无线传感器网络中编译优化工具的研究及实现

论文摘要

无线传感器网络具有广泛的应用前景,其中所使用的大量微型节点,处理能力弱、内存空间十分有限、各种资源严重受限。与此同时,节点程序往往需要长时间运行于各种不同环境中,对程序本身有较高的要求。相应的,在进行程序开发时,相对于桌面平台以及传统的嵌入式平台,开发者需要特别关注程序的执行效率、代码占用空间和内存使用等信息,保证资源的使用未超出系统的限制,往往面临更多的困难。本论文针对无线传感器网络中的微型节点上应用程序开发时的编译工具展开研究,主要内容包括:首先,论文分析现有的节点编程语言及其编译系统,对程序编译过程中的优化工具进行研究。在现有工作的基础上,基于无线传感器网络微型操作系统SenSpire OS,结合节点自身独特的硬件特性和应用环境,设计新型编程语言CSpire,同时设计实现在该系统中针对CSpire语言的编译系统,在完成程序编译过程的同时,结合操作系统进行资源分配上的优化;然后,特别在程序的堆栈使用分析方面进行展开,对针对可执行文件的静态分析方法进行分析和总结,提出一般性的计算方法,并在此基础上在多平台和多系统以及精确性方面进行扩展,提供额外的安全检查和系统优化;最后,将语言编译时所采用的优化工具进行集成,整合进集成开发环境之中以方便使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容及意义
• 1.3 论文组织结构
• 第2章 编译系统及工具相关背景概述
• 2.1 节点编译系统概述
• 2.1.1 节点编程语言
• 2.1.2 语言编译系统
• 2.2 编译工具概述
• 2.3 本章小结
• 第3章 SenSpire OS编译系统研究
• 3.1 概述
• 3.2 CSpire语言的设计
• 3.2.1 语言的设计目标
• 3.2.2 语言的特点
• 3.2.3 应用举例
• 3.3 编译系统实现
• 3.3.1 系统总体框架
• 3.3.2 CSpire编译器
• 3.3.3 CSpire系统类
• 3.3.4 安全检查与系统优化
• 3.4 编译系统语言实现评测
• 3.4.1 语言实现评测
• 3.4.2 应用程序优化评测
• 3.5 本章小结
• 第4章 堆栈使用分析方法的研究
• 4.1 引言
• 4.2 基本计算方法
• 4.2.1 方法概述
• 4.2.2 计算过程
• 4.2.3 计算过程的分析
• 4.3 堆栈分析方法的扩展
• 4.3.1 多平台的支持
• 4.3.2 分析结果准确性的提高
• 4.4 堆栈分析方法评测
• 4.5 本章小结
• 第5章 编译工具的集成应用
• 5.1 概述
• 5.2 应用程序开发平台
• 5.2.1 基本程序开发插件
• 5.2.2 辅助开发插件
• 5.2.3 应用扩展插件
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢