Intel C++ 9.0编译器优化效果测试 3000字

IntelC++9.0编译器优化效果测试3000字1引言

当今许多计算机应用领域，如天气预报、信号处理以及军事上的弹道跟踪等，它们对程序处理速度的要求都是相当高的。否那么就会导致结果出现偏差或者失去其意义。要提高程序的运算速度，一般通过下列几个方面的改良措施来进行：(1)采用新的处理速度更快的硬件设备，如更快的CPU，更大的内存，以及更快的I/O设备等。但这显然会导致本钱的大量增加，并非是一种适合于任何单位的实际的改良措施。(2)更加优化的程序设计办法，如在程序中引入多线程、并行等处理办法。这是一种比拟有效的办法，当然对程序设计人员以及编程人员的水平有更高的要求。(3)采用一些优化软件，这也是一种简便有效的办法。另外如果和其他两种办法配合使用，对于一些要求大幅度提高处理速度的场合下，也将是非常有帮忙的。采用优化型编译器就属于上面介绍的第三种办法。处理器由于受数据相关、条件转移和资源冲突等原因，指令级并行度受到极大的限制。通过优化编译器对指令序列进行重组，以及采用软件与硬件相结合的办法处理数据相关、条件转移和资源冲突等，可以大大提高处理器的指令级并行度，使在一定时间内可发射尽可能多的指令数。

另外，优化编译器还能根据处理器中先行指令窗口的大小，把没有数据相关、控制相关和功能部件冲突，或者冲突和相关比拟少的指令调度到同一个先行指令窗口中，使这些指令超越它前面的指令先发射到操作部件中去，从而提高功能部件的利用率，这样就能进一步提高处理器的性能。一般来讲，实现程序的优化调度需要软件(主要是编译器)和硬件的共同结合才能获得比拟好的调度效果。IntelC++编译器作为一款专门针对Intel型处理器进行优化的编译器，它们二者的结合从理论上能实现优化调度，能对程序的执行效能有某些方面和一定程度的提高。测试中处理器故选择Intel系列的产品，实际使用的处理器为Intel奔腾4处理器(1.8GHZ)，内存为256MB;操作系统考虑通用性和广泛性，为WindowsXP系统，编程环境为VisualC++6.0。

2线程额外开销测试

针对越来越多的多线程编程应用，线程间的开销诸如线程间的切换时间、高优先级线程的抢先时间以及线程对信号量的响应时间等指标成为制约程序执行速度的一个重要方面。减少线程的额外开销时间对提高程序的运行速度是非常有意义的。

2.1测试指标这里主要包括四个测试指标，(1)线程的切换时间。(2)高优先级线程的抢先时间。(3)信号量响应时间。(4)线程转异常以及异常恢复时间。

2.2测试办法测试中，启动的线程开始无条件循环运行。以对指标(1)的测试为例，循环中只进行运行次数累加和线程切换的操作，无其他附加操作，直至给出结束事件，终止线程并给出线程的运行次数和时间。测试的计算结果都是在忽略线程本身的开销的情况下得出的，这里线程自身所花费的时间通过测试比拟占总花费的时间的比例是非常小的，对计算结果没有太大的影响。另外假设在线程中参加对线程本身开销的统计，将会引入其他的操作，同样会有一定的时间开销，仍然会有误差存在。测试中对每一个测试工程皆进行五次重复测试，对得出的五个值取平均。

2.3测试流程这里的测试流程以对指标(1)的测试为例以流程图的形式加以表明，后面三项的测试与此相似。

2.4测试步骤

2.4.1线程切换时间测试的根本步骤(1)创立两个相同优先级的线程1和2。(2)运行线程1得到线程1的当前运行次数后，立即切换到线程2。(3)运行线程2得到线程2的当前运行次数后，立即切换到线程1。(4)重复第2步和第3步，直到给出结束事件。(5)得到2至4步所花费的全部时间和两线程分别的运行次数。(6)计算线程间的切换时间。这里设所花费的时间为emplasedtime，分别运行的次数为runcount1和runcount2，那么切换时间为emplasedtime/(runcount1+runcount2-1)。下列几项与此类似。

2.4.2高优先级线程抢先时间测试的根本步骤(1)创立两个不同优先级的线程，假定线程1的优先级高于线程2。(2)得到线程1的当前运行次数后，线程1将优先级降到低于线程2，线程1被线程2抢先。(3)得到线程2的当前运行次数后，线程2将优先级降到低于线程1，线程2被线程1抢先。(4)重复第2步和第3步，直到给出结束事件。(5)得到2至4步所花费的全部时间和两线程分别运行的次数。(6)计算高优先级线程抢先时间。

2.4.3信号量响应时间测试的根本步骤(1)创立信号量1和信号量2。(2)建有相同优先级的线程1和2，并分别请求获得信号量1和信号量2。(3)释放一个信号量1。(4)线程1获得信号量1，得到当前运行次数后，立即释放信号量2。(5)线程2获得信号量2，得到当前运行次数后，立即释放信号量1。(6)重复第4和第5步，直到给出结束事件。(7)得到4至6步所花费的全部时间和两线程分别运行的次数。(8)计算线程对信号量的响应时间。

2.4.4转异常以及从异常恢复时间的测试步骤(1)创立运行一个线程。(2)在线程中给出一个异常。(3)异常处理中得出当前异常次数。(4)重复第2和第3步，直到给出结束事件。(5)得到2至4步所花费的全部时间和异常产生的总次数。(6)计算转异常以及从异常恢复的时间。

2.5测试结果

表1线程额外开销测试比照测试工程线程切换时间高优先级抢占时间信号量响应时间转异常以及从异常恢复时间未使用IntelC++编译器(us)1.122.272.3814.59使用IntelC++编译器(us)1.092.262.379.212.6测试结论从以上四项的测试结果可以看出，除了转异常以及从异常恢复在使用了IntelC++编译器后，执行效率有了较大提高(约能提高1/3)外，其他几项在使用编译器前后几乎没有什么变化。从这里可以看出使用IntelC++编译器编译的代码对处理异常时的处理器能有优化效果，执行效率能有较大的提高;对于线程间的响应和切换却几乎达不到优化的效果。

3数学函数运算测试

前面提到的诸多应用领域，大量的数学运算是必需的。许多程序的主体就是大量的数学运算，运算速度对程序的执行速度也就会有决定性的影响。假设能提高数学运算的速度，相应的程序的执行效率就将会得到提高。

3.1测试工程测试工程包括常用的三角函数运算和一些开方、次方、求模、对数等常规运算。毕竟大量的复杂的运算也是由以上运算组合的。

3.2测试办法这里对每一项的测试都使用相同的测试办法，即让每种运算都运行固定的大量次数(这里采用百万次)，得到运行前后的时间值，求出二者之间的差值，即是运行固定次数的