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基于重排序变换和循环分布的通信优化算法

计算机科学 2012年第9期39卷 296-301页

作者：陈达智赵荣彩韩林丁锐赵捷解放军信息工程大学信息工程学院郑州450002

针对现有通信优化算法无法使MPI自动并行化编译器生成加速比理想的消息传递程序问题,提出了一种基于重排序变换和循环分布的通信优化算法。该算法根据给出的过程间副作用集合和基于mpi_wait/mpi_irecv移动的重排序变换规则,有序地采用... 详细信息

针对现有通信优化算法无法使MPI自动并行化编译器生成加速比理想的消息传递程序问题,提出了一种基于重排序变换和循环分布的通信优化算法。该算法根据给出的过程间副作用集合和基于mpi_wait/mpi_irecv移动的重排序变换规则,有序地采用重排序变换和循环分布,尽可能安全地扩大点到点非阻塞通信中通信与计算的重叠窗口,使MPI自动并行化编译器生成具有更多计算重叠通信的消息传递代码。实验结果表明,该算法能够隐藏更多的点到点非阻塞通信开销,并且明显提升消息传递程序的加速比。

关键词：重排序变换循环分布通信优化并行化编译点到点非阻塞通信通信与计算重叠

基于跨基本块变换和循环分布的SLP优化技术

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计算机科学 2013年第10期40卷 24-28,60页

作者：索维毅赵荣彩姚远张小妹解放军信息工程大学解放军73311部队自动化站

现有的SLP优化算法无法处理内层循环中存在的依赖环和归约,并且在基本块边界产生大量的冗余拆包和赋值语句,从而导致向量化效率不高。针对该问题,提出了一种基于跨基本块变换和循环分布的SLP优化算法。该算法以控制流图为基础,根据基本... 详细信息

现有的SLP优化算法无法处理内层循环中存在的依赖环和归约,并且在基本块边界产生大量的冗余拆包和赋值语句,从而导致向量化效率不高。针对该问题,提出了一种基于跨基本块变换和循环分布的SLP优化算法。该算法以控制流图为基础,根据基本块间各数组变量的Define-Use关系以及跨越基本块之间的数据依赖关系进行跨基本块的向量化变换,有序地采用跨基本块变换和循环分布,尽可能发掘最内层循环基本块内语句的并行性,使SLP自动向量化编译器生成具有更多SIMD指令的向量化代码。实验结果表明,该算法能够隐藏更多跨基本块冗余操作的开销,同时利用跨基本块的数据依赖生成更优的SIMD指令,有效地提高了向量化程序的加速比。

关键词： SLP 跨基本块变换循环分布数据依赖控制流图 Define-Use关系

自动向量化中基于数据依赖分析的循环分布算法

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计算机科学 2011年第9期38卷 288-293页

作者：黄磊姚远侯永生杨明解放军信息工程大学信息工程学院郑州450002

循环分布是开发向量化程序的一个有效的方法。但是由于程序中的数据相关性,当前的自动向量化编译器实现完全的循环分布非常困难。因此,当前的自动向量化编译器一般采用简单的循环分布方法。以数据依赖关系分析为基础,从有无依赖环的角... 详细信息

循环分布是开发向量化程序的一个有效的方法。但是由于程序中的数据相关性,当前的自动向量化编译器实现完全的循环分布非常困难。因此,当前的自动向量化编译器一般采用简单的循环分布方法。以数据依赖关系分析为基础,从有无依赖环的角度分析了程序中语句的向量化能力,提出了基于语句向量化识别的循环分布算法,并在自动向量化中加以实现。通过此方法,可以充分地分析语句或依赖环的向量化能力,最终采用循环分布,将可向量化的语句与不可向量化的语句分布在不同的循环中。该方法可以处理当前的自动向量化编译器无法向量化的循环,对一些语句间有依赖关系的循环可达到较好的效果。

关键词：自动向量化 SIMD 依赖关系分析循环分布

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Markov链的循环分布

华东师范大学学报（自然科学版） 2000年第2期 23-27页

作者：夏建明华东师范大学统计系上海200062

关于Markov链的平稳分布前人已有诸多叙述。作者提出和讨论Markov链的循环分布 ,发现循环分布与周期的正常返类有密切关系。

关键词：平稳分布循环分布马氏链正常返状态周期

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面向部分向量化的循环分布及聚合优化

计算机科学 2017年第2期44卷 70-74,81页

作者：韩林徐金龙李颖颖王阳信息工程大学郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室无锡214125

大量循环中都存在着少数无法向量化的语句以及许多可向量化语句,循环分布通常可以将这些语句分离到不同的循环中,进而实现循环的部分向量化。目前主流的优化编译器仅支持简单激进的循环分布方法,因而导致向量化后的循环开销过大,且不利... 详细信息

大量循环中都存在着少数无法向量化的语句以及许多可向量化语句,循环分布通常可以将这些语句分离到不同的循环中,进而实现循环的部分向量化。目前主流的优化编译器仅支持简单激进的循环分布方法,因而导致向量化后的循环开销过大,且不利于寄存器和cache的重用。针对上述问题,提出了面向部分向量化的循环分布及聚合方法。首先,分析了一般循环分布的两个关键问题:语句集的划分和循环执行顺序的确定;其次,提出了面向最大聚合的凝聚图结点排序方法来指导循环合并,在不影响并行性的前提下减小了循环开销;最后,通过实验对提出的方法进行了验证。实验结果表明,对于测试用例,提出的方法能够生成正确的向量化代码,并且能够显著提高向量化程序的执行效率。

关键词：部分向量化循环分布循环聚合凝聚图

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面向申威GCC编译系统的循环分布技术研究

面向申威GCC编译系统的循环分布技术研究

作者：陈梦尧郑州大学

学位级别：硕士

编译系统作为高级程序语言到机器码的转换器,它是联系几乎所有软件与硬件的桥梁,编译系统所生成代码的执行效率直接影响硬件体系结构提供的性能。本文面向申威处理器体系结构及指令系统的特点,进一步发挥申威处理器的的硬件性能为目的,... 详细信息

编译系统作为高级程序语言到机器码的转换器,它是联系几乎所有软件与硬件的桥梁,编译系统所生成代码的执行效率直接影响硬件体系结构提供的性能。本文面向申威处理器体系结构及指令系统的特点,进一步发挥申威处理器的的硬件性能为目的,以开源GCC编译器的移植和优化为主要研究内容,针对申威GCC性能的不足,开展申威处理器及申威GCC编译系统的研究,深入分析了循环分布技术对编译器的性能影响,据循环分布技术的主要特点,对申威GCC编译性能展开优化,主要工作及创新包含以下内容:（1）提出了一种基于区域间依赖关系图的新的循环分布算法。原有的循环分布算法是基于指令的访存关系进行相应划分与合并,在合并过程中,存在相同访存区域的指令将被合并为同一区域,但这种合并策略有可能造成过度合并从而无法对区域进行分布,本文提出了一种基于区域间依赖关系图的强连通合并算法,从而实现了合并区域的最小化,保证了循环分布的有效性。（2）提出了一种基于向量代价模型指导的循环分布优化方法。构建了面向申威GCC向量化编译及指令特征的代价模型,并将代价模型引入到循环分布过程中,解决了当前编译器因不能评估循环分布的性能而造成的可能的程序性能损失,提升了编译器中实施循环分布变换的程序优化效果。本文工作已在申威GCC编译器中实现,SPEC2006标准测试集测试表明,定点程序平均性能提升3%,浮点程序平均性能提升5%,整体平均性能提升4%,最高加速效果达到了13%,且原有循环分布造成的负加速有效消除,验证了本文工作的正确性和有效性。

关键词： GCC编译器自动向量化循环分布依赖图代价模型

一种循环分布的Guass-Seidel迭代算法求解线性方程组

同方学位论文库评论

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计算机应用与软件 2011年第7期28卷 262-263页

作者：闫浩郑全录解放军信息工程大学计算机科学与技术系河南郑州450002 蚌埠坦克学院装备运用系安徽蚌埠233050

针对基于工作站网络环境下,处理机的运算速度较快而处理机间的通信相对较慢的实际情况,给出了一种基于行循环分布的并行求解线性方程组的Guass-Seidel迭代算法。该算法将方程组的增广矩阵按行循环分布存储在各处理机中,循环传送每一次... 详细信息

针对基于工作站网络环境下,处理机的运算速度较快而处理机间的通信相对较慢的实际情况,给出了一种基于行循环分布的并行求解线性方程组的Guass-Seidel迭代算法。该算法将方程组的增广矩阵按行循环分布存储在各处理机中,循环传送每一次的迭代向量以减少处理器间的通信次数,同时,采用计算与通信部分重叠技术,提高并行算法的效率。同时用8台PC机联成局域网,在DebianLinux4.0操作系统、MPICH1.2.7并行计算平台上对该算法进行了数值实验,实验结果表明,该算法较传统的基于行带状分布的Guass-Seidel并行迭代算法优越。

关键词：循环分布 Guass-Seidel迭代算法线性方程组 MPI

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一般循环的分布问题

计算机应用与软件 1989年第2期6卷 24-32页

作者：陈海波国防科技大学

本文从程序变换的角度研究循环分布。通过引入分块、块数据基扣线性化等新概念,将循环分布推广到相当一般的循环结构上。这种推广不仅对开发Fortran 程序的并行性有特殊的意义,同时也可以应用到程序证明和优化方面。

关键词：循环分布程序变换相关分析法

低循环复杂度LDPC码的构造与FPGA实现

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低循环复杂度LDPC码的构造与FPGA实现

作者：孙琳烟台大学

学位级别：硕士

低密度奇偶校验(Low Density Parity-Check,LDPC)码是一种线性分组码,核心思想是在一个稀疏的向量空间中把信息分散到整个码字,使得错误信息在译码迭代过程中被分散到整个译码器,大大降低了误码率,从而获得接近Shannon极限的性能。近年... 详细信息

低密度奇偶校验(Low Density Parity-Check,LDPC)码是一种线性分组码,核心思想是在一个稀疏的向量空间中把信息分散到整个码字,使得错误信息在译码迭代过程中被分散到整个译码器,大大降低了误码率,从而获得接近Shannon极限的性能。近年来,LDPC码研究不断成熟发展,广泛应用到了深空通信、光纤通信、移动通信、水下通信甚至存储等领域。影响LDPC码性能和迭代译码效率的因素有很多,比较重要的有围长(girth)、码长、最小汉明距离、循环分布等参数。在实际应用中,准循环(Quasi Cyclic,QC)LDPC码在这些参数上性能优良,又由于其硬件可实现性强,是当下应用最广泛的LDPC码之一。近些年,基于仿射置换矩阵(Affine Permutation Matrix,APM)的LDPC码的研究正在兴起,在诸多性能上优于传统的QC-LDPC码。本文主要工作如下:首先研究了LDPC码的理论,对常用的一些表示以及编译码方法做了详细描述,接着对传统QC-LDPC码和APM-LDPC码做了深入的研究和比较,给出置换矩阵和校验矩阵的表示方法和性质,探究了校验矩阵中循环存在的条件,并针对两种LDPC码,分别提出了有效的校验矩阵构造方法,对其做了验证和仿真。然后提出了一种新的置换矩阵构想,根据构想构造出了新置换矩阵,并完成了新校验矩阵的构造,随后对新校验矩阵的性质进行了分析探究,提出了一种固定围长下的新校验矩阵的有效构造方法,对其可行性作了验证。之后针对一些关键性质,同QC-LDPC码和仿射置换矩阵LDPC码的两种校验矩阵作了详细的分析比较,并在Matlab环境下做了传输结果的仿真对比。最后,对基于新置换矩阵的LDPC码进行了FPGA实现,设计了对应编码器的总体结构,给出了各模块的作用,并对编码器结果进行了仿真验证,然后经过译码器输出了译码结果。

关键词： LDPC码置换矩阵校验矩阵循环分布围长