一个说明语言的设计和其子集编译器的开发

基于软件文档可执行的想法，设计了一个适用于指称语义描述的可执行规范说明语言——ＪＺＣ，并对其核心子集编译器进行了设计与开发。该语言设计采用了模式匹配、类型并置和构造函数等概念，使得抽象文法易于在程度中体现。模块概念的引入使得函数型语言书写的程序更加易懂和易于编写。作为对严格开发方法的一个尝试，ＪＺＣ核心子集编译器的开发采用了该种方法，其中一个“结果正确性定理”的证明是开发过程的重点工作。本文通过一个示例语言简介ＪＺＣ的语言特点，给出了编译器开发过程的一个描述框架和证明梗概     

Sun 3/4专用协处理器PLC系统中Common Lisp编译器的代码优化措施

在简单介绍Sun3/4专用协处理器PLC系统及Common Lisp编译器后,着重讨论了Common Lisp编译器中的代码优化措施,包括优化无用代码、优化程序结构、优化转移指令、优化函数调用环境保存及恢复指令、优化寄存器分配、优化尾递归函数调用等。实例编译结果和模拟运行结果表明:与不经优化指令相比,经过优化后的指令代码长度平均减少25％,运行速度平均提高20％,为提高PLC系统的整体性能提供了一守的保证。     

非结构CFD软件MPI+OpenMP混合并行及超大规模非定常并行计算的应用

常规工程应用中，非定常数值模拟（如多体分离）的计算量十分巨大，如果为了达到更高的计算精度，加密网格或者采用高精度方法将会使得计算量进一步增大，导致非定常数值模拟在CFD工程应用中成为十分耗时和昂贵的工作，因此，提高非定常数值模拟的可扩展性和计算效率十分必要。为充分发挥既有分布内存又有共享内存的多核处理器的性能和效率优势，对作者团队开发的非结构网格二阶精度有限体积CFD软件（HyperFLOW）进行了混合并行改造，在计算节点间采用MPI消息传递机制，在节点内采用OpenMP共享内存的MPI+OpenMP混合并行策略。首先分别实现了两种粒度（粗粒度和细粒度）的混合并行，并基于国产in-house集群采用CRM标模（约4 000万网格单元）定常湍流算例对两种混合并行模式进行了测试和比较。结果表明，粗粒度在进程数和分区数较少的小规模并行时具有效率优势，16线程时效率较高；而细粒度混合并行在大规模并行计算时具有优势，8线程时效率较高。其次，验证了混合并行在非定常计算情况下的可扩展性，采用机翼外挂物投放标模算例，分别生成3.6亿和28.8亿非结构重叠网格，采用对等的（P2P）网格读入模式和优化的重叠网格隐式装配策略，网格读入和重叠网格装配耗时仅需数十秒；采用3.6亿网格，完成了非定常状态效率测试及非定常分离过程的湍流流场计算，在in-house集群上12 288核并行效率达到90%（以768核为基准），在天河2号上12 288核并行效率达到70%（以384核为基准），数值模拟结果与试验结果符合良好。最后，在in-house集群上采用28.8亿非结构重叠网格进行了4.9万核的并行效率测试，结果显示，4.9万核并行效率达到55.3%（以4 096核为基准）。     

流场计算程序自动并行化的帧同步和帧通信策略

针对流场计算中巨大的计算量和存储量要求及并行机使用困难的问题,研究以SPMD模式把结构化网格有限差分算法的串行程序自动并行化后的同步和通信方法。提出了一种有效的帧同步和帧通信策略,在每帧结束时集中进行同步和通信。同时,设计了同步点自动定位算法,它是实现该策略的关键技术。通过分析,证明帧同步和帧通信策略能保证并行流场计算程序的正确性,有效降低同步和通信开销,并便于实现消息传递,从而获得了可观的加速比。     

三维非结构混合网格高超声速流场并行计算

在非结构混合网格上对三维高超声速化学非平衡粘性绕流进行了基于PC-Cluster的分布式并行数值模拟.本采用区域分裂思想,研究了三维非结构混合网格区域自动分解技术,并以此为基础对高超声速化学非平衡绕流进行了并行数值计算.控制方程为多组分N-S方程,空间离散采用有限体积格心格式,时间推进为显式Runge-Kutta格式.化学非平衡动力学模型为七组元带电离反应模型,对化学反应源项进行了点隐式处理,温度场的计算采用牛顿迭代法.在PC-Cluster上对三维双椭球模型的高超声速绕流流场进行了基于区域分解技术的并行数值模拟,所得数值结果与参考献中的结果作了对比验证。     

嵌入式处理器P2020机器码程序到C语言源程序的溯源方法

处理器PowerPC P2020在航空航天等嵌入式领域被广泛应用,以RTCA/DO-178C中A级软件的适航要求作为研究的出发点,提出了从文件、函数声明、函数体代码3层次实现P2020机器码程序到C源程序的溯源方法。在获取C语言源程序与PowerPC P2020机器码程序文件名列表的基础上,实现PowerPC P2020机器码文件主名的溯源;通过遍历C源程序抽象语法树和PowerPC P2020机器码获取函数名列表,实现PowerPC P2020机器码函数声明的溯源;通过定义C语言程序抽象语法树节点生成期望汇编指令序列的规则,实现PowerPC P2020机器码函数体的溯源。通过设计245个C源程序文件与345个PowerPC P2020机器码程序文件,1 111个C语言函数声明与1 273个PowerPC P2020机器码函数声明,以及覆盖C语言程序23类语法结构的460个测试用例,验证了PowerPC P2020机器码程序到C源程序的自动化溯源方法的有效性。结果表明：文件溯源和函数声明溯源的追溯匹配率达100%,程序函数体代码的平均溯源匹配率达97.22%。溯源匹配结果可以检查PowerPC P2020机器码程序是否在编译过程插入例外异常代码,以防止其带来的安全隐患,保证航空航天嵌入式安全关键软件机器码的安全性和可靠性。     

UHDL语言及其编译器的设计与实现

本文介绍了一种通用硬件描述语言——UHDL及其编译器的设计与实现。该语言具有多层次硬件描述能力,良好的程序设计风格和丰富的数据类型,能够支持从系统级到门级的模拟过程。该语言编译器已在MICRO—VAXⅡ上用C语言实现。为了较好说明UHDL语言及其编译器的性能,本文各部分均给出了相应的示例。     

一种源源编译控制流优化方法

源源编译器是一种对源代码进行重构和分析的工具,在程序设计语言研究领域有着广泛的应用。给出了一种源源编译的控制流结构优化方法。方法结合编译结构分析,对于可化简合并的典型控制流结构,进行结构分析;经数据流分析满足优化条件后,实现基本块的合并。优化后程序的结构更加清晰,可读性更好。方法在SUIF编译器上实现,经使用Olden基准测试程序试验,有效提高了源代码的翻译质量。     

流场计算程序并行化方法的研究

利用“流场分区”的方法把流场计算程序并行化,并成功地在Transputer并行计算机上运行,并行效率可达到80％。介绍了流场划分、并行编程以及提高并行效率的方法。