C의 저수준 기능과 컴파일러 최적화 조화시키기

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 컴퓨터공학부, 2019. 2. 허충길.주류 C 컴파일러들은 프로그램의 성능을 높이기 위해 공격적인 최적화를 수행하는데, 그런 최적화는 저수준 기능을 사용하는 프로그램의 행동을 바꾸기도 한다. 불행히도 C 언어를 디자인할 때 저수준 기능과 컴파일러 최적화를 적절하게 조화시키가 굉장히 어렵다는 것이 학계와 업계의 중론이다. 저수준 기능을 위해서는, 그러한 기능이 시스템 프로그래밍에 사용되는 패턴을 잘 지원해야 한다. 컴파일러 최적화를 위해서는, 주류 컴파일러가 수행하는 복잡하고도 효과적인 최적화를 잘 지원해야 한다. 그러나 저수준 기능과 컴파일러 최적화를 동시에 잘 지원하는 실행의미는 오늘날까지 제안된 바가 없다. 본 박사학위 논문은 시스템 프로그래밍에서 요긴하게 사용되는 저수준 기능과 주요한 컴파일러 최적화를 조화시킨다. 구체적으로, 우린 다음 성질을 만족하는 느슨한 동시성, 분할 컴파일, 정수-포인터 변환의 실행의미를 처음으로 제안한다. 첫째, 기능이 시스템 프로그래밍에서 사용되는 패턴과, 그러한 패턴을 논증할 수 있는 기법을 지원한다. 둘째, 주요한 컴파일러 최적화들을 지원한다. 우리가 제안한 실행의미에 자신감을 얻기 위해 우리는 논문의 주요 결과를 대부분 Coq 증명기 위에서 증명하고, 그 증명을 기계적이고 엄밀하게 확인했다.To improve the performance of C programs, mainstream compilers perform aggressive optimizations that may change the behaviors of programs that use low-level features in unidiomatic ways. Unfortunately, despite many years of research and industrial efforts, it has proven very difficult to adequately balance the conflicting criteria for low-level features and compiler optimizations in the design of the C programming language. On the one hand, C should support the common usage patterns of the low-level features in systems programming. On the other hand, C should also support the sophisticated and yet effective optimizations performed by mainstream compilers. None of the existing proposals for C semantics, however, sufficiently support low-level features and compiler optimizations at the same time. In this dissertation, we resolve the conflict between some of the low-level features crucially used in systems programming and major compiler optimizations. Specifically, we develop the first formal semantics of relaxed-memory concurrency, separate compilation, and cast between integers and pointers that (1) supports their common usage patterns and reasoning principles for programmers, and (2) provably validates major compiler optimizations at the same time. To establish confidence in our formal semantics, we have formalized most of our key results in the Coq theorem prover, which automatically and rigorously checks the validity of the results.Abstract Acknowledgements Chapter I Prologue Chapter II Relaxed-Memory Concurrency Chapter III Separate Compilation and Linking Chapter IV Cast between Integers and Pointers Chapter V Epilogue 초록Docto

2015년 사용자코드성능분석 및 최적병렬화 지원보고서

비매

온도 의존적 전단 보정 계수를 고려한 샌드위치 패널의 공력-열-탄성학적 연계해석

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 항공우주공학과, 2023. 2. 김지환.첨단 복합 구조물은 항공우주, 군사, 원자로, 화학 공장 및 현대 건축에 사용된다. 특히, 벌집 코어를 갖는 샌드위치 패널은 고온 지역에서의 사용을 위해 개발되어왔다. 증가된 온도가 복합구조물의 재료 특성에 영향을 미치면서 코어-외피 두께 비가 다른 열탄성 진동, 열 좌굴, 포스트-버클링 및 제한주기진동(LCO) 분석을 위한 비대칭 적층 복합판 모델이 해석되었다. 전단 보정 계수(SCF)를 채택한 판의 1차 전단 변형 이론(FSDTP)은 열 전도와 초음속 흐름을 고려하여 사용된다. SCF를 도출하기 위해 온도 의존적(T-D) 재료 특성을 이용하여 응력평형방정식에서 각 층과 복합판의 전단변형에너지 동일성을 이용하였다. 고온에서의 적용을 위해 MMC(Metal Matrix Composite)와 티타늄 벌집으로 구성된 페이스 시트와 코어를 갖는 3층 복합 모델이 도입됐다. 선형 분석의 경우 진동 및 열좌굴 분석을 위해 자연 주파수와 임계 온도가 각각 도출된다. 또한, 비선형 해석은 포스트-버클링을 위한 Newton-Raphson 반복계산법과 제한 주기 진동을 위한 Newmark 시간 반복 방법을 사용하여 수행된다. 1차 피스톤 이론은 공기 역학 부하에 대해 고려된다. 다양한 코어-페이스 시트 두께 비율, 종횡비 및 두가지 섬유 방향에 대한 다양한 사례 연구가 진행되고 있다. 결과는 기존 SCF를 사용하여 얻은 결과와 비교된다.Advanced composite structures are used in aerospace, military, nuclear reactors, chemical plants, and modern architecture. In particular, sandwich panels with honeycomb cores have been developed for specific applications in high-temperature regions. As elevated temperatures affect the properties of composite structures, an asymmetric laminated composite plate model was developed for the thermo-elastic vibration, thermal buckling, post-buckling and limit-cycle oscillation (LCO) analyses with different core-face sheet thickness ratio. The First-order Shear Deformation Theory of Plate (FSDTP), which adopts the shear correction factor (SCF), is used with the consideration of heat conduction and supersonic flow. To derive the SCF, the shear strain energy equality of each layer and that of the composite plate were used in the stress equilibrium equation using temperature-dependent (T-D) material properties. A three-layer composite model with face sheets and core composed of a metal matrix composite (MMC) and a titanium honeycomb was introduced for high temperature applications. For the linear analyses, natural frequencies and critical temperature are derived for the vibration and thermal buckling analyses, respectively. Furthermore, non-linear analyses are held using Newton-Raphson method for post-buckling analysis and Newmark time iteration method for limit-cycle oscillation. First-order piston theory is considered for the aero-dynamic loads. Diverse case studies are held for the various core-face sheet thickness ratio, aspect ratio, and different fiber directions. The results are compared with those obtained using conventional SCF.1. Introduction 01 2. Formulation 06 2.1. Material model 06 2.2. Heat conduction 07 2.3. Constitutive equation 07 2.4. Aerodynamic pressure by supersonic flow 10 2.5. Governing equation 11 2.6. Solutions of equations 13 2.6.1. Linear analysis 13 2.6.2. Nonlinear analysis 13 3. Numerical Results and Discussion 15 3.1. Code verification 15 3.2. Curve-fitting process 15 3.3. Temperature-dependent shear correction factor 16 3.3.1. T-D SCF for symmetric structures 16 3.3.2. T-D SCF for asymmetric structures 18 3.4. Thermo-elastic linear analysis 19 3.4.1. Vibration behavior 19 3.4.2. Buckling behavior 20 3.5. Aero-thermo-elascie nonlinear analysis 20 3.5.1. Post-buckling analysis 21 3.5.2. Limit-cycle oscillation 21 4. Conclusion 23 References 25 Appendix A 49 Abstract in Korean 52석