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1、基于标准的教学与教学设基于标准的教学与教学设计计(精精)报告内容o教学现状聚焦o基于课程标准的教学o课程标准分解o基于课标的教学设计一、教学现状聚焦一、教学现状聚焦o基于教师个人经验的教学基于教师个人经验的教学o基于教科书的教学基于教科书的教学o基于课程标准的教学基于课程标准的教学-我们的方我们的方向向3、基于课程标准的教学程序叙写学习目标评价样题设计进行教学设计实施教学检验修正评价三、课程标准分解o课程目标陈述的基本方式o课程标准与学习目标的关系o课程标准分解策略o课程标准分解基本方法o课程标准中目标的描述（一）课程目标陈述的基本方式课程目标陈述的基本方式o结果性目标的陈述方式结果性目标的陈
2、述方式o体验性目标的陈述方式体验性目标的陈述方式o表现性目标的陈述方式表现性目标的陈述方式1、结果性目标的陈述方式、结果性目标的陈述方式o说明学生的学习结果是什么，所采用说明学生的学习结果是什么，所采用的行为动词要求具体明确、可观测、的行为动词要求具体明确、可观测、可量化。可量化。o这种方式指向可以结果化的课程目标，这种方式指向可以结果化的课程目标，主要应用于主要应用于“知识与技能知识与技能”领域，如：领域，如：n“认识常用汉字认识常用汉字16001800个。个。”n“能在地图上识别不同的地形。能在地图上识别不同的地形。”2、体验性目标的陈述方式、体验性目标的陈述方式o描述学生自己的心理感受、
3、情绪体验，所采描述学生自己的心理感受、情绪体验，所采用的行为动词往往是历时性的、过程性的。用的行为动词往往是历时性的、过程性的。o这种方式指向难以将结果量化的课程目标，这种方式指向难以将结果量化的课程目标，主要应用于主要应用于“过程与方法过程与方法”、“情感态度与情感态度与价值观价值观”领域，如：领域，如：n“阅读自己喜欢的作品，收藏自己喜欢的书阅读自己喜欢的作品，收藏自己喜欢的书籍资料。籍资料。”n“用不同的物体和方法制造声音，描述自己用不同的物体和方法制造声音，描述自己对这些声音的感受。对这些声音的感受。”3、表现性目标的陈述方式、表现性目标的陈述方式o明确安排学生各种各样的表现机会，明确
4、安排学生各种各样的表现机会，所采用的行为动词通常是与学生表现所采用的行为动词通常是与学生表现什么有关的或者结果是开放性的。什么有关的或者结果是开放性的。o这种方式指向无需把结果量化的课程这种方式指向无需把结果量化的课程目标，如：目标，如：n“说出自己喜欢或不喜欢的音乐作品。说出自己喜欢或不喜欢的音乐作品。”n“制作简单的彩塑及脸谱。制作简单的彩塑及脸谱。”（二）课程标准和学习目标的对应关系课程标准和学习目标的对应关系课程标准课程标准分解分解学习目标学习目标对应关系对应关系分解策略分解策略IA一对一一对一替代替代IIB一对多一对多拆解拆解CIIID多对一多对一组合组合/聚聚焦焦IVV（三）课程标
5、准分解的策略课程标准分解的策略o替代：替代：一对一；如语文精读课文教学目标中有一条“认识X个字，会写X个字。”就是对语文课程阶段目标中识字写字要求的数字进行了替代。o拆解：一对多；如“练习各种平衡动作。”把各种平衡动作”拆解为“扣腿平衡”、“提膝平衡”、“探海平衡”、“望月平衡”等 o组合/聚焦：多对一；如“能用摩擦因数计算摩擦力。”“用力的合成与分解分析日常生活中的问题。”可以组合/聚焦，形成“分析斜坡停车问题”这一学习目标。（四）课程标准分解的基本方法课程标准分解的基本方法oo学习目标内涵与表述学习目标内涵与表述o课程标准分解的步骤课程标准分解的步骤u学习目标的内涵学习目标的内涵学习目标的
6、内涵学习目标的内涵 学习目标是学习目标是学习目标是学习目标是指在课堂教学中，指在课堂教学中，学生学生学生学生在教师指导在教师指导下完成某项学习任务后应达到的下完成某项学习任务后应达到的质量标准质量标准质量标准质量标准，它在，它在方向上方向上对教学活动设计起指导作用对教学活动设计起指导作用对教学活动设计起指导作用对教学活动设计起指导作用，并，并为教学评为教学评为教学评为教学评价提供依据价提供依据价提供依据价提供依据。u学习目标的构成要素学习目标的构成要素学习目标的构成要素学习目标的构成要素 行为主体行为主体行为主体行为主体 行为动词行为动词行为动词行为动词 行为条件行为条件行为条件行为条件 表现
7、程度表现程度表现程度表现程度1 1、学习目标内涵与构成要素、学习目标内涵与构成要素学习目标表述学习目标表述可观察、可测量的具体行为可观察、可测量的具体行为可观察、可测量的具体行为可观察、可测量的具体行为 影响学习结果的特定限制或范围等。主影响学习结果的特定限制或范围等。主影响学习结果的特定限制或范围等。主影响学习结果的特定限制或范围等。主要有辅助手段或工具、提供信息或提示、要有辅助手段或工具、提供信息或提示、要有辅助手段或工具、提供信息或提示、要有辅助手段或工具、提供信息或提示、时间的限制、完成行为的情景等。时间的限制、完成行为的情景等。时间的限制、完成行为的情景等。时间的限制、完成行为的情景
8、等。学生达到目标的最低表现水准。用以评学生达到目标的最低表现水准。用以评学生达到目标的最低表现水准。用以评学生达到目标的最低表现水准。用以评量学习表现或学习结果所达到的程度。量学习表现或学习结果所达到的程度。量学习表现或学习结果所达到的程度。量学习表现或学习结果所达到的程度。是学习者，不是教师是学习者，不是教师是学习者，不是教师是学习者，不是教师行为主体行为主体行为主体行为主体行为动词行为动词行为动词行为动词行为条件行为条件行为条件行为条件表现程度表现程度表现程度表现程度oA.能正确、流利、有感情的朗读课文，背诵能正确、流利、有感情的朗读课文，背诵课文。课文。oB.理解课文，感受文章构思之美。
9、理解课文，感受文章构思之美。oC.培养学生热爱家乡，热爱大自然的感情。培养学生热爱家乡，热爱大自然的感情。o知识技能目标：知识技能目标：o过程与方法目标：过程与方法目标：o情感态度价值观目标：情感态度价值观目标：问题在哪里？问题在哪里？目标表述案例：案例分析：o行为主体混乱，有的是学生，有的是教师。o行为动词模糊，不可测评。例：“理解”“感受”。o割裂三维目标。2、课程标准分解的步骤课程标准分解的步骤o第一步，分析句型结构和关键词第一步，分析句型结构和关键词n从一条课程标准中找出行为动词和这些动词所指向的核心概念（名词），或修饰它们的形容词、副词等修饰词和规定性条件，作为关键词，并予以分类。o
10、第二步，扩展或剖析核心概念第二步，扩展或剖析核心概念o第三步，扩展或剖析行为动词第三步，扩展或剖析行为动词o第四步，确定行为条件第四步，确定行为条件o第五步，确定行为表现程度第五步，确定行为表现程度o第六步，写出学习目标第六步，写出学习目标n依据重点组合以及目标陈述的规范，叙写明确的学习目标。依据重点组合以及目标陈述的规范，叙写明确的学习目标。o可采用概念认知图展开、词汇意义展开、理论概念展开、或教师经验展开等方式，教师可自行决定最佳的方式。o此过程可以根据某种逻辑绘制成剖析图，以便于清晰地对应具体的学生，符合学校的教学条件。样例：分解：第三学段分解：第三学段“阅读阅读说明性文章，能说明性文章
11、，能抓住抓住要要点，点，了解了解文章的基本说明方法。文章的基本说明方法。”第一步分析关键词：行为动词：阅读抓住了解核心知识：说明文的要点基本说明方法第二步：剖析核心概念核心知识知识体系知识地位说明文的要点事物特点（鲸的形体特点、生活习性）重点 事物种类（鲸的种类）重点发展过程（鲸的进化过程）难点说明方法列数字重点举例子打比方做比较第三至五步核心知识知识体系适用行为动词行为条件表现程度学生前备经验说明文的要点事物特点（鲸的形体特点、生活习性）说出自由读文，找中心句，说出准确前备经验不足事物种类（鲸的种类）说出自由读文，说出准确前备经验不足发展过程（鲸的进化过程）简述默读课文，小组交流后，自己简述
12、抓住关键词语用自己的语言简述前备经验不足说明方法列数字画出说出通过阅读课文，画出有关句子，说出能画出句子，说出使用的说明方法前备经验充足（四年级已学过）举例子打比方做比较第六步：综合上述思考，写出学习目标o1学生自由读文后，能够说出鲸的形体特点、生活习性、种类。o2默读课文，小组交流后，自己能简述鲸的进化过程。o3能够结合句子，说出使用的说明方法：列数字、举例子、作比较、打比方等。案例案例2：渔歌子教学目标：o1、能用普通话正确、流利、有感情地朗读课文。o2、会背诵这首词。o3、大体把握这首词的意思，并体会诗人的情感。o4、想象这首词所描绘的意境”。修改后渔歌子学习目标o1、90%的学生能正确
13、、流利朗读，85%的学生能有感情朗读这首词。o2、95%的学生能背诵这首词。o3、85%的学生能解释重点词语的意思，能用自己的话表述整首词的大体意思，并对这首词所表达的情感能说出自己的见解。o4、90%的学生能通过想象画面和改写练习描述这首词所描写的景象。(五)课程标准中目标的描述o结果性目标1、知识、知识识记识记-说出、写出、列举、背诵、指出、排列、描述等说出、写出、列举、背诵、指出、排列、描述等了解了解-说出、辩认、标明、指出、列举、复述等说出、辩认、标明、指出、列举、复述等理解理解-解释、叙述、说明、改写、归纳、概述、整理等解释、叙述、说明、改写、归纳、概述、整理等应用应用-设计、撰写、
14、检验、计划等设计、撰写、检验、计划等2、技能、技能模仿模仿-扩写、缩写、模拟、再现、例证、临摹等扩写、缩写、模拟、再现、例证、临摹等操作操作-完成、制定、解决、绘制、尝试等完成、制定、解决、绘制、尝试等迁移迁移-联系、转换、灵活运用、举一反三等联系、转换、灵活运用、举一反三等o体验性目标体验性目标经历（感受）经历（感受）-参与、寻找、交流、访问、考察参与、寻找、交流、访问、考察反映（认同）反映（认同）-遵守、接受、欣赏、关注、拒绝遵守、接受、欣赏、关注、拒绝领悟（内化）领悟（内化）-形成、具有、树立、热爱、坚持形成、具有、树立、热爱、坚持o表现性目标表现性目标复制水平复制水平-从事、做、说、表
15、演、模仿、展示、复述等从事、做、说、表演、模仿、展示、复述等创作水平创作水平-设计、制作、描绘、编织、扮演、创作等设计、制作、描绘、编织、扮演、创作等四、基于标准教学的课时计划基于标准教学的课时计划o基于标准教学的课时计划格式o课时计划最基本的元素基于课程标准的课时计划格式基于课程标准的课时计划格式o课题：o相关标准陈述n标准陈述从年段基准中而来，和上课内容息息相关；n标准陈述是具体的，包含内容标准和表现标准o学习目标预期的学习结果n教学目标要描述在这一堂课的教学中可以观察到的学生表现行为或结果；n教学目标要引导学生去证明标准陈述中的知识或技能o检测这些目标的评价任务n评价的手段和工具要能检测
16、学生是否达到预期的学习结果；o教学活动方案n教学活动的安排应该是能指引学生去证明自己的学习结果 样例：o请参看新密教育信息网教研通知里小学学科“基于标准的教学”教学设计评比方案中电脑住宅教学设计基于课程标准的课时计划基于课程标准的课时计划o课时计划最基本的元素o学习目标：o评价任务：o学习活动：导入 过程 评价目标课堂教学灵魂让目标引导教学、评价我们需要我们需要“做做”而论道！而论道！主要参考书目基于基于标标准的学生学准的学生学业业成就成就评评价价崔允崔允漷漷有效教学有效教学崔允崔允漷漷学学习习、教学和、教学和评评估的分估的分类类学学安德森安德森新教育目新教育目标标分分类类学概学概论论黎加厚黎
17、加厚学会教学学会教学阿阿兰兹兰兹课课堂堂设计设计与教学策略与教学策略代蕊代蕊华华理解教与学理解教与学高校教学策略高校教学策略普洛瑟普洛瑟教学教学设计设计徐英俊徐英俊教学教学论热论热点点问题问题研究研究王王鉴鉴透透视课视课堂堂托托马马斯斯现现代教育代教育评评价教程价教程吴吴刚刚小学小学课课堂管理堂管理卡卡罗罗尔尔数学教育数学教育测测量与量与评评价价马马云云鹏鹏有效有效课课堂教学策略堂教学策略蔡慧琴蔡慧琴敬请指正！敬请指正！谢谢浏览！谢谢浏览！第第11章章代码优化代码优化学习目标：学习目标：掌握：基本块的划分、基本块的掌握：基本块的划分、基本块的DAG优化优化理解：什么是局部优化、循环优化、全局优
18、化理解：什么是局部优化、循环优化、全局优化了解：循环优化技术了解：循环优化技术11.1优化技术简介优化技术简介11.2局部优化局部优化11.3循环优化简介循环优化简介11.1 优化技术简介优化技术简介什么是优化：什么是优化：所所谓谓优优化化是是对对代代码码进进行行等等价价变变换换，使使得得变变换换后后的的代代码码的的效效率率更更高高（节节省省运运行行时时间间、存存储储空空间间或两者兼而有之）或两者兼而有之）优优化化可可在在编编译译的的不不同同阶阶段段进进行行，最最主主要要的的优优化化有有中间代码优化中间代码优化（不依赖具体计算机）（不依赖具体计算机）目标代码优化目标代码优化（依赖于具体计算机）
19、（依赖于具体计算机）中间代码优化中间代码优化中间代码中间代码源代码源代码编译前端编译前端代码生成代码生成目标代码目标代码目标代码优化目标代码优化编译的优化工作阶段编译的优化工作阶段优化的分类：优化的分类：根据优化涉及的程序范围，分为：根据优化涉及的程序范围，分为：局局部部优优化化：在在只只有有一一个个入入口口、一一个个出出口口的的基基本块上进行优化本块上进行优化循环优化循环优化：对循环中的代码进行优化：对循环中的代码进行优化全局优化全局优化：在整个程序范围内进行的优化：在整个程序范围内进行的优化中间代码优化常用技术中间代码优化常用技术1.删除多余运算删除多余运算（删除公共子表达式）（删除公共子
20、表达式）如果子表达式如果子表达式E在前面计算过，且之后在前面计算过，且之后E中的变中的变量值都未改变，那么量值都未改变，那么E的重复出现称为公共子的重复出现称为公共子表达式，可避免重复计算表达式，可避免重复计算(1)和和(4)中都有中都有4*I的运算，的运算，(1)到到(4)之间无对之间无对I的的赋值，赋值，显然两次计算的值是相等的，显然两次计算的值是相等的，(4)的运算是多余的的运算是多余的例例(1)T1:=4*I(2)T2:=addr(A)4(3)T3:=T2T1(4)T4:=4*I(5)(5)(4)变换成变换成T4:=T12.合并已知量与复写传播合并已知量与复写传播如果运算量都是已知量，
21、则在编译时就算出它的值，如果运算量都是已知量，则在编译时就算出它的值，称为称为合并已知量合并已知量若有若有A:=B，称为把称为把B值值复写复写到到A。如果其后有引用如果其后有引用A的地方，且其间的地方，且其间A、B的的值都未改变，则可把对值都未改变，则可把对A的的引用改为对引用改为对B引用，称为引用，称为复写传播复写传播。例：例：（1）I:=1（2）T1:=4*I（3）T4:=T1（4）T6:=T5T4 I是已知量是已知量把把T1的值复写到的值复写到T4（4）T6:=T5T1 复写传播复写传播（2）T1:=4 合并已知量合并已知量3.删除无用赋值删除无用赋值有些变量的赋值从未被引用，称为无用赋
22、值，应删除。有些变量的赋值从未被引用，称为无用赋值，应删除。无用赋值分三种情况：无用赋值分三种情况：变量被赋值，但在程序中从未被引用（在局部范围变量被赋值，但在程序中从未被引用（在局部范围内难判定）内难判定）变量赋值后未被引用又重新赋值，则前面赋值是变量赋值后未被引用又重新赋值，则前面赋值是无用的无用的变量的赋值只被计算变量自己引用，其他变量都变量的赋值只被计算变量自己引用，其他变量都不引用它不引用它例例（1）I:=1（2）T1:=4（3）T3:=T2T1（4）T4:=T1 （5）I:=I+1（6）T1:=T1+4（7）if T180 goto (3)(4)中对中对T4赋值，但赋值，但T4未被
23、引用；未被引用；(1)和和(5)对对I赋值，但只有赋值，但只有(5)中计算中计算I时引用时引用I如果程序其他地方不需要引用如果程序其他地方不需要引用T4和和I，则则(4)、(1)和和(5)是无用赋值，可删除。是无用赋值，可删除。（2）T1:=4（3）T3:=T2 T1（6）T1:=T1+4（7）if T180 goto (3)4.其他优化技术其他优化技术以下优化技术将在循环优化中介绍：以下优化技术将在循环优化中介绍：代码外提代码外提强度削弱强度削弱变换循环控制条件变换循环控制条件（删除归纳变量）（删除归纳变量）11.2 局部优化局部优化局部优化是指基本块内的优化局部优化是指基本块内的优化基本块
24、基本块是指程序中一顺序执行的语句序列，其是指程序中一顺序执行的语句序列，其中只有一个入口语句和一个出口语句。执行时中只有一个入口语句和一个出口语句。执行时只能从入口语句进入，从其出口语句退出只能从入口语句进入，从其出口语句退出11.2.1 基本块的划分基本块的划分把程序（中间代码形成）划分成基本块的算法：把程序（中间代码形成）划分成基本块的算法：1.求基本块的求基本块的入口语句入口语句，它们是：，它们是：1)程序的第一个语句；或者程序的第一个语句；或者2)条条件件转转移移或或无无条条件件转转移移语语句句的的转转移移目目标标语语句句；或者或者3)紧跟在紧跟在条件转移条件转移语句后面的语句。语句后
25、面的语句。2对每一入口语句，构造其所属的基本块对每一入口语句，构造其所属的基本块:它它是是由由该该入入口口语语句句到到下下一一入入口口语语句句(不不包包括括下下一入口语句一入口语句);或到一转移语句或到一转移语句(包括该转移语句包括该转移语句);或到一停止语句或到一停止语句(包括该停止语句包括该停止语句)之间的语句序列组成的。之间的语句序列组成的。3凡凡未未被被纳纳入入某某一一基基本本块块的的语语句句，是是不不会会被被执执行到的语句，可以把它们删除。行到的语句，可以把它们删除。例：例：(1)read X(2)read Y(3)R:=X mod Y(4)if R=0 goto (8)(5)X:=
26、Y(6)Y:=R(7)goto (3)(8)write Y(9)halt(1)、(3)、(5)和和(8)是入是入口语句，分别构成基本口语句，分别构成基本块块B1(1)、(2)B2(3)、(4)B3(5)、(6)、(7)B4(8)、(9)(1)read X(3)R:=X mod Y(5)X:=Y(8)write Y11.2.2 基本块的基本块的DAG表示表示DAG(Directed Acyclic Graph)是无环路有向图的简称是无环路有向图的简称1.基基本本块块的的DAG是是一一种种其其结结点点带带有有标标记记或或附附加加信信息息的的DAG：1)叶叶结结点点(无无后后继继的的结结点点)以以一
27、一标标识识符符或或常常数数作作标标记记，表示该结点代表该变量或常数的值表示该结点代表该变量或常数的值2)内内部部结结点点(有有后后继继的的结结点点)以以一一运运算算符符作作标标记记，表表示示该该结结点点代代表表用用该该算算符符对对其其后后继继结结点点所所代代表表的的值值进进行行运算的结果运算的结果3)各各结结点点都都可可以以附附加加上上一一个个或或多多个个标标识识符符，表表示示这这些些变量具有该结点所代表的值变量具有该结点所代表的值基本块的基本块的DAG的例子的例子1)T0:=3.142)T1:=2*T03)T2:=R+r4)A:=T1*T25)B:=A6)T3:=2*T07)T4:=R+r8
28、)T5:=T3*T49)T6:=Rr10)B:=T5*T6+rT6A,B,T5*T1,T3T0R6.286.28 3.143.14T2,T4n5n7n2n3n4n1B*n6n8ni是结点编号是结点编号结点下面的符号（运算符、标识符或常量）是结点下面的符号（运算符、标识符或常量）是各结点的标记各结点的标记结点右边的标识符是结点的附加标识符结点右边的标识符是结点的附加标识符2.四元式及其相应的四元式及其相应的DAG结点形式结点形式0型型：A:=B (:=,B,A)B n1A n2 n1opBA 1型型：A:=op B (op,B,A)2型型：A:=B op C (op,B,C,A)n3n1n2 B
29、CopA3 构造基本块的构造基本块的DAG的算法的算法算法准备：算法准备：假定假定DAG各结点信息将用适当的各结点信息将用适当的数据结构数据结构来存放，来存放，并设有一个标识符（包括常数）与结点的并设有一个标识符（包括常数）与结点的对应表对应表。NODE(A)是描述这种对应关系的函数，它的值或为是描述这种对应关系的函数，它的值或为n（表示结点表示结点n上有上有A作为标记或附加标识符），或无作为标记或附加标识符），或无定义。定义。算法：算法：首先首先DAG为空，对基本块的每一四元式，按其类型为空，对基本块的每一四元式，按其类型分别处理：分别处理：对对0型（型（A:=B）YNNYNODE(B)有定
30、义有定义构造叶结点构造叶结点B令该结点为令该结点为nNODE(A)有定义有定义从从NODE(A)的附加标的附加标识符中删去识符中删去A在结点在结点n上附加上附加A下一四元式下一四元式nBA对对1型（型（A:=op B）YYNNYNYNYNYNNODE(B)有定义有定义构造叶结点构造叶结点BNODE(B)标记常数标记常数执行执行opB得得P有标记为有标记为op后继后继为为NODE(B)的结的结点点NODE(B)为新结点为新结点删除删除NODE(B)结点结点NODE(P)有定义有定义构造叶结点构造叶结点P构造该结点构造该结点从从NODE(A)的附加的附加标识符中删去标识符中删去A令该结点为令该结点
31、为nNODE(A)有定有定义义在结点在结点n上附加上附加A下一四元式下一四元式npAnBopA对于对于2型（型（A:=B op C）YYNNN删除删除NODE(C)结点结点NODE(C)是新结点是新结点NODE(P)有定义有定义 构构造造叶叶结结点点PYNYNYNYYN下一四元式下一四元式执行执行BopC得得PNODE(B)是新结点是新结点删除删除NODE(B)结点结点NODE(B),NODE(C)均标记常数均标记常数N NODE(B)有定义有定义构造叶结点构造叶结点B构造叶结点构造叶结点C NODE(C)有有 定定义义有有标标记记为为op后后继继 为为NODE(B)、NODE(C)的结点的结
32、点 构构造造该该结结点点Y 令该结点为令该结点为nNODE(A)有定义有定义从从NODE(A)的附加标识符中删去的附加标识符中删去A 在在结结点点n上上附附加加AnBCopAnAp例：构造以下基本块的例：构造以下基本块的DAG(1)T0:=3.14(2)T1:=2*T0(3)T2:=R+r(4)A:=T1*T2 (5)B:=A(6)T3:=2*T0(7)T4:=R+r(8)T5:=T3*T4(9)T6:=Rr(10)B:=T5*T6 T6,T5,T3T0,T46.286.28n2Rn3rn43.13.14 4n1B*n6*n8n7+n52 2T1T2A,B2 211.2.3 DAG的应用的应用
33、在一个基本块被构造成相应的在一个基本块被构造成相应的DAG的过程中的过程中，进行了如下基本的优化工作：进行了如下基本的优化工作：1)合并已知量合并已知量2)在在DAG构造算法中构造算法中，如果运算量都是已知如果运算量都是已知量，则不生成计算该结点值的内部结点，而量，则不生成计算该结点值的内部结点，而执行该运算，将计算结果生成一个叶结点，执行该运算，将计算结果生成一个叶结点，实现了合并已知量优化实现了合并已知量优化2)删除多余运算删除多余运算3)对具有公共子表达式的所有四元式，只生对具有公共子表达式的所有四元式，只生成一个计算该表达式的内部结点，所有被赋成一个计算该表达式的内部结点，所有被赋值的
34、变量都作为该结点的附加标识符，实现值的变量都作为该结点的附加标识符，实现了删除多余运算的优化了删除多余运算的优化3)删除无用赋值删除无用赋值4)如果变量被赋值后，在它被引用前又被重如果变量被赋值后，在它被引用前又被重新赋值，则变量被从具有前一个值的结点上新赋值，则变量被从具有前一个值的结点上删除删除+rT6A,T5*T1,T3T0R6.286.283.13.14 4T2,T4n5n7n2n3n4n1B*n6n8(1)T0:=3.14(2)T1:=6.28(3)T3:=6.28(4)T2:=R+r(5)T4:=T2(6)A:=6.28*T2(7)T5:=A(8)T6:=Rr(9)B:=A*T6
35、由由DAG重新生成原基本块的一个优化重新生成原基本块的一个优化的代码序列：的代码序列：原基本块的四元式序列原基本块的四元式序列G(1)T0:=3.14(2)T1:=2*T0(3)T2:=R+r(4)A:=T1*T2 (5)B:=A(6)T3:=2*T0(7)T4:=R+r(8)T5:=T3*T4(9)T6:=Rr(10)B:=T5*T6 按按DAG重新写成的四元式序列重新写成的四元式序列G(1)T0:=3.14(2)T1:=6.28(3)T3:=6.28(4)T2:=R+r(5)T4:=T2(6)A:=6.28*T2(7)T5:=A(8)T6:=Rr(9)B:=A*T6 G中中(2)(6)(2
36、)(6)的已知量已的已知量已合并合并G中中(5)(5)的无用赋值已的无用赋值已删除删除G中中(3)(7)(3)(7)的公共子表达式的公共子表达式R+r只计算一次只计算一次，删除了多余运算，删除了多余运算利用利用DAG进行优化进行优化删除在基本块后不被引用变量的赋值删除在基本块后不被引用变量的赋值rR6.286.283.13.14 4+T6A,T5*T1,T3T0T2,T4n5n7n2n3n4n1B*n6n8假如假如T0，T1，T6在基本块后在基本块后都不被引用都不被引用，则这些符号可在则这些符号可在DAG附加标识符中删去，重写四附加标识符中删去，重写四元式得到进一步的优化：元式得到进一步的优化
37、：（1 1）S1:=R+r（2）A:=6.28*S1（3）S2:=Rr（4）B:=A*S2其中其中S1和和S2是临时变量。是临时变量。T0，T1，T6被赋值的代码被被赋值的代码被优化掉优化掉11.3循环优化简介循环优化简介循环就是程序中那些可能反复执行的代码序列。循环就是程序中那些可能反复执行的代码序列。因因为为循循环环中中的的代代码码要要反反复复执执行行，所所以以循循环环的的代代码优化对提高目标代码的效率将起更大的作用。码优化对提高目标代码的效率将起更大的作用。11.3.1 程序流图程序流图把控制流的信息加到基本块集合上构成的有向图把控制流的信息加到基本块集合上构成的有向图称为表示程序的流图
38、，简称称为表示程序的流图，简称流图流图。流图的构造方法：流图的构造方法：点集点集：以基本块为结点，含程序第一条语句的结：以基本块为结点，含程序第一条语句的结点为首结点。点为首结点。边集边集：从基本块：从基本块Bi向基本块向基本块Bj引有向边，仅当引有向边，仅当1)Bj在程序中的位置紧跟在在程序中的位置紧跟在Bi之后之后,且且Bi的出口语的出口语句不是无条件转移语句或停止语句。句不是无条件转移语句或停止语句。或者或者2)Bi的出口是转移语句的出口是转移语句(goto(s)或或ifgoto(s)，并且转移目标并且转移目标(s)是是Bj的入口语句。的入口语句。例：构造以下程序的流图例：构造以下程序的
39、流图(1)read X(2)read Y(3)R:=X mod Y(4)if R=0 goto (8)(5)X:=Y(6)Y:=R(7)goto (3)(8)write Y(9)halt(1)(1)readX(2)readY(3)(3)R:=XmodY(4)ifR=0goto(8)(5)(5)X:=Y(6)Y:=R(7)goto(3)(8)(8)writeY(9)halt11.3.2循环优化循环优化1.代码外提代码外提把循环不变运算，即其结果独立于循环执行次把循环不变运算，即其结果独立于循环执行次数的表达式，提到循环的前面，使之只在循环数的表达式，提到循环的前面，使之只在循环外计算一次，这种优
40、化称为代码外提。外计算一次，这种优化称为代码外提。循环不变运算循环不变运算：运算量为常量或在循环外定值，：运算量为常量或在循环外定值，每次循环时其值不变的运算。每次循环时其值不变的运算。(1)(1)P:=0(2)I:=1(3)(3)T1:=4*I(4)T2:=addr(A)4(5)T3:=T2T1(6)T4:=T1(7)T5:=addr(B)4(8)T6:=T5T4(9)T7:=T3*T6(10)P:=P+T7(11)I:=I+1(12)ifI20goto(3)中间代码段中间代码段B1B2(1)(1)P:=0(2)I:=1(4)T2:=addr(A)4(7)T5:=addr(B)4(3)(3)
41、T1:=4*I(5)T3:=T2T1(6)T4:=T1(8)T6:=T5T4(9)T7:=T3*T6(10)P:=P+T7(11)I:=I+1(12)IfI20goto(3)代码外提后代码外提后B1B2(4)中的运算量中的运算量addr(A)是分配是分配的数组的数组A的首地址，是个常的首地址，是个常量，量，4也是常量，因而也是常量，因而(4)是是循环不变运算，同样循环不变运算，同样(7)也也是循环不变运算，是循环不变运算，(4)、(7)都可提到循环前都可提到循环前2.强度削弱强度削弱强强度度削削弱弱是是指指把把程程序序中中强强度度大大的的运运算算替替换换成成强强度小的运算。例如把乘法运算换成加
42、法运算等度小的运算。例如把乘法运算换成加法运算等(1)(1)P:=0(2)I:=1(4)T2:=addr(A)4(7)T5:=addr(B)4(3)(3)T1:=4*I(5)T3:=T2T1(6)T4:=T1(8)T6:=T5T4(9)T7:=T3*T6(10)P:=P+T7(11)I:=I+1(12)IfI20goto(3)中间代码段中间代码段(1)(1)P:=0(2)I:=1(4)T2:=addr(A)4(7)T5:=addr(B)4(3)T1:=4*I(5)(5)T3:=T2T1(6)T4:=T1(8)T6:=T5T4(9)T7:=T3*T6(10)P:=P+T7(11)I:=I+1(3
43、)T1:=T1+4(12)ifI20goto(5)强度削弱强度削弱I和和T1始终保持始终保持T1:=4*I的线性的线性关系关系这样把这样把(12)的循环控制条件的循环控制条件 I20变换成变换成T180，程序的运程序的运行结果不变行结果不变这种变换称为变换循环控制条这种变换称为变换循环控制条件件经过这一变换，循环中经过这一变换，循环中I的值的值不被引用，四元式不被引用，四元式(11)可被删去，可被删去，这是变换的目的所在。这是变换的目的所在。(1)(1)P:=0(2)I:=1(4)T2:=addr(A)4(7)T5:=addr(B)4(3)T1:=4*I(5)(5)T3:=T2T1(6)T4:
44、=T1(8)T6:=T5T4(9)T7:=T3*T6(10)P:=P+T7(11)I:=I+1(3)T1:=T1+4(12)ifI20goto(5)3.3.变换循环控制条件变换循环控制条件(1)(1)P:=0(2)I:=1(4)T2:=addr(A)4(7)T5:=addr(B)4(3)T1:=4*I(5)(5)T3:=T2T1(6)T4:=T1(8)T6:=T5T4(9)T7:=T3*T6(10)P:=P+T7(3)T1:=T1+4(12)ifT180goto(5)变换循环控制条件变换循环控制条件中间代码段中间代码段(1)(1)P:=0(2)I:=1(4)T2:=addr(A)4(7)T5:
45、=addr(B)4(3)T1:=4*I(5)(5)T3:=T2T1(6)T4:=T1(8)T6:=T5T4(9)T7:=T3*T6(10)P:=P+T7(11)I:=I+1(3)T1:=T1+4(12)ifI20goto(5)本章小结本章小结主要讨论在中间代码级别上进行的优化主要讨论在中间代码级别上进行的优化优化的种类：局部优化、循环优化、全局优化优化的种类：局部优化、循环优化、全局优化基本块内的优化基本块内的优化v删除公共子表达式、合并已知量、复写传播删除公共子表达式、合并已知量、复写传播、删除无用赋值删除无用赋值v借助借助DAG进行基本块的优化进行基本块的优化循环优化循环优化代码外提、强度削弱、变换循环控制条件代码外提、强度削弱、变换循环控制条件