过程繁衍及其实现方法

过程的处理在并行化编译工具中是十分关键的问题，过程嵌入和跨过程信息传播是常用的解决方法．近年来，兼有前二者优点的新技术：过程繁衍（Ｃｌｏｎｉｎｇ），逐渐受到人们的重视．而以往的研究中，过程繁衍仅局限于常数值的传播．本文提出了在过程繁衍中进行符号等式约束信息传播的方法，该方法可以增强系统中全局的符号分析（ＳｙｍｂｏｌｉｃＡｎａｌｙｓｉｓ）能力，并可与一些新技术（如Ｏｍｅｇａ测试）互相配合，从而提高并行化系统的能力．该方法在作者开发的并行化编译工具ＡＦＴ中得到了实现．对于ＰｅｒｆｅｃｔＢｅｎｃｈｍａｒｋ的测试  

Sigma系统中数据依赖关系分析的完善与增强

文中在分析了Ｓｉｇｍａ系统中数据依赖关系测试算法的基础，修正了其算法中的不足，同时，为提高测试的精确度，针对距离量法提出了边界测试的思想，针对消元提出了将消元法和Ｂａｎｅｒｊｅｅ不等式相组的思想，为提高系统效率，提出了不相交子方程组的思想。  

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。  

一个用于数据并行语言计算划分的时序优化模型

一个程序中数据并行语句的计算划分(CP)对该程序的运行性能有决定性的作用.尽管人们对这一问题已经进行了广泛的研究,但这些研究的重点都集中在如何提高被选择计算划分的空间局部性上.针对并行循环结构的计算划分问题,提出了一个时序优化模型.在该模型中,一个计算划分被表示成一个有向图,在把并行语句中的操作映射到各个处理器的同时,给出了被分配到不同处理器上的操作之间的相关性.对于一条数据并行语句,时序优化模型对它的每个计算划分选择方案分别采用多种有效的优化策略进行优化;并综合考虑各个计算划分选择方案的负载平衡性、处理器间的操作依赖性、数据访问的空间局部性和时间局部性四个方面的因素,估算每个方案的执行效率;最后从这些方案中选择一个执行效率最优的方案作为该语句的计算划分.作者已在HPF编译器p-HPF采用时序优化模型实现了对FORALL结构的支持.实验结果表明,该模型具有非常好的通用性,对不同领域多种数据并行问题均取得了理想的加速比.同时,只需略微改动,该模型也可用于其他类型数据并行语句的计算划分.  

基于EFSM模型的等价类测试

等价类测试是有效减少测试用例而又较小地影响测试效果的一种高效的测试方法，但是对于测试者来说，寻找一种等价类测试的划分方法十分重要，本文提出了一种基于EFSM（Extended Finite State Machine）模型的等价类测试划分的方法，通过对EFSM模型数据依赖和控制依赖分析，给出了等价类测试划分的具体方法和算法，并给出了等价类划分方法的完备性和无冗余性证明。  

面向SLP 的多重循环向量化

如今,越来越多的处理器集成了SIMD(single instruction multiple data)扩展,现有的编译器大多也实现了自动向量化的功能,但是一般都只针对最内层循环进行向量化,对于多重循环缺少一种通用、易行的向量化方法.为此,提出了一种面向SLP(superword level parallelism)的多重循环向量化方法,从外至内依次对各个循环层次进行分析,收集各层循环对应的一些影响向量化效果的属性值,主要包括能否对该循环进行直接循环展开和压紧、有多少数组引用相对于该循环索引连续以及该循环所包含的区域等,然后根据这些属性值决定在哪些循环层次进行直接循环展开和压紧,最后通过SLP对循环中的语句进行向量化.实验结果表明,该算法相对于内层循环向量化和简单的外层循环向量化平均加速比提升了2.13和1.41,对于一些常用的核心循环可以得到高达5.3的加速比.  

Exploitation of parallelism to nested loops with dependence cycles

In this paper, we analyze the recurrences from the breakability of the dependence links formed in general multi-statements in a nested loop. The major findings include: (1) A sin k variable renaming technique, which can reposition an undesired anti-dependence and/or output-dependence link, is capable of breaking an anti-dependence and/or output-dependence link. (2) For recurrences connected by only true dependences, a dynamic dependence concept and the derived technique are powerful in terms of parallelism exploitation. (3) By the employment of global dependence testing, link-breaking strategy, Tarjan’s depth-first search algorithm, and a topological sorting, an algorithm for resolving a general multi-statement recurrence in a nested loop is proposed. Experiments with benchmark cited from Vector loops showed that among 134 subroutines tested, 3 had their parallelism exploitation amended by our proposed method. That is, our offered algorithm increased the rate of parallelism exploitation of Vector loops by approximately 2.24%.  

The extension of the I test

The I test is an efficient and precise data dependence method to ascertain whether integer solutions exist for one-dimensional arrays with constant bounds. For one-dimensional arrays with variable limits, the I test assumes that there may exist integer solutions. In this paper, we extend the I test. The extended I test can be applied towards determining whether integer solutions exist for one-dimensional arrays with variable limits, improving the applicable range of the I test. Experiments with benchmark cited from EISPACK, LINPACK, Parallel loops, etc. showed that among 1189 pairs of one-dimensional arrays tested, 183 had their data dependence analysis amended by the extended I test. That is, the extended I test increases the success rate of the I test by approximately 15.4%. Comparing with the Power test and the Omega test, the extended I test has higher accuracy than the Power test and shares the same accuracy with the Omega test for these 1189 pairs of arrays, but has much better efficiency over these two well-known tests.  

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。  

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。