面向MATLAB语言的高性能C代码转换系统的设计与优化_毕业论文.pdf

这篇毕业论文的主题是“面向MATLAB语言的高性能C代码转换系统的设计与优化”。该研究主要关注如何将MATLAB代码高效地转换为C语言代码，以实现高性能计算，并优化执行效率。MATLAB是一种广泛用于数值计算、数据分析和算法开发的高级编程环境，而C语言则以其高效、灵活性和广泛的硬件支持在系统级编程中占有一席之地。 论文可能涵盖了以下几个关键知识点： 1. MATLAB语言特性：理解MATLAB的基本语法和数据结构，如向量、矩阵、数组运算、函数句柄以及高级数学功能，是转换的基础。 2. MATLAB代码分析：分析MATLAB代码的运行逻辑和计算模式，识别可以高效转换为C代码的部分。 3. 代码转换技术：探讨如何将MATLAB的高阶抽象语法转换为C语言的底层表示，这可能涉及符号计算、动态内存管理、循环展开等优化策略。 4. 高性能计算（HPC）：转换后的C代码需能够利用多核处理器或GPU进行并行计算，因此可能涉及到OpenMP、CUDA等并行编程模型。 5. 代码优化：在转换过程中，可能会针对特定的硬件平台进行代码优化，包括循环优化、内联函数、减少数据类型转换等，以提高运行速度。 6. 工具链集成：构建一个完整的转换系统，可能包括前端解析MATLAB代码的工具、中间表示（IR）的生成、以及后端生成优化C代码的模块。 7. 性能评估：通过基准测试和实际应用案例，对比MATLAB原生代码和转换后的C代码的执行性能，评估转换系统的有效性和效率。 8. 应用场景：论文可能还会讨论MATLAB到C转换的实际应用，例如在科学计算、图像处理、信号处理等领域。 9. 问题挑战：在转换过程中，可能会遇到保持代码可读性、兼容性问题、错误处理以及MATLAB特有的高级功能如何映射到C语言等问题，这些都是转换系统设计时需要考虑的挑战。 这篇论文旨在通过设计和优化一个MATLAB到C的转换系统，来实现MATLAB代码在更广泛的应用场景中的高效执行，特别是在高性能计算需求的背景下。这一研究对于提高软件的执行效率，降低计算成本，以及在资源有限的环境中运行MATLAB程序具有重要意义。