际算例的测试数据。     

程序自动并行化工具FAX

该文介绍了大规模并行处理系统程序自动并行化工具FAX（FortranAutomatedXlator）的系统概况。重点阐述了FAX中所采用的先进技术。测试结果表明,FAX已具备一定的可用性及有效性,作为面向分布主存并行机系统的程序自动并行化工具,基本达到了设计目标。     

面向MPP Fortran的程序自动并行化

ＭＰＰ Ｆｏｒｔｒａｎ是Ｃｒａｙ公司为分布存储、全局编址的Ｃｒａｙ Ｔ３Ｄ ＭＰＰ系统推出的一种数据并行语言。本文首先介绍了ＭＰＰ Ｆｏｒｔｒａｎ的主要特点，然后以该语言为例，对面向ＭＰＰ系统程序自动并行化的基本内容以及关键技术进行了分析和探讨。     

程序自动并行化工具FAK

该文介绍了大规模并行处理系统程序自动并行化工具ＦＡＸ（Ｆｏｒｔｒａｎ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｘｌａｔｏｒ）的系统概况。重点阐述了ＦＡＸ中所采用的先进技术。测试结果表明,ＦＡＸ已具备一定的可用性及有效性,作为面向分布主存并行机系统的程序自动并行化工具,基本达到了设计目标。     

面向CAD的程序自动并行化工具APFC

针对并行处理的热点问题,本文分析了面向ＣＦＤ的程序自动并行化工具ＡＰＦＣ。ＡＰＦＣ实现了数组共享变量的识别和相关性分析,能够自动搜索贴内同步和通信点,并自动生成并行划分后的节点源程序。经ＡＰＦＣ处理的程序有很好的可移植性和较高的并行效率。     

程序自动并行化系统中IR的面向对象设计

从构造一个高性能的程序自动并行化系统的需求出发,介绍了程序自动并行化系统ＡＧＡＳＳＩＺ中ＩＲ（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）的设计原则与设计方法,阐明了此种ＩＲ的设计给整个程序自动并行化系统的设计所带来的便利。     

交互式环境下基于层次分解的并行变换技术

针对传统并行变换技术存在的不足,提出了一种交互环境下基于层次分解的并行变换技术,主要侧重于循环外并行成分的提取,并强调由用户参与并行变换工作,获得较为理想的任务颗粒度及相关性分析,从而降低了并行变换的复杂度,在一定程度上提高了程序的并行度。     

Semi-Automatic Composition of Loop Transformations for Deep Parallelism and Memory Hierarchies

Modern compilers are responsible for translating the idealistic operational semantics of the source program into a form that makes efficient use of a highly complex heterogeneous machine. Since optimization problems are associated with huge and unstructured search spaces, this combinational task is poorly achieved in general, resulting in weak scalability and disappointing sustained performance. We address this challenge by working on the program representation itself, using a semi-automatic optimization approach to demonstrate that current compilers offen suffer from unnecessary constraints and intricacies that can be avoided in a semantically richer transformation framework. Technically, the purpose of this paper is threefold: (1) to show that syntactic code representations close to the operational semantics lead to rigid phase ordering and cumbersome expression of architecture-aware loop transformations, (2) to illustrate how complex transformation sequences may be needed to achieve significant performance benefits, (3) to facilitate the automatic search for program transformation sequences, improving on classical polyhedral representations to better support operation research strategies in a simpler, structured search space. The proposed framework relies on a unified polyhedral representation of loops and statements, using normalization rules to allow flexible and expressive transformation sequencing. Thisrepresentation allows to extend the scalability of polyhedral dependence analysis, and to delay the (automatic) legality checks until the end of a transformation sequence. Our work leverages on algorithmic advances in polyhedral code generation and has been implemented in a modern research compiler.     

并行化软件环境KD-PASTE

并行化软件环境是超级计算领域内的前沿研究课题,它对充分发挥巨型机系统并行计算的巨大潜力具有至关重要的作用。本文所介绍的并行化软件环境KD—PASTE以相关分析理论为基础,充分挖掘应用程序的向量成份,并同时对程序的微任务化进行了探索。该系统功能齐全,使用方便,可移植性强。系统的并行化手段和综合效能达到了国际上80年代后期水平,填补了国内在该项领域里的空白。     

Banerjee-GCD与Banerjee-Bound联合数组相关性测试

以Banerjee-GCD方法和Banerjee-Bound方法为基础,充分考虑了两者的测试结果之间的相互影响以及程序并行化对相关性测试的要求,从而提出了一个在统一的框架下利用Banerjee-GCD方法与Banerjee-Bound方法对不同的相关向量进行测试的联合数组相关性测试方法,该方法在保持执行时间效率的前提下提高了测试的精确性和结果的有效性,并且能够处理一部分非线性下标表达式的情况。     

光线跟踪程序PBRT的并行化及性能优化

随着多核处理器的出现和迅速发展,将以前经典的串行程序并行化,更好地利用多核体系结构提高其性能,成为了当前多核处理器应用研究值得关注的一个问题。以并行化光线跟踪程序PBRT为例,深入研究了串行程序并行化中的并行模型的设计与实现、正确性验证,以及并行化后的性能优化等问题。优化后的并行PBRT取得了4个线程时近3．5倍的加速比,证明了所给出的并行化及性能优化有良好的效果。     

An introduction to compilation issues for parallel machines

The exploitation of today's high-performance computer systems requires the effective use of parallelism in many forms and at numerous levels. This survey article discusses program analysis and restructuring techniques that target parallel architectures. We first describe various categories of architectures that are oriented toward parallel computation models: vector architectures, shared-memory multiprocessors, massively parallel machines, message-passing architectures, VLIWs, and multithreaded architectures. We then describe a variety of optimization techniques that can be applied to sequential programs to effectively utilize the vector and parallel processing units. After an overview of basic dependence analysis, we present restructuring transformations on DO loops targeted both to vectorization and to concurrent execution, interprocedural and pointer analysis, task scheduling, instruction-level parallelization, and compiler-assisted data placement. We conclude that although tremendous advances have been made in dependence theory and in the development of a toolkit of transformations, parallel systems are used most effectively when the programmer interacts in the optimization process.     

Program Development Tools for Clusters of Shared Memory Multiprocessors

Applications are increasingly being executed on computational systems that have hierarchical parallelism. There are several programming paradigms which may be used to adapt a program for execution in such an environment. In this paper, we outline some of the challenges in porting codes to such systems, and describe a programming environment that we are creating to support the migration of sequential and MPI code to a cluster of shared memory parallel systems, where the target program may include MPI, OpenMP or both. As part of this effort, we are evaluating several experimental approaches to aiding in this complex application development task.     

面向多核体系结构的并行迭代编译技术研究

迭代编译技术是一种编译优化技术,目前学术研究已经证明将迭代编译技术运用于程序优化能够显著提高程序性能。但是,因为迭代编译需要多次编译运行程序,整个迭代过程耗时巨大。为了运用当前普遍存在的多核计算资源,加快迭代编译过程,对当前新提出的迭代编译框架OpenTuner进行修改,将迭代编译过程中的评估阶段改为并行执行。同时,探索迭代编译评估阶段并行化对优化效果的影响,并对此做出分析。     

一种精确的调用图生成技术

调用图是过程间分析和程度自动并行化的基础。生成精确调用图可以进一步开发程序的并行性。此文针对Ｆｏｒｔｒａｎ程序，提出了一项完全消除哑过程，产生精确调用图的技术与相应的算法。该算法已在面向ＭＰＰ Ｆｏｒｔｒａｎ的程序自动并行化工具中实现。