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Universität Erlangen-Nürnberg

Master of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Optimierung in Übersetzern - Cheatsheet
Optimierung in Übersetzern - Cheatsheet Definition und Grundkonzepte der Datenflussanalyse Definition: Analyse der Flüsse von Datenwerten durch ein Programm; bestimmt, wie Daten beeinflusst werden (definiert, verwendet, etc.). Details: Hauptziele: Erkennung von undefinierten Variablen, Toter Code, Reduzierung redundanter Berechnungen. Wichtige Konzepte: Def-Use-Ketten: Paare von Programmstellen, w...

Optimierung in Übersetzern - Cheatsheet

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Optimierung in Übersetzern - Exam
Optimierung in Übersetzern - Exam Aufgabe 1) Konte xt: Die Datenflussanalyse in Compilerbau und Übersetzeroptimierung ist essenziell, um die Flüsse von Datenwerten in einem Programm zu verstehen und zu beeinflussen. Sie wird verwendet, um Variable zu analysieren, tote Codes zu erkennen und redundante Berechnungen zu reduzieren. Ein wichtiger Teil davon ist die Def-Use-Ketten-Analyse, welche die St...

Optimierung in Übersetzern - Exam

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Was sind die Hauptziele der Datenflussanalyse?

Was zeigt ein Control Flow Graph (Cfg)?

Was sind Def-Use-Ketten?

Was stellt ein Kontrollflussgraph dar?

Welchen Nutzen hat ein Kontrollflussgraph für die Optimierung?

Welche der folgenden Tools können Kontrollflussgraphen erstellen?

Was versteht man unter intraprozeduraler Analyse?

Welche Techniken werden sowohl für intra- als auch für interprozedurale Analysen verwendet?

Was sind die Ziele der interprozeduralen Analyse?

Was sind Zwischenrepräsentationen?

Welche Typen von IRs sind weit verbreitet?

Welche Optimierungen erlaubt eine IR?

Was versteht man unter Loop-Unrolling in der Compiler-Optimierung?

Nennen Sie einen Vorteil der Loop-Fusion.

Was ist ein Vorteil von Loop-Unrolling?

Was ist das Hauptziel des Graphenfärbungsansatzes in der Registerallokation?

Welcher Algorithmus wird als Basisansatz für Graphfärbungsalgorithmen verwendet?

Wofür steht die Abkürzung 'SLR' im Kontext des SLR-Zyklus?

Was ist das Ziel der Branch-Prediction-Optimierungen?

Was ist eine statische Branch-Prediction?

Wofür wird ein Branch Target Buffer (BTB) verwendet?

Was versteht man unter Pipeline-Optimierung?

Welche Techniken reduzieren Pipeline-Stalls?

Wie kann die CPU-Effizienz durch Pipeline-Optimierungen gesteigert werden?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Optimierung in Übersetzern an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Datenflussanalyse

Die Datenflussanalyse ist eine zentrale Technik zur Optimierung von Programmen in Übersetzern. Sie ermöglicht es, Goodies wie unnötige Berechnungen zu eliminieren und Programmabläufe zu optimieren.

  • Definition und Grundkonzepte der Datenflussanalyse
  • Kontrollflussgraphen und deren Bedeutung
  • Intraprozedurale und interprozedurale Analyse
  • Lebendigkeitsanalyse und Dead Code Elimination
  • Erkennung von Referenz- und Definitionspunkten
Karteikarten generieren
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Zwischenrepräsentationen

Zwischenrepräsentationen sind wichtige Abstraktionen im Compilerbau, die es ermöglichen, den Quellcode in eine einfachere, bearbeitbare Form zu überführen. Sie sind die Basis für viele Optimierungstechniken.

  • Eine Übersicht verschiedener Zwischenrepräsentationen
  • Vor- und Nachteile der Nutzung von Zwischenrepräsentationen
  • Zwischenrepräsentationen und ihre Verwendung im Übersetzerbau
  • Konversion zwischen Hochsprachen und Zwischenrepräsentationen
  • Beispielhafte Implementierungen und Codebeispiele
Karteikarten generieren
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Codeoptimierungstechniken

Codeoptimierungstechniken zielen darauf ab, die Effizienz und Performance eines Programms zu verbessern, ohne seine Funktionalität zu verändern. Dieser Bereich umfasst eine Vielzahl von Methoden und Ansätzen.

  • Loop-Unrolling und Loop-Fusion
  • Peephole-Optimierungen
  • Common Subexpression Elimination
  • Strength Reduction und Code Motion
  • Partial Redundancy Elimination
Karteikarten generieren
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Registerallokation

Die Registerallokation ist ein entscheidender Aspekt in der Optimierung, der die physische Registervergabe an Variablen beinhaltet. Eine effiziente Registerallokation kann die Performance signifikant verbessern.

  • Grundlagen der Registerallokation
  • Graphenfärbungsalgorithmen
  • Spill-Code Generierung und Minimierung
  • Registerdruck und Register-Live-Intervalle
  • Praktische Ansätze zur Registerallokation in modernen Compilern
Karteikarten generieren
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Optimierung auf Maschinenebene

Optimierungen auf Maschinenebene sind darauf ausgerichtet, die Ausführung von Maschinencode durch gezielte Anpassungen und Optimierungen zu beschleunigen. Sie sind besonders relevant für die Performance kritischer Anwendungen.

  • Architekturspezifische Optimierungstechniken
  • Instruktionsauswahl und Scheduling
  • Branch-Prediction Optimierungen
  • Cache-Optimierungen
  • Pipeline-Optimierungen und deren Auswirkungen
Karteikarten generieren

Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Optimierung in Übersetzern an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Vorlesung 'Optimierung in Übersetzern' an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet einen umfassenden Einblick in die Optimierungstechniken für Compiler. Diese Veranstaltung ist ein wichtiger Bestandteil des Informatikstudiums und richtet sich an Studierende, die ein tiefes Verständnis für die Funktionsweise und Effizienzsteigerung von Übersetzern entwickeln möchten. Während des Kurses werden verschiedene Analysemethoden und Optimierungstechniken detailliert behandelt und durch praktische Übungsaufgaben ergänzt.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung umfasst eine Einführung in Optimierungstechniken für Compiler. Sie besteht aus wöchentlichen Vorlesungen und Übungsaufgaben. Der zeitliche Umfang beträgt ca. 4 SWS (Semesterwochenstunden).

Studienleistungen: Es gibt eine benotete Abschlussprüfung in Form einer Klausur am Ende des Semesters.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird typischerweise im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Datenflussanalyse, Zwischenrepräsentationen, Codeoptimierungstechniken, Registerallokation, Optimierung auf Maschinenebene

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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