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1、分类号学号密级公开工学硕士学位论文面向循环级数组访问的数据预取技术研究硕士生姓名冯权友学科领域计算机科学与技术研究方向计算机系统结构指导教师杨学军教授国防科学技术大学研究生院二七年十一月分类号学密号级工学硕士学位论文面向循环级数组访问的数据预取技术研究硕士生姓名冯权友学科领域计算机科学与技术工梦之,卉户,书开二刀计算机系统结构指导教师杨学军教授国防科学技术大学研究生院二七年十一月ResearchonDataPre一一一,,,独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了又中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已叮发
2、表和撰写过的研究成果,也不包合为获得国防科学技术大学或其它教育机构的学或证书而使用过的材料`与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文牛作了明确的说明并表示谢意。学位论文题目面向循环级数组访问的数据预取技术研究学位论文作者签名日期二,二于年。月`夕日玛耘学位论文版权使用授权书本人完全了解国防科学技术大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授权国防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档,允许论文被查阅和借阅可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密学位论文在解密后适用本授权书
3、。学位论文题目面向循环级数组访问的数据预取技术研究学位论文作者签名叠枢适生日期匀峪年月汗日作者指导教师签名含日期多卯万年月阳日国防科学技术大学研究生院学位论文目录摘要……丁丁……,……第一章引言……夸课题背景及意义……夸研究现状……夸课题研究内容和主要工作……夸论文结构……第二章相关研究工作……芍预取的三个基本问题……夸硬件数据预取……顺序型硬件预取……任意步长的预取……夸软件数据预取……预取距离……中的预取……号混合型预取方案……芍典型体系结构对数据预取的支持……一平台……平台……平台……夸数据预取技术小结……第三章循环级数组访问的预取技术研究…,……夸循环级数组访存行为分析
4、……,……怪循环级数组访问的预取特点……怪预取分析……,……局部性分析……循环分解和流水调度……夸预取调度……预取度算法……预取距离算法……第页国防科学技术大学研究生院学位论文第四章预取分析算法实现……,……夸预取分析流程……夸主要算法……局部性分析算法……预取调度算法……料基于几平台的算法实现……简介……算法实现……第五章硬件预取单元的设计与模拟验证……,二,,……夸预取硬件单元……荟硬件预取单元的模拟……模拟平台……模拟器移植……夸实验……测试程序……实验流程……实验参数……,……测试结果……夸结论……第六章结束语……,……夸工作总结……夸展望……致谢……参考文献……,……
5、,……作者在学期间取得的学术成果……,……攻读硕士学位期间参加的科研工作……第页国防科学技术大学研究生院学位论文表目录表指令局部性提示取值……,表指令局部性提示取值……巧表平台的预取指令……巧表预取谓词……表对不同类型的局部性进行的循环变形方法……表测试程序循环结构特征统计……表实验时各的施加顺序……表模拟器参数……,……表实验结果统计表·····················································……第川页国防科学技术大学研究生院学位论文图目录图处理器和主存之间的性能差距……图层次存储结构……图程序片段执行框图……图内积计算代码变形
6、……图内积循环变形最终版……图重用分析示例……图局部迭代空间示例……,……图计算循环迭代中的数据访问量……图预取谓词示例……图一变形图解……图一变形图解……图一循环变形图解……图流水调度后的循环代码示例……图改进后的预取调度示例……图算法伪码……图算法伪码……图算法伪码……图算法伪码……图算法伪码……图算法伪码……图算法伪码……图系统构架……图中间表示的高层对象层次结构……图一个典型的几编译器结构……图任中的程序结构……图结构……图函数算法描述……图一流程图……图巧循环结构中的执行路径……图算法伪码……图预取单元构架框图……图预取指令……,……第页国防科学技术大学研究生院学位论
7、文图预取硬件单元的工作流程图……图模拟工具框图……图工具集工作流程图……,……图实验验证流程图……图失效率对比柱状图……图对比柱状图……第页国防科学技术大学研究生院学位论文任石摘有微处理器和之间日趋增大的性能差距促使人们探索新的技术以减少或者隐藏访存延迟。层次存储结构能够有效减少大部分运用程序的访存延迟,但是在科学计算程序中,访存延迟在程序执行时间中占很大比重,的利用率低。这类程序中存在大量的线性访问的数组,数组规模越大,强制失效和容量失效的次数也就越多。数据预取技术是解决这类访存失效的有效