[论文解读] Putting Instruction Sequences into Effect

J.A. Bergstra|arXiv (Cornell University)|Oct 9, 2011

Embedded Systems Design Techniques参考文献 44被引用 13

一句话总结

本文提出了一种形式化框架，通过引入‘将指令序列付诸实施’（PISiE）这一更广泛的概念，来定义指令序列执行（ISE）。该框架区分了执行与解释及间接方法（如编译），并引入了‘执行性’作为衡量方法接近真实执行程度的指标，提供一种动态、演化的（螺旋式）定义，以适应技术变革并抽象出具体实现细节。

ABSTRACT

An attempt is made to define the concept of execution of an instruction sequence. It is found to be a special case of directly putting into effect of an instruction sequence. Directly putting into effect of an instruction sequences comprises interpretation as well as execution. Directly putting into effect is a special case of putting into effect with other special cases classified as indirectly putting into effect.

研究动机与目标

• 解决理论计算机科学中指令序列执行（ISE）缺乏精确、与技术无关的定义的问题。
• 解决在执行、解释及编译等间接方法之间区分不清的模糊性问题。
• 构建一个能抽象出不断演进的计算机技术、同时保留执行本质的概念框架。
• 引入‘执行性’作为衡量方法接近真实执行程度的指标，实现非绝对、可演化的定义。

提出的方法

• 本文引入‘将指令序列付诸实施’（PISiE）作为一般性总括概念，其子类型包括直接PISiE与间接PISiE。
• 直接PISiE被定义为机械的、非解释性的执行，不包括编译或预处理。
• 解释被形式化定义为依赖于另一条指令序列被付诸实施的PISiE方法。
• 执行被描述为不涉及解释另一条指令序列的直接PISiE，通过‘执行性’概念避免定义中的循环性。
• 该框架使用‘构建定义’方法，仅通过定义即可构建心智模型，避免依赖先验直觉。
• 本文采用‘螺旋式定义’方法，承认定义可能随技术进步与理解深化而演化。

实验结果

研究问题

• RQ1 什么区别了指令序列的直接执行与解释或编译等间接方法？
• RQ2 如何以与当前或未来计算机技术无关的方式定义指令序列执行？
• RQ3 解释在定义执行中扮演什么角色？如何避免定义中的循环性？
• RQ4 能否形式化证明并证明一种非绝对、可演化的执行定义在理论与实践中都具有用处？
• RQ5 ‘执行性’在多大程度上可作为分类‘将指令序列付诸实施’方法的定量指标？

主要发现

• 本文确立了执行是直接付诸实施的特例，且不依赖于对另一条指令序列的解释。
• 解释被形式化定义为通过实施另一条指令序列来实现功能的PISiE方法。
• 引入了‘执行性’概念作为基于程度的度量，用于分类PISiE的方法，最大执行性表示真正的执行。
• 该框架即使在缺乏现有技术的情况下，也能支持对假设性或未来执行定义的理论建模，具有前瞻性。
• 本文结论指出，由于安全与性能方面的顾虑，执行变得越来越不可行，因此高级抽象可能在未来实际应用中取代指令序列。