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1、学校代码学号灌,大硕士学位论文多层次程序周期行为分析姓专院业系软件学院计算机软件与理论名杨小溪指导教师张为华副教授完成日期年月日指导小组成员名单张为华副教授多层次程序周期行为分析目录目录目录图目录表目录摘要第一章引言……研究背景……,……周期行为分析方法及当前不足,……多层次周期行为分析…,……本文贡献……,……第二章相关研究……应用相关……缓存优化……模拟器加速……其它应用相关……周期行为分析……第三章多层次周期行为分析的动机……基本测试配置及测试程序选择……,……细粒度周期行为预测及其局限性……粗粒度行为分析观察与动机……,……粗粒度组成特征
2、,……粗粒度周期行为稳定性的观察……采样模拟的应用……第四章多层次周期行为分析算法介绍……多层次周期行为分类·……,……,……周期行为分类的基本方式……多层次周期行为分类方法……过渡周期行为……,……,……多层次周期行为预测……第五章实验结果……多层次周期行为分析的有效性……,……周期行为分类差异性评估……预测精确性评估……开销分析……案例研究……动态缓存重配置……采样模拟加速……第六章总结与未来工作……多层次程序周期行为分析目录参考文献……研究生期间发表的论文……,……,……致谢只︺多层次程序周期行为分析图目录图目录图中行为特征曲线……图中的一
3、段周期行为序列,用来说明细粒度周期行为预测策略的局限性……,……,……图预测模型的精确性包括、、三种预测类型……图中功的部分周期行为序列……,图细粒度序列截取……图基于粗粒度程序段最开始的若干细粒度程序段预测的精确度……图分别使用粗粒度和细粒度样本划分之后的程序行为特征曲线比较二图使用不同粒度时程序的周期行为数量对比……图使用不同粒度时程序的对比……图基于多层次周期行为分析的分级采样示例……图多层次周期行为分类结构图……图细粒度与多层次周期行为分析中过渡周期的比较……图使用不同搜索距离时的匹配成功率比较……图下一周期预测结果······……图中下
4、一周期预测正确情况的分析……,……图周期改变预测结果……,……图中周期改变预测正确情况的分析……,……图周期长度预测结果……图中周期长度预测正确情况的分析……图额外时间开销……,……图和预测的平均缓存大小……,……图与加速比……多层次程序周期行为分析表目录表目录表主要的周期行为分析方法对比表,,,…,二,,……,……,二,二,……,……,,,,表模拟器配置……表实验机器的配置……表。预测模型的精确性包括、、三种预测类型……表基于粗粒度程序段最开始的若干细粒度程序段预测的精确度……表使用不同粒度时程序的周期行为数量对比……表使用不同粒度时程序的对比
5、……表细粒度与多层次周期行为分析中过渡周期的比较……表使用不同搜索距离时的匹配成功率比较……表周期行为差异值评估……表下一周期预测结果……,……表中下一周期预测正确情况的分析……表周期改变预测结果……表中周期改变预测正确情况的分析……表周期长度预测结果……,……,……表中周期长度预测正确情况的分析……表额外时间开销……表和预测的平均缓存大小……,……表与加速比……表与偏离对比……表与模拟时数据比较……多层次程序周期行为分析摘要摘要周期行为分析方法是通过比较程序不同程序段的特征信息分析程序相似性的方法。由于划分到同一周期行为的程序片段具有相似性能特
6、性和资源需求,因此,周期行为分析已广泛应用于各种动态优化系统中,如动态缓存重配置、动态缓存预取、基于反馈信息的优化、动态能耗优化、模拟器加速和降低软件调试检测开销等。在周期行为分析过程中,周期行为的粒度作为影响周期预测准确性的一个重要因素,之前却并未有专门针对它的研究。大部分之前的周期行为分析方法都是基于细粒度的,这些方法一记录并不断更新程序执行过程中的周期行为信息并通过这些信息来预测未来周期行为。这种方式只考虑了最近的局部周期行为而忽略了全局的周期行为,导致预测结果会由于局部的周期行为变化而受到局部噪声的影响,从而降低预测的精确性。本文首次对多
7、层次地进行程序周期行为分析的可能性进行了研究,这种方法结合了细粒度周期行为分析和粗粒度周期行为分析方法来提高预测精确度。一个粗粒度程序段通常是由几十个甚至上百个细粒度的程序段组成的。我们的研究发现属于同一种周期行为的不同粗粒度程序段之间进行比较时,它们所包含的细粒度周期行为的组成和分布情况具有较高的相似性和稳定性当一个粗粒度程序段中包含的前若干个细粒度程序段所属的周期行为已知时,就能比较精确地判断出当前粗粒度程序段所属的周期行为。基于这两个发现,我们设计并实现了多层次程序周期行为分析方法。在方法中,粗粒度程序段周期行为的确定是基于该程序段中一开始
8、执行到的若干个细粒度程序段。该粗粒度程序段中余下的细粒度程序段的周期行为通过之前记录的同一种粗粒度周期行为中细粒度周期行为的序列来进行预
