基于频繁模式挖掘的GCC编译时能耗演化优化算法

2024年2月5日发(作者：攀枝花中考数学试卷真题)

软件学报ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW

Journal of Software,2019,30(5):1269−1287 [doi: 10.13328/.005734]

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基于频繁模式挖掘的GCC编译时能耗演化优化算法倪友聪1,4, 吴 瑞1, 杜 欣1,4, 叶 鹏2, 李汪彪3, 肖如良1

1234∗

(福建师范大学 数学与信息学院,福建 福州 350117)

(武汉纺织大学 数学与计算机学院,湖北 武汉 430200)

(福建师范大学 光电与信息工程学院,福建 福州 350117)

(福建省公共服务大数据挖掘与应用工程技术研究中心(福建师范大学),福建 福州 350117)

通讯作者: 杜欣, E-mail: xindu79@; 叶鹏, E-mail: whuyp@

摘 要: 演化算法通过搜寻GCC编译器最优编译选项集,对可执行代码的能耗进行改进,以达到编译时优化嵌入式软件能耗的目的.但这类算法未考虑多个编译选项之间可能存在相互影响,导致了其解质量不高且收敛速度慢的问题.针对这一不足,设计了一种基于频繁模式挖掘的遗传算法GA-FP.该算法在演化过程中利用频繁模式挖掘得到出现频度高且能耗改进大的一组编译选项,并以此作为启发式信息,设计了“增添”和“删减”两种变异算子,帮助提高解质量和加快收敛速度.与Tree-EDA算法在5个不同领域的8个典型案例下进行对比实验,结果表明,该GA-FP算法不仅能够更有效地降低软件能耗(平均降低2.5%,最高降低21.1%),而且还能在获得不劣于Tree-EDA能耗优化效果的前提下更快地收敛(平均加快34.5%,最高加快83.3%),最优解中编译选项的相关性分析进一步验证了所设计变异算子的有效性.

关键词: 软件能耗;编译优化;嵌入式软件;演化算法

中图法分类号: TP314

中文引用格式: 倪友聪,吴瑞,杜欣,叶鹏,李汪彪,肖如良.基于频繁模式挖掘的GCC编译时能耗演化优化算法.软件学报,2019,

30(5):1269−1287. /1000-9825/

英文引用格式: Ni YC, Wu R, Du X, Ye P, Li WB, Xiao RL. Evolutionary algorithm for optimization of energy consumption at

GCC compile time based on frequent pattern mining. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2019,30(5):1269−1287 (in

Chinese). /1000-9825/

Evolutionary Algorithm for Optimization of Energy Consumption at GCC Compile Time

Based on Frequent Pattern Mining

NI You-Cong1,4, WU Rui1, DU Xin1,4, YE Peng2, LI Wang-Biao3, XIAO Ru-Liang1

1234(College of Mathematics and Informatics, Fujian Normal University, Fuzhou 350117, China)

(College of Mathematics and Computer Science, Wuhan Textile University, Wuhan 430200, China)

(College of Photonic and Electronic Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou 350117, China)

(Fujian Provincial Engineering Technology Research Center for Public Service Big Data Mining and Application (Fujian Normal

University), Fuzhou 350117, China)

∗ 基金项目: 福建省新世纪优秀人才项目; 福建省自然科学基金(2015J01235, 2017J01498); 福建省教育厅JK类项目(JK20150

06); 湖北省自然科学基金(2018CFB689)

Foundation item: New Century Talent Supporting Program of Fujian Province; Natural Science Foundatiuon of Fujian Province

(2015J01235, 2017J01498); JK Fund of Education Bureau, Fujian Province (JK2015006); Natural Science Foundatiuon of Hubei Province

(2018CFB689)

本文由智能化软件新技术专刊特约编辑申富饶教授和李戈副教授推荐.

收稿时间: 2018-09-01; 修改时间: 2018-10-31; 采用时间: 2018-12-13