HDRA:一种基于历史寻径信息的分布式路由算法

直接互连网络已成为构建大规模并行系统的主流网络互连体系结构,路由算法对互连网络的通信性能和并行系统性能的发挥起着重要作用。针对静态互连网络,提出一种新的基于路由表查找技术的分布式路由算法HDRA,该算法有效地利用历史寻径信息,加快路由寻径速度,提高网络传输性能,而且算法设计简单,易于硬件实现。     

一种面向异构计算的结构化并行编程框架

随着人工智能时代的到来,异构计算在深度学习、科学计算等领域发挥着越来越重要的作用。目前异构计算系统在应用上的瓶颈之一在于缺少高效的软件开发框架,已有的OpenCL、CUDA等支持GPU、DSP及FPGA的编程框架基于C/C++语言和传统的并行编程方法,导致软件开发效率较低,软件推理和调试困难,难以灵活处理计算设备之间的协作和调度。提出一种面向异构计算平台的基于脚本语言的结构化并行编程框架,提供结构化的并行编程接口,支持计算任务到异构计算设备的映射,便于并行程序的推理和验证。设计并实现了基于遗传算法的结构化调度算法,充分利用异构计算系统的计算能力,提高了异构计算系统的软件开发效率。实验结果表明,提出的编程框架在CPU+GPU平台上实现了相对于单处理器1.5到2.5倍的加速比。     

基于结构分析的高级语言控制结构恢复方法

为正确获得嵌入式可执行程序和汇编代码的高级语言控制结构,弥补现有高级程序控制结构恢复算法在处理非结构化区域的不足,将编译领域经典的控制流分析方法——结构分析算法引入到嵌入式汇编代码高级程序控制结构恢复研究中;针对嵌入式可执行程序的特点,对结构分析算法加以改进;利用结构分析算法的结果构造程序的控制树,生成高级语言代码。与开源反编译器DCC的对比实验结果表明,改进的结构分析算法在高级程序结构恢复问题上是可行有效的。     

面向编译原理与设计课程的学生创新性思维阶梯式培养模式

以培养学生创新性思维为核心,以互动式、启发式、案例式教学和实践平台为依托,研究学生创新性思维阶梯式培养模式的构建,介绍基于创新的"互动式+启发式+案例式"教学方法和基于激励机制的"分层+分系列+分专题"的创新实践活动,培养从事计算机研究和应用的创新型人才。     

简析计算机专业知识在编译课程教学中的渗透与融合

笔者结合目前计算机专业本科核心课程教与学的实际情况,提出以编译课程为切入点,在教学过程中加强与其他课程之间的联系,实现计算机专业知识的渗透与融合。重点分析了以编译课程为切入点,强化计算机专业知识融会贯通的必要性和可能性,并给出了编译课程教学的几点建议。     

基三众核架构中基于同步哈密顿环的无死锁策略

确保片上网络（network-on-chip,NoC）中的数据传输无死锁,是NoC为多处理器片上系统（multiprocessor system-on-chip,MPSoC）提供可靠通信服务的前提,决定了NoC甚至MPSoC的可用性.现有的通用防死锁策略难以发挥出特定拓扑结构的自身特点和优势,甚至可能会增加网络延迟、功耗以及硬件复杂性.另外,由于路由级和协议级死锁存在显著差异,现有无死锁方案较难同时解决这2类死锁问题,影响了MPSoC的可靠性.利用基三众核架构（triplet-based many-core architecture,TriBA）中拓扑结构自身具有的哈密顿特性提出了基于同步哈密顿环的无死锁策略,该策略依据拓扑结构自身的对称轴和哈密顿边对数据传输进行分类,预防了协议级死锁并提高了数据传输速度;同时使用循环链表技术判断同一缓冲区内数据同步传输方向,消除了路由级死锁并降低了数据传输延迟.在优化前瞻路由算法基础上,设计了基于同步哈密顿环的无死锁路由机制HamSPR(Hamiltonian shortest path routing). GEM5仿真结果表明,与TriBA现有方法相比,HamSPR在合成流量下的平均数据包延迟和功耗分别降低了8.78%～65.40%和6.94%～34.15%,吞吐量提高了8.00%～59.17%;在PARSEC测试集下的应用运行时间和平均数据包延迟分别最高实现了16.51%和42.75%的降低.与2D-Mesh架构相比,TriBA在PARSEC测试集下的应用性能实现了1%～10%的提升.     

一种支持容错的任务并行程序设计模型

任务并行程序设计模型已成为并行程序设计的主流,其通过发掘任务并行性来提高并行计算机的系统性能.提出一种支持容错的任务并行程序设计模型,将容错技术融入到任务并行程序设计模型中,在保证性能的同时提高系统可靠性.该模型以任务为调度、执行、错误检测与恢复的基本单位,在应用级实现容错支持.采用一种Buffer-Commit计算模型支持瞬时错误的检测与恢复;采用应用级无盘检查点实现节点故障类型永久错误的恢复;采用一种支持容错的工作窃取任务调度策略获得动态负载均衡.实验结果表明,该模型以较低的性能开销提供了对硬件错误的容错支持.     

“编译原理与设计”课程三维一体化教学改革

根据编译原理课程的特点,结合"厚基础、宽口径、强能力、高素质"的人才培养目标,研究知识、能力、素质三维一体的编译原理课程改革,提出立足夯实基础,拓宽课程相关领域,训练工程素质,培养学生对系统软件和中、大型软件的规划、组织、设计和实现的综合能力。     

编译原理研究型课程实验设计与实践

介绍美国罗切斯特大学编程语言设计与实现课程的教学和课程实验设置情况,在总结和分析现有实验课程的基础上,给出研究型编译原理课程配套的实验课程设置方案。提出实验由必选和可选两部分构成,在简化传统实验的基础上,增加大量可选的研究型题目,满足不同层次、不同学生群体的要求,同时给出部分可选研究型题目的示例和部分教学实践的分析与总结。     

访存与用户行为敏感的MPSoC应用映射

应用映射是MPSoC设计中的关键问题,针对多应用负载的MPSoC,提出一种访存与用户行为敏感的动态映射策略,该策略根据应用的数据访问特征区分热点与非热点应用,并对用户行为进行建模,根据用户行为模型,进一步在运行时区分关键与非关键应用.对每个进入系统的应用,按照应用的热点及关键性分类动态选择在线映射算法,让热点应用围绕存储器布局,非热点应用尽量避免占用存储器附近的资源;对关键应用,最小化应用内通信开销和链路竞争,对非关键应用,最小化应用间通信开销和链路竞争.实验表明,与单纯考虑访存或用户行为的映射策略相比,本文策略能够降低系统整体的通信能耗.