Сибирский федеральный университет

Перевод названия: Loop-invariant Optimization in the Pifagor Language

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2018

Идентификатор DOI: 10.18255/1818-1015-2018-4-347-357

Ключевые слова: оптимизация циклов, Loop optimization, data driven functional parallel programming, Pifagor programming language, Code optimization, invariant optimization, Program dependence graph, функционально-потоковое параллельное программирование, язык программирования Пифагор, оптимизация кода, оптимизация инварианта, граф программных зависимостей

Аннотация: В работе рассматриваются методы преобразования программ, эквивалентные оптимизации инварианта цикла, применительно к функционально-потоковой модели параллельных вычислений, реализованной в языке программирования Пифагор. В императивных языках при оптимизации инварианта из цикла выносятся вычисления, не зависящие от изменяемых в нем переменных. Особенностью языка функционально-потокового параллельного программирования Пифагор является отсутствие явно задаваемых циклических вычислений (оператора цикла). Тем не менее, повторяющиеся вычисления в этом языке можно задать рекурсивно или за счет применения специфических языковых конструкций (параллельных списков). Оба механизма обеспечивают возможность параллельного выполнения. В случае оптимизации рекурсивной функции повторяющиеся операции выносятся во вспомогательную функцию, а основная функция выполняет лишь вычисление инварианта. При оптимизации внутри параллельных списков вычисление инварианта перемещается в дополнительную функцию, содержащую вызов функции, использующую данный параллельный список. В статье приводится определение «инварианта» применительно к языку Пифагор, алгоритмы его оптимизации, а также примеры программ, их графовых представлений (граф программных зависимостей) до и после оптимизации. Алгоритм оптимизации, описанный для вычислений над параллельными списками, применим только для языка Пифагор, так как опирается на специфические структуры данных и модель вычислений этого языка. Вместе с тем, алгоритм преобразования рекурсивных функций может быть применим и для других языков программирования. The paper considers methods of program transformation equivalent to optimizing the cycle invariant, applied to the functional data-flow model implemented in the Pifagor programming language. Optimization of the cycle invariant in imperative programming languages is reduced to a displacement from the cycle of computations that do not depend on variables that are changes in the loop. A feature of the functional data flow parallel programming language Pifagor is the absence of explicitly specified cyclic computations (the loop operator). However, recurring calculations in this language can be specified recursively or by applying specific language constructs (parallel lists). Both mechanisms provide the possibility of parallel execution. In the case of optimizing a recursive function, repeated calculations are carried out into an auxiliary function, the main function performing only the calculation of the invariant. When optimizing the invariant in computations over parallel lists, the calculation of the invariant moves from the function that executes over the list items to the function containing the call. The paper provides a definition of ”invariant” applied to the Pifagor language, algorithms for its optimization, and examples of program source codes, their graph representations (the program dependence graph) before and after optimization. The algorithm shown for computations over parallel lists is applicable only to the Pifagor language, because it rests upon specific data structures and the computational model of this language. However, the algorithm for transforming recursive functions may be applied to other programming languages.

Журнал: Моделирование и анализ информационных систем

Выпуск журнала: Т. 25, № 4

Номера страниц: 347-357

ISSN журнала: 18181015

Место издания: Ярославль

Издатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова"

• Васильев Владимир Сергеевич (Сибирский федеральный университет, Институт космических и информационных технологий)
• Легалов Александр Иванович (Сибирский федеральный университет, Институт космических и информационных технологий)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК