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基于共享资源声明的并发访问控制研究与实现

作　者: 张伟
导　师: 张昱
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 并行编程 访问控制 形状分析 程序分析 程序变换
分类号: TP311.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 47次
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内容摘要


近年来随着超线程、多核体系结构等多线程技术的发展和广泛应用,计算机底层系统已经提供了越来越高效的并行运行平台。但是,当前并行编程仍然是件困难的事情。如何提高程序的并发度,保证共享数据的一致性,减轻程序员编程的负担,降低编译器运行的开销等,都成为制约并行编程的重大问题。本课题组试图就同步问题提出另一种形式的高级抽象——共享资源使用声明,探索从这种抽象描述获取程序对共享变量的本质要求的程序分析理论和技术,研究选用最有效的同步方式(锁、事务内存或无锁等)生成满足这本质要求的共享变量访问控制代码的理论和技术。本文研究重心主要包含三部分:1)研究链表结构动态数据的共享性和维持性,并给出自动加锁操作的同步控制方法;2)研究整型共享数据的维持区间,根据程序结构和维持区间的关系,分析具体加锁和解锁的访问控制点。3)在一个编译框架下完成前面所述语言的实现,包括用于代码翻译的程序变换和变换后程序的运行库。

全文目录


摘要  4-8
第1章 绪论  8-12
  1.1 问题描述  8-9
  1.2 相关工作  9-10
  1.3 研究内容  10-11
  1.4 论文组织  11-12
第2章 SPC 语言总述  12-18
  2.1 SPC 语言简介  12-15
    2.1.1 共享数据描述  13-14
    2.1.2 并行结构  14
    2.1.3 维持特性  14-15
    2.1.4 SPC 程序实例  15
  2.2 SPC 实现框架  15-17
    2.2.1 整体框架  16-17
    2.2.2 本文工作  17
  2.3 本章小结  17-18
第3章 动态数据访问控制分析  18-30
  3.1 共享资源维持介绍  18-20
  3.2 形状图介绍  20-24
    3.2.1 形状图定义  20-21
    3.2.2 形状图变换规则  21-24
    3.2.3 共享单元的推导  24
  3.3 维持分析  24-28
    3.3.1 基本定义  24-25
    3.3.2 维持推导函数定义  25-27
    3.3.3 维持的数据流分析  27-28
  3.4 实例分析  28-29
  3.5 本章小结  29-30
第4章 整型数据访问控制分析  30-42
  4.1 基本概念  30-31
  4.2 维持区间分析  31-35
    4.2.1 顺序结构  31
    4.2.2 条件结构  31-33
    4.2.3 循环结构  33-34
    4.2.4 区间修正  34-35
  4.3 访问控制点推导方法  35-40
    4.3.1 符号定义  35-36
    4.3.2 访问控制点计算方法  36-39
    4.3.3 访问控制点存储和修正  39-40
  4.4 本章小结  40-42
第5章 程序变换与运行库  42-62
  5.1 总体介绍  42-45
  5.2 编译框架介绍  45-48
    5.2.1 总体框架  45-46
    5.2.2 中间表示介绍  46-48
  5.3 程序变换  48-57
    5.3.1 类型变换  48-52
    5.3.2 并行变换  52-54
    5.3.3 同步变换  54-55
    5.3.4 分配释放变换  55-57
  5.4 运行库  57-61
    5.4.1 内存管理  57-60
    5.4.2 锁管理  60-61
    5.4.3 线程管理  61
  5.5 本章小结  61-62
第6章 结束语  62-64
参考文献  64-68
致谢  68-70
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 程序设计
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