实验一多核程序设计课程实验报告

1、多核程序设计课程实验实验 1：el 多核编译器及 Vtune 性能分析器院系学院学号1103710504任课教师指导教师实验地点学院五楼机房实验时间2012.12.11实验课表现出勤、表现得分实验得分实验总分操作结果得分一、实验目的要求：需分析本次实验的基本目的，并综述你是如何实现这些目的的？答：实验目的：掌握el compiler 的特点和基本使用方法；掌握在 Windows 下如何使用el compiler 提高应用程序的性能；掌握el compiler 的主要优化选项和参数的使用；掌握el VTune Performanceyzer 的功能、特点和基本使用方法；掌握如何使用快速性能分析向

2、导（Quick Performanceysis wizard）收集系统状态下的性能数据；掌握使用el VTune Performanceyzer 进行基于时刻的采样(TBS)和基于事件的采样(EBS)的基本原理、方法和采样工具的使用；掌握利用 VTune 找到应用程序中的 Hotspot 的基本方法；掌握使用 Call graph 根据总时间找到关键路径；根据占处理器时间找Hotspot 的方法。掌握el Math Kernel Library (el MKL)的功能、特点、数据类型和基本使用方法；掌握 el MKL 的多线程能力；实现方法：按照实验指导书上的步骤，先进行实验环境的配置，包括

3、el C+编译器和 el Vtune 的安装，接着就可以进行实验了，一步一步做下去，便基本掌握了这些工具的使用。二、实验内容该部分填写在实验过程中，你都完成了哪些工作。答：实验 1-1：配置el C+ Compiler（icl）编译器环境设置（Visual Studio* .NET* 环境）；使用 MSVC*和el C+ Compiler 编译器分别编译示例程序，并程序执行时间，分析实验结果；使用高级优化参数（-03）对程序进行优化编译，结果并予以分析；使用过程间优化参数（-Qipo）进行程序优化编译，结果并予以分析；使用配置向导优化（PGO）进行程序优化编译，结果并予以分析；使用矢量化优化参

4、数（-Qxp）进行程序优化编译，结果并予以分析；使用多个优化参数（-O3、-Qxp、IPO 和 PGO）进行程序优化编译，结果并予以分析；实验 1-2： 关闭扫描和程序； 运行el VTune Performanceyzer，并新建工程项目； 启动 Sling Wizard， 选择 Windows*/Windows* CE/Linux Profile, 选择Automatically adjust tunning； 选择 gzip.exe 程序的完整路径，并载入到 VTune Sling 中； 采样（通过 Sling Wizard 建立工程）并分析采样结果； 采用 Call Graph 方式（

5、通过 Call Graph Wizard 建立工程）对应用程序 gzip.exe进行重新采样，找出关键路径；实验 1-3： 演示原始计算、一级 BLAS、二级 BLAS、三级 BLAS 的性能特征和它们之间的差异；法计算圆周率；三、实验结果实验结果。第四个：第五个：第六个：第七个：实验二：最耗时：四、思考题思考题 1： el C+ Compiler 的基本特点？答：支持英特尔多 处理器以及现有的英特尔处理器与体系结构，针对 英特尔处理器的先进优化功能可以帮助产生出众的应用程序性能；英特尔 C+编译器与其他常用工具保持兼容，可以集成到广泛使用的开发环境，并且同其他广泛使用的编译器保持着特性源与二

6、进制方面的兼容性；与针对 IA-32的Visual C+、 Visual C+ 6.0 代码以及Visual C+ .NET 保持跨体系结构的兼容性。思考题 2：如何使用 el C+ Compiler 进行应用程序优化，基本步骤包括？答： 以前生成的文件，键入命令：nmake /f raytrace2.mak clean；编译文件时，带上优化参数(CF)，键入命令：nmake /f raytrace2.mak CF=”；思考题 3：el C+ Compiler 的优化性能参数主要有哪些，其优化性能体现在？（实验结果予以说明）答：高级优化参数（-03）、过程间优化参数（-Qipo）、配置向导优化

7、（PGO）、矢量化优化参数（-Qxp），实验结果可以见上面的截图。思考题 4： el VTune Performance yzer 的主要功能？答：取样功能、调用图功能、计数器监视器以及经过改进的 el 调优助手；在 Windows 下同时提供图形化与命令行界面；允许选择是否与 Visual Studio .NET 集成；为基于 IA-32 与英特尔安腾处理器的 Linux 应用程序提供 支持；可以对基于 el PXA250、PXA255 与 PXA26x 处理器的应用程序进行取样；思考题 5：如何使用 el VTune 性能分析器找到应用程序 gzip.exe 中的 Hotspot？答：VT

8、une 性能分析器中的取样功能可以帮助开发者分辨程序中最消耗时间的函数和模块，并给出操作系统和应用程序的详细视图。通过观察 gzip.exe 程序生成的视图，便可以很方便的找出 Hotspot。思考题 6：试述如何使用 Call graph 根据总时间找到关键路径；根据占处理器时间找Hotspot？答：调用曲线图通过分析程序运行时函数的 点和出口点，生成一张调用曲线图并且确定调用顺序和显示关键路径；计数器 器在运行时 系统活动，确定是否会因为可用内存减少或文件输入/输出性能问题而导致应用程序速度变慢。思考题 7：分析使用 el MKL 的主要功能？答：线性代数 BLAS、LAPACK；ScaL

9、APACK；PARDISO 稀疏矩阵解算器；离散变换（Discrete Fourier transforms，DFTs）；矢量数学库（Vector Math Library，VML）；矢量统计库（Vector Sistical Library，VSL）随机数；思考题 8：试分析如何使用el MKL 库提高系统运算效能，其引入环节应如何选取, 并分析多线程对性能影响？答：检查文件 Makefile 中的 include 和 library 路径，修改为与本机一致， MKL 数学库；实验中，通过改变环境变量 OMP_NUM_THREADS 来自定义 MKL 使用的线程数量，对比线程数为 1 和 2 的两次实验结果，发现线程增加了，时间耗费反而增多了，性能下降了，说明线程数与程序性能的好坏不是单纯的正比关系。五、实验心得体会这次实验，我初步接触了el c+编译器的使用，通过使用多种优化参数，对比实验结果，熟悉了el 编译器是如何优化程序性能的； el VTune 的