Page 148 - 《软件学报》2024年第6期

软件学报 ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW E-mail: jos@iscas.ac.cn
Journal of Software,2024,35(6):2724−2752 [doi: 10.13328/j.cnki.jos.007101] http://www.jos.org.cn
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面向全分布式智能建筑系统应用程序的并行化编译方法

陈文杰 1 , 杨启亮 1 , 姜子炎 2 , 邢建春 1 , 周启臻 1 , 邹荣伟 1 , 冯博伟 1

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(陆军工程大学 国防工程学院, 江苏 南京 211101)
2
(清华大学 建筑节能研究中心, 北京 100084)
通信作者: 杨启亮, E-mail: yql@893.com.cn

摘 要: 群体智能系统通过邻居个体的信息交互实现群体级别的应用任务, 具有良好的鲁棒性和灵活性. 与此同时,
大多数开发人员难以对分布式、并行的个体交互机制进行描述. 一些高级语言允许用户以串行思维方式、从系统
全局角度来编程并行的群体智能计算任务, 而无需考虑通信协议、数据分布等底层交互细节. 但面向用户、全局
声明式的群体智能系统应用程序与个体并行执行逻辑存在的巨大语义差距, 使得编译过程复杂进而导致应用程序

开发效率不高. 提出一个编译系统及其支撑工具, 支持将高级的群体智能系统应用程序转换为安全、高效的分布
式实现. 所提编译系统通过并行信息识别, 计算划分, 交互信息生成技术, 将面向系统全局、串行编程的群体智能
应用程序编译为面向个体独立执行的并行目标代码, 从而使用户不必了解个体间的复杂交互机制. 设计一种标准
化中间表示, 将复杂群体智能计算任务转换为群体智能算子和输入输出变量组合而成的标准化语义模块序列, 其
以独立于平台的形式表示源程序信息, 屏蔽目标硬件平台的异构性. 在一个群体智能系统案例平台中部署和测试
所提编译系统, 结果表明该系统能够有效将群体智能应用程序编译为平台可执行的目标代码并提升应用程序开发
效率, 其生成的代码在一系列基准测试中具有比现有编译器更好的性能.
关键词: 群体智能; 应用程序; 编译系统; 并行化编译
中图法分类号: TP314

中文引用格式: 陈文杰, 杨启亮, 姜子炎, 邢建春, 周启臻, 邹荣伟, 冯博伟. 面向全分布式智能建筑系统应用程序的并行化编译方
法. 软件学报, 2024, 35(6): 2724–2752. http://www.jos.org.cn/1000-9825/7101.htm
英文引用格式: Chen WJ, Yang QL, Jiang ZY, Xing JC, Zhou QZ, Zou RW, Feng BW. Parallel Compilation Method for Fully
Distributed Intelligent Building System Applications. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2024, 35(6): 2724–2752 (in Chinese).
http://www.jos.org.cn/1000-9825/7101.htm
Parallel Compilation Method for Fully Distributed Intelligent Building System Applications

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CHEN Wen-Jie , YANG Qi-Liang , JIANG Zi-Yan , XING Jian-Chun , ZHOU Qi-Zhen , ZOU Rong-Wei ,
FENG Bo-Wei 1
1
(College of Defense Engineering, Army Engineering University of PLA, Nanjing 211101, China)
2
(Building Energy Conservation Research Center, Tsinghua University, Beijing 100084, China)
Abstract: Swarm intelligence systems realize group-level application tasks by information interaction of individual neighbors, and have
sound robustness and flexibility. Meanwhile, most developers struggle to describe distributed and parallel individual interaction
mechanisms. Some high-level languages allow users to program parallel swarm intelligence computing tasks in a serial mindset and from a
global system perspective, without considering low-level interaction details such as communication protocols and data distribution.
However, the huge semantic gap between user-oriented, globally declarative swarm intelligence system applications and individual parallel
execution logic makes the compilation process complex and application development inefficient. Thus, this study proposes a compilation

* 基金项目: 国家自然科学基金 (52178307); 江苏省自然科学基金 (BK20201335); 国家重点研发计划 (2017YFC0704100)
本文由“编译技术与编译器设计”专题特约编辑冯晓兵研究员、郝丹教授、高耀清博士、左志强副教授推荐.
收稿时间: 2023-09-11; 修改时间: 2023-10-30; 采用时间: 2023-12-14; jos 在线出版时间: 2024-01-05
CNKI 网络首发时间: 2024-03-29