Методика разработки скоростного компилятора на основе модифицированного метода оптимизации loop fusion: модели и инструменты его реализации
(Стр. 103-111)
Подробнее об авторах
Логунов Борис Алексеевич
кандидат технических наук; начальник отдела измерительно-вычислительных систем,
Отделение норм прочности
нагрузок и аэроупругости,Научно-исследовательский центр прочности летательных аппаратов,Федеральное автономное учреждение «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского» (ФАУ «ЦАГИ»),г. Жуковский, Московская область, Российская Федерация Харин Илья Андреевич аспирант, кафедра вычислительных машин, систем и сетей
Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт (МЭИ)»
г. Москва, Российская Федерация
Отделение норм прочности
нагрузок и аэроупругости,Научно-исследовательский центр прочности летательных аппаратов,Федеральное автономное учреждение «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского» (ФАУ «ЦАГИ»),г. Жуковский, Московская область, Российская Федерация Харин Илья Андреевич аспирант, кафедра вычислительных машин, систем и сетей
Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт (МЭИ)»
г. Москва, Российская Федерация
Аннотация:
В связи с развитием информационных технологий, усложнением языков программирования и соответственно разрабатываемых с их использованием приложений, особую значимость приобретает оптимизация программ. В процессе оптимизации программа улучшается за счет уменьшения размера кода, сложности, использования меньшего объема памяти и обеспечивает сокращение времени выполнения без изменения внутренней функции. На практике оптимизация реализуется с использованием компиляторов и их функций. Принимая во внимание выше отмеченное, в статье была поставлена цель, заключающаяся в разработке методики исследования различных аспектов построения скоростного компилятора с модифицированным методом оптимизации loop fusion, а также моделей и инструментов его реализации. В процессе исследования обозначены особенности его проектирования с использованием модифицированного метода оптимизации loop fusion, приведены описания блок- схемы модифицированного алгоритма loop fusion и логической блок- схемы этапов разработки компилятора. В результате выполнения работы предложен компилятор, выполненный на основе с модифицированного метода оптимизации loop fusion, использующий реверсирование циклов для обеспечения их «законного» и выгодного слияния, что позволяет сократить время выполнения программы, сохраняя при этом ее корректность. Показана эффективность работы предложенного компилятора путем сравнения времен компиляции тестовой программы, полученных с его использованием и с помощью известного компилятора х86-64 gcc 4.7.1.
Образец цитирования:
Логунов Б.А., Харин И.А. Методика разработки скоростного компилятора на основе модифицированного метода оптимизации loop fusion: модели и инструменты его реализации // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 1. С. 103-111. DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-1-103-111
Список литературы:
Agez M. Correcting remaining truncations in hybrid life cycle assessment database compilation // Journal of Industrial Ecology. 2022. Vol. 26. No. 1. Pp. 121–133.
Abate C. An extended account of trace-relating compiler correctness and secure compilation // ACM Transactions on Programming Languages and Systems. 2021. Vol. 43. No. 4. Pp. 14–19.
Muller E. Push versus pull-based loop fusion in query engines // Journal of Functional Programming. 2018. Vol. 28. No. 1. Pp. 56–62.
Сесин И.Ю. Сравнительный анализ методов оптимизации программного обеспечения для борьбы с предикацией ветвлений на графических процессорах // Russian Technological Journal. 2021. № 6. С. 7–15.
Li Hao. Compiling cross-language network programs into hybrid data plane // IEEE/ACM Transactions on Networking: A Joint Publication of the IEEE Communications Society. 2021. Vol. 30. No. 3. Pp. 1088–1103.
Zhufeng H. Optimization based on LLVM global instruction selection // Journal of Physics. Conference Series. 2021. Vol. 1856. No. 1. Pp. 19–23.
Ziraksima M. Using an evolutionary approach based on shortest common supersequence problem for loop fusion // Soft Computing: A Fusion of Foundations, Methodologies and Applications. 2020. Nо. 10. Рp. 7231–7252.
Владимиров К.И. Оптимизация разбиения структур для векторного оптимизатора в графическом компиляторе Intel // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2022. № 2. С. 249–255.
Josipovic L. Synthesizing general-purpose code into dynamically scheduled circuits // IEEE Circuits and Systems Magazine. 2021. Vol. 21. No. 2. Pp. 97–118.
Kiesel R. Efficient knowledge compilation beyond weighted model counting // Theory and Practice of Logic Programming. 2022. Vol. 22. No. 4. Pp. 505–522.
Ahmed H. Toward a novel engine for compiler optimization space exploration of big data workloads // Software, Practice & Experience. 2022. Vol. 52. No. 5. Pp. 1262–1293.
Shymon I.M. Compilation, analysis and application of a comprehensive Bangla Corpus KUMono // IEEE Access: Practical Innovations, Open Solutions. 2022. Vol. 10. Pp. 79999–80014.
Новиков К.Д. Оптимизация программного обеспечения // Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление. 2021. № 1. С. 159–165.
Murali P. Formal constraint-based compilation for noisy intermediate-scale quantum systems // Microprocessors and Microsystems. 2019. Vol. 66. No. 9. Pp. 102–112.
Patrignani M. Robustly safe compilation, an efficient form of secure compilation // ACM Transactions on Programming Languages and Systems. 2021. Vol. 43. No. 1. Pp. 12–19.
Гонопольский М.Г. Автоматическая генерация интерпретатора для многоязыковой виртуальной машины // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2021. Т. 17. № 4. С. 988–997.
Баев Р.В. Предотвращение уязвимостей, возникающих в результате оптимизации кода с неопределенным поведением // Труды Института системного программирования РАН. 2021. Т. 33. № 4. С. 195–210.
Кормен Т.Х., Лейзерсон Ч.Э., Ривест Р.Л., Стейн К. Раздел 24.3: Алгоритм Дейкстры // Введение в алгоритмы. 2 изд. MIT Press и McGraw-Hill, 2001. С. 595–601. ISBN: 0-262-03293-7.
Abate C. An extended account of trace-relating compiler correctness and secure compilation // ACM Transactions on Programming Languages and Systems. 2021. Vol. 43. No. 4. Pp. 14–19.
Muller E. Push versus pull-based loop fusion in query engines // Journal of Functional Programming. 2018. Vol. 28. No. 1. Pp. 56–62.
Сесин И.Ю. Сравнительный анализ методов оптимизации программного обеспечения для борьбы с предикацией ветвлений на графических процессорах // Russian Technological Journal. 2021. № 6. С. 7–15.
Li Hao. Compiling cross-language network programs into hybrid data plane // IEEE/ACM Transactions on Networking: A Joint Publication of the IEEE Communications Society. 2021. Vol. 30. No. 3. Pp. 1088–1103.
Zhufeng H. Optimization based on LLVM global instruction selection // Journal of Physics. Conference Series. 2021. Vol. 1856. No. 1. Pp. 19–23.
Ziraksima M. Using an evolutionary approach based on shortest common supersequence problem for loop fusion // Soft Computing: A Fusion of Foundations, Methodologies and Applications. 2020. Nо. 10. Рp. 7231–7252.
Владимиров К.И. Оптимизация разбиения структур для векторного оптимизатора в графическом компиляторе Intel // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2022. № 2. С. 249–255.
Josipovic L. Synthesizing general-purpose code into dynamically scheduled circuits // IEEE Circuits and Systems Magazine. 2021. Vol. 21. No. 2. Pp. 97–118.
Kiesel R. Efficient knowledge compilation beyond weighted model counting // Theory and Practice of Logic Programming. 2022. Vol. 22. No. 4. Pp. 505–522.
Ahmed H. Toward a novel engine for compiler optimization space exploration of big data workloads // Software, Practice & Experience. 2022. Vol. 52. No. 5. Pp. 1262–1293.
Shymon I.M. Compilation, analysis and application of a comprehensive Bangla Corpus KUMono // IEEE Access: Practical Innovations, Open Solutions. 2022. Vol. 10. Pp. 79999–80014.
Новиков К.Д. Оптимизация программного обеспечения // Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление. 2021. № 1. С. 159–165.
Murali P. Formal constraint-based compilation for noisy intermediate-scale quantum systems // Microprocessors and Microsystems. 2019. Vol. 66. No. 9. Pp. 102–112.
Patrignani M. Robustly safe compilation, an efficient form of secure compilation // ACM Transactions on Programming Languages and Systems. 2021. Vol. 43. No. 1. Pp. 12–19.
Гонопольский М.Г. Автоматическая генерация интерпретатора для многоязыковой виртуальной машины // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2021. Т. 17. № 4. С. 988–997.
Баев Р.В. Предотвращение уязвимостей, возникающих в результате оптимизации кода с неопределенным поведением // Труды Института системного программирования РАН. 2021. Т. 33. № 4. С. 195–210.
Кормен Т.Х., Лейзерсон Ч.Э., Ривест Р.Л., Стейн К. Раздел 24.3: Алгоритм Дейкстры // Введение в алгоритмы. 2 изд. MIT Press и McGraw-Hill, 2001. С. 595–601. ISBN: 0-262-03293-7.
Ключевые слова:
оптимизация, слияние цикла, реверс, петля, компилятор, программный код, скорость.
Статьи по теме
Математическое и программное обеспечение вычислительных систем, комплексов и компьютерных сетей (специальность 2.3.5) Страницы: 26-35 DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-2-26-35 Выпуск №23034
Анализ алгоритмов составляющих частей компилятора и его оптимизации
компилятор
программный код
оптимизация
алгоритм
анализ
Подробнее
Искусственный интеллект и машинное обучение Страницы: 11-18 DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-4-11-18 Выпуск №173588
Применение численных методов для оптимизации визуальных элементов в электронной коммерции
электронная коммерция (e-commerce)
дизайн скидок
численные методы
регрессионный анализ
кликабельность (CTR)
Подробнее
Методы и системы защиты информации, информационная безопасность Страницы: 144-160 DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-144-160 Выпуск №23683
Идентификация и экстракция параметров фотобетаэлементов экспериментальными данными
вольтамперная характеристика
идентификация и экстракция параметров
солнечные элементы
карбид кремния
пористый кремний
Подробнее
5. ЭКОНОМИКА И МЕНЕДЖМЕНТ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ РОССИИ Страницы: 240-242 Выпуск №8496
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ В НАУКОЕМКИХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
оптимизация
компетенции
математическая модель
инновационные процессы
Подробнее
15. ФИНАНСЫ, ДЕНЕЖНОЕ ОБРАЩЕНИЕ И КРЕДИТ, УЧЕТ И АНАЛИЗ Страницы: 247-250 Выпуск №10779
Модель определения оптимального размера оперативного финансирования инвестиционного проекта
инвестиционный проект
оперативное финансирование
оптимизация
обеспечение
Подробнее
7. УГОЛОВНОЕ ПРАВО И КРИМИНОЛОГИЯ, УГОЛОВНО-ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ ПРАВО (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 12.00.08) Страницы: 179-181 Выпуск №13107
Актуальные проблемы функционирования кинологических подразделений уголовно-исполнительной системы в условиях действующего бюджетного финансирования
служебная деятельность
финансирование
служебная собака
оптимизация
кинология
Подробнее
9. СУДЕБНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ; ПРОКУРОРСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ; ПРАВОЗАЩИТНАЯ И ПРАВООХРАНИТЕЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 12.00.11) Страницы: 242-247 Выпуск №17401
Концептуальные основы использования в органах прокуратуры информационных технологий в оценке заключений экспертов
компьютерные технологии
концептуальные основы
прокурорский надзор
досудебное производство
заключение эксперта
Подробнее
5. УГОЛОВНОЕ ПРАВО И КРИМИНОЛОГИЯ, УГОЛОВНО-ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ ПРАВО (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 12.00.08) Страницы: 204-210 Выпуск №16680
Обстоятельства, исключающие уголовную ответственность за преступления, совершаемые должностными лицами и проблемы их правовой регламентации
обстоятельства исключающие уголовную ответственность
специальный субъект преступления
должностное лицо
несовершенство законодательных конструкций
оптимизация
Подробнее
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ, СТАТИСТИЧЕСКИЕ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ В ЭКОНОМИКЕ Страницы: 258-267 DOI: 10.33693/2541-8025-2024-20-4-258-267 Выпуск №133764
Оптимизация и прогнозирование портфеля ценных бумаг на основе методов машинного обучения
оптимизация
портфель ценных бумаг
прогнозирование
методы машинного обучения
доходность
Подробнее
16. СОЦИАЛЬНАЯ ФИЛОСОФИЯ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 09.00.11) Страницы: 147-150 Выпуск №15329
ОПТИМИЗАЦИЯ КОММУНИКАТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КАК СТРАТЕГИИ ВЕДЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ВОЙНЫ
информационное противоборство
информационная война
социогуманитарная технология
коммуникативная деятельность
оптимизация
Подробнее