优化基础

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1 第一部分 优化概述 #

mindmap
    id1[第一部分 优化概述]
        id1-1[优化的定义与目标]
            id1-1-1[优化的基本概念]
            id1-1-2[优化的主要目标]
            id1-1-3[优化的重要性]
        id1-2[优化的分类]
            id1-2-1[按优化层次分类]
            id1-2-2[按优化范围分类]
            id1-2-3[按优化时机分类]
        id1-3[优化技术的发展历程]
            id1-3-1[早期优化技术]
            id1-3-2[现代优化技术]
            id1-3-3[优化技术发展趋势]
优化的定义与目标
优化的基本概念
优化的主要目标
优化的重要性
优化的分类
按优化层次分类
按优化范围分类
按优化时机分类
优化技术的发展历程
早期优化技术
现代优化技术
优化技术发展趋势

2 第二部分 优化基础理论 #

数据流分析
数据流方程
活跃变量分析
可用表达式分析
到达-定值分析
控制流分析
基本块划分
控制流图构建
循环识别与分析
依赖关系分析
数据依赖
控制依赖
依赖图构建
mindmap
    id2[第二部分 优化基础理论]
        id2-1[数据流分析]
            id2-1-1[数据流方程]
            id2-1-2[活跃变量分析]
            id2-1-3[可用表达式分析]
            id2-1-4[到达-定值分析]
        id2-2[控制流分析]
            id2-2-1[基本块划分]
            id2-2-2[控制流图构建]
            id2-2-3[循环识别与分析]
        id2-3[依赖关系分析]
            id2-3-1[数据依赖]
            id2-3-2[控制依赖]
            id2-3-3[依赖图构建]

3 第三部分 局部优化技术 #

mindmap
    id3[第三部分 局部优化技术]
        id3-1[基本块内优化]
            id3-1-1[常量传播]
            id3-1-2[常量折叠]
            id3-1-3[代数化简]
            id3-1-4[强度削弱]
        id3-2[冗余消除]
            id3-2-1[公共子表达式消除]
            id3-2-2[死代码消除]
            id3-2-3[复制传播]
        id3-3[局部寄存器分配]
            id3-3-1[寄存器分配策略]
            id3-3-2[寄存器着色算法]
            id3-3-3[寄存器溢出处理]
基本块内优化
常量传播
常量折叠
代数化简
强度削弱
冗余消除
公共子表达式消除
死代码消除
复制传播
局部寄存器分配
寄存器分配策略
寄存器着色算法
寄存器溢出处理

4 第四部分 全局优化技术 #

全局数据流分析
全局常量传播
全局公共子表达式消除
全局死代码消除
循环优化
循环不变式外提
循环展开
循环合并
循环交换
过程间优化
内联扩展
过程间常量传播
过程间死代码消除
mindmap
    id4[第四部分 全局优化技术]
        id4-1[全局数据流分析]
            id4-1-1[全局常量传播]
            id4-1-2[全局公共子表达式消除]
            id4-1-3[全局死代码消除]
        id4-2[循环优化]
            id4-2-1[循环不变式外提]
            id4-2-2[循环展开]
            id4-2-3[循环合并]
            id4-2-4[循环交换]
        id4-3[过程间优化]
            id4-3-1[内联扩展]
            id4-3-2[过程间常量传播]
            id4-3-3[过程间死代码消除]

5 第五部分 机器相关优化 #

mindmap
    id5[第五部分 机器相关优化]
        id5-1[指令调度]
            id5-1-1[指令级并行]
            id5-1-2[流水线调度]
            id5-1-3[列表调度算法]
        id5-2[代码生成优化]
            id5-2-1[窥孔优化]
            id5-2-2[指令选择优化]
            id5-2-3[寄存器分配优化]
        id5-3[目标机器特性利用]
            id5-3-1[特殊指令利用]
            id5-3-2[缓存优化]
            id5-3-3[分支预测优化]
指令调度
指令级并行
流水线调度
列表调度算法
代码生成优化
窥孔优化
指令选择优化
寄存器分配优化
目标机器特性利用
特殊指令利用
缓存优化
分支预测优化

6 第六部分 优化实现与评估 #

优化编译器架构
优化阶段组织
中间表示设计
优化器实现策略
优化效果评估
性能度量指标
优化开销分析
优化质量评估方法
优化调试与验证
优化正确性验证
优化调试技术
优化可视化工具
mindmap
    id6[第六部分 优化实现与评估]
        id6-1[优化编译器架构]
            id6-1-1[优化阶段组织]
            id6-1-2[中间表示设计]
            id6-1-3[优化器实现策略]
        id6-2[优化效果评估]
            id6-2-1[性能度量指标]
            id6-2-2[优化开销分析]
            id6-2-3[优化质量评估方法]
        id6-3[优化调试与验证]
            id6-3-1[优化正确性验证]
            id6-3-2[优化调试技术]
            id6-3-3[优化可视化工具]

7 第七部分 高级优化专题 #

mindmap
    id7[第七部分 高级优化专题]
        id7-1[并行化优化]
            id7-1-1[自动并行化]
            id7-1-2[向量化优化]
            id7-1-3[多线程优化]
        id7-2[动态优化技术]
            id7-2-1[即时编译优化]
            id7-2-2[动态重编译]
            id7-2-3[剖析指导优化]
        id7-3[特定领域优化]
            id7-3-1[数值计算优化]
            id7-3-2[图形处理优化]
            id7-3-3[嵌入式系统优化]
并行化优化
自动并行化
向量化优化
多线程优化
动态优化技术
即时编译优化
动态重编译
剖析指导优化
特定领域优化
数值计算优化
图形处理优化
嵌入式系统优化

8 第八部分 优化实践与展望 #

实际编译器优化案例
GCC优化器分析
LLVM优化框架
商业编译器优化技术
优化技术挑战
优化复杂度问题
优化正确性保证
优化可移植性问题
未来发展方向
机器学习在优化中的应用
新型硬件架构优化
跨平台优化技术
mindmap
    id8[第八部分 优化实践与展望]
        id8-1[实际编译器优化案例]
            id8-1-1[GCC优化器分析]
            id8-1-2[LLVM优化框架]
            id8-1-3[商业编译器优化技术]
        id8-2[优化技术挑战]
            id8-2-1[优化复杂度问题]
            id8-2-2[优化正确性保证]
            id8-2-3[优化可移植性问题]
        id8-3[未来发展方向]
            id8-3-1[机器学习在优化中的应用]
            id8-3-2[新型硬件架构优化]
            id8-3-3[跨平台优化技术]