Ein Preprocessor zur Unterstützung vektorisierender Compiler

Betrachtet man die Entwicklung der Hardware-Technologie in den letzten Jahren, so ist ein rapider Fortschritt bei der Integration von Speichern und der Verringerung von Zykluszeiten in Logikeinheiten unübersehbar. Damit verbunden ist eine drastische Verbesserung des Preis-LeistungsVerhältnisses durch die automatische Fertigung von Chips. Trotz der damit gestiegenen Rechnerleistungen sind die Bedürfnisse vieler Anwender mit technisch-wissenschaftlichen Aufgabenstellungen mit der konventionellen von-Neumann-Architektur in absehbarer Zeit nicht zu befriedigen. Aufgrund der relativ niedrigen Hardware-Kosten besteht jedoch die Nöglichkeit, durch Hehrfachausführung und Spezialisierung bestimmter Hardware-Einheiten einen Teil der Operationen parallel auf großen Datenmengendurchzuführen. Da bei bisherigen Architekturen ein strukturierter Zugriff auf Daten nur durch viele sequentielle Zugriffsoperationen aufden Speicher möglich ist, konzentrierten sich die Entwicklungen für Höchstleistungsrechner auf den Bereich der parallelen Architekturen.Kommerzielle Erfolge erzielten mehrere Hersteller mit Vektorrechnern. Diese behandeln bestimmte Daten als Vektoren und bieten damit die Möglichkeit, mit einem Befehl eine Operation auf vielen Daten auszuführen. Die Operationen auf solchen Vektoren werden häufig nach dem Pipeline-Prinzip ausgeführt. Dabei werden die Operationen in etwa zeitgleiche Operationssegmente aufgespalten und in unabhängigen Hardware-Komponenten ausgeführt. In Kapitel 2 sollen anhand der Vektorarchitektur der GRAY X-NP/2, einer Maschine der Firma GRAY RESEARCH, dieses Konzept vorgestellt und einige besondere Maschineneigenschaften angesprochen werden.Um die erweiterten Fähigkeiten einer Vektorarchitektur effizient ausnutzen zu können, benötigt man Compiler für höhere Programmiersprachen, die aus dem Quellprogramm erkennen, welche Datenmanipulationen in den Vektoreinheiten mit Vektoroperationen ausführbar sind. Dieser Analyse und Transformationsprozess wird mit Vektorisierung bezeichnet. Kapitel 3 erläutert verschiedene Strategien für vektorisierende Compiler und gibt einen Überblick über die Fähigkeiten des GRAY FORTRAN Compilers CFT. [...