Оптимизация программ

Оптимизация программ (Program optimization) — специальные приемы и методы, направленные на улучшение качества выходной программы при трансляции. Проблема построения оптимальной программы алгоритмически не разрешима, и поэтому основная задача оптимизации состоит в удалении из выходной программы неоптимальностей, возникающих в ней из-за универсального способа трансляции. При этом основные способы оптимизации транслируемой программы заключаются в удалении вычислений или объектов из процессов выполнения программы или в замене в них сложных вычислений на более простые.

Многие оптимизации можно реализовать, применяя так называемую смешанную стратегию (mixed strategy) программирования. Суть этого метода состоит в том, что для программирования семантически богатой конструкции входного языка (такой, как цикл или процедура) транслятор использует помимо универсального способа перевода целый ряд специализированных, ориентированных на конкретные, но зато часто встречающиеся в реальных программах варианты использования этой конструкции.

Однако обычно оптимизирующие трансляторы используют метод оптимизирующих преобразований (optimizing transformations), который в отличие от смешанной стратегии обладает достаточной языковой независимостью. Оптимизирующие преобразования выполняются над транслируемой программой в рамках некоторого ее промежуточного представления (intermediate representation) и разделяются на машинно-независимые (machine independent) и машинно-зависимые (machine dependent). По существу, каждое оптимизирующее преобразование включает в себя: анализ потока данных (data-flow analysis) и анализ потока управления (control-flow analysis) в программе, дающий достоверную информацию о возможных вычислениях по программе, о свойствах ее фрагментов и данных, — так называемый потоковый анализ программ (flow analysis of programs); проверку некоторых свойств собранной информации — так называемых контекстных условий (context conditions); преобразование фрагмента программы в случае удовлетворения этих свойств — собственно оптимизирующее преобразование (actual optimizing transformation) или трансформация (transformation).

Литература

• Касьянов В.Н. Оптимизация программ // Прикладная информатика. — М.: Финансы и статистика, 1983. --- Вып. 2.
• Касьянов В.Н. Оптимизирующие преобразования программ. — М.: Наука, 1988.
• Касьянов В.Н., Поттосин И.В. Методы построения трансляторов. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1986.