21、StreamIt：用于流式应用的编程语言

StreamIt：用于流式应用的编程语言

在当今的计算领域中，流式应用变得越来越重要且广泛。从嵌入式设备到消费级桌面，再到高性能服务器，许多系统都围绕着“流”的概念构建。然而，现有的编程语言和编译器对大规模流式编程的支持却十分有限，大多数程序员不得不使用通用语言来实现流式程序，但这些通用语言在流式编程方面存在诸多不足。StreamIt 正是为现代流式编程专门设计的语言和编译器，下面我们来详细了解一下。

流式应用的背景与问题

流式应用在各个领域都有广泛的应用，比如 Click 模块化路由器、Spectrumware 软件无线电、蓝牙通信协议、GSM 语音编码器、AMPS 蜂窝基站等，以及使用 Microsoft 的 DirectShow 库、Real Network 的 RealSDK 或 Lincoln Lab 的多态计算架构开发的应用。但目前，通用语言在流式编程中存在明显的不足：
- 与应用领域不匹配 ：通用语言无法自然直观地表示流，影响了代码的可读性、健壮性和程序员的生产力。同时，编译器无法感知流的特性，不能进行特定于流的优化，导致性能关键的循环通常需要用低级汇编语言手动编写，并且要为每个目标架构重新实现，这既耗时又容易出错，成本还很高。
- 与新兴架构不匹配 ：对于特别适合流处理的基于网格的架构，通用语言（如 C）所提供的抽象不再适用。C 语言是为冯·诺依曼架构提供“通用机器语言”，但基于网格的架构有多条指令流和分布式内存库，C 语言无法为底层硬件提供正确的抽象，通常需要特定于架构的指令才能获得合理的性能，这大大增加了程序员的工作复杂度，也影响了代码的可移植性。

流式应用的特点