added 4_OptimalSpeedIterativeAlgorithm

Documentation/4_OptimalSpeedIterativeAlgorithm.md

@@ -0,0 +1,69 @@
+
+### Итерационный алгоритм с оптимальной скоростью работы после перенумерации блоков
+#### Постановка задачи
+Необходимо улучшить сходимость итерационного алгоритма, посещая узлы графа в соответствии с их упорядочением в глубину.
+#### Команда
+Д. Володин, Н. Моздоров
+#### Зависимые и предшествующие задачи
+Предшествующие: 
+- Алгоритм упорядочения в глубину
+- Итерационный алгоритм в обобщённой структуре
+
+Зависимые:
+- Анализ активных переменных
+- Анализ достигающих определений
+- Анализ доступных выражений
+
+#### Теоретическая часть
+Максимальное количество итераций итеративного алгоритма равно высоте полурешетки, умноженной на количество узлов графа. Во многих анализах вычисления можно упорядочить так, что алгоритм будет сходиться за существенно меньшее количество итераций. В частности, если события распространяются вдоль некоторого ациклического пути и пути с циклами ничего не добавляют, то сходимость можно существенно улучшить.
+
+Если информация распространяется только вдоль ациклических путей, то можно подобрать порядок посещения узлов (базовых блоков) так, чтобы после небольшого количества проходов алгоритм сходился. Для задач в прямом направлении необходимо посещать узлы в
+соответствии с их упорядочением в глубину.
+
+#### Практическая часть
+Данная задача была выполнена следующим образом. В сигнатуру метода `Execute` обобщённого итерационного алгоритма был добавлен параметр `useRenumbering` типа `bool`, и если этот параметр равняется `true`, то в самом начале итеративного алгоритма базовые блоки сортируются по глубине в графе потока управления. Если алгоритм выполняется в обратном направлении, то блоки сортируются в обратном порядке.
+```
+if (useRenumbering)
+{
+    blocks = Direction == Direction.Backward
+      ? blocks.OrderByDescending(z => graph.DepthFirstNumeration[graph.VertexOf(z)])
+      : blocks.OrderBy(z => graph.DepthFirstNumeration[graph.VertexOf(z)]);
+}
+```
+
+Также в класс обобщённого алгоритма было добавлено поле `Iterations` для оценки количества итераций, выполненных алгоритмом.
+
+#### Место в общем проекте (Интеграция)
+Данная оптимизация встроена в обобщённый итеративный алгоритм и используется по умолчанию (чтобы отказаться от обхода блоков графа с упорядочением по глубине, нужно явно указать параметр `useRenumbering = false`).
+
+#### Тесты
+В тестах проверяется, что для созданных ранее итерационных алгоритмов количество итераций, совершённое с упорядочением блоков, не превосходит количество итераций без упорядочения. Ниже представлен тест для алгоритма анализа достигающих определений.
+```
+public void ReachingDefinitionsTest()
+{
+    var program = @"
+var i, m, j, n, a, u1, u2, u3, k;
+1: i = m - 1;
+2: j = n;
+3: a = u1;
+
+for k = 0, 1
+{
+i = i + 1;
+j = j - 1;
+
+if i < j
+a = u2;
+i = u3;
+}";
+    var graph = GenCFG(program);
+    var algorithm = new LiveVariableAnalysis();
+
+    algorithm.Execute(graph);
+    var iterationsFast = algorithm.Iterations;
+    algorithm.Execute(graph, false);
+    var iterationsSlow = algorithm.Iterations;
+
+    Assert.LessOrEqual(iterationsFast, iterationsSlow);
+}
+```