实验四并行结构实验.doc

《实验四并行结构实验.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验四并行结构实验实验目的观察SMP上多线程并发程序行为；了解并掌握消除SMP上cacheping-pong效应的方法；学习NUMA内存访存特性实验内容以一个计数程序作为起点，先简单并行化，然后修正其并发执行的同步问题、并发度问题、cache的ping-pong效应问题，最后形成一个比较理想的SMP并发程序。第二部分为选做部分，观察NUMA访存性能特性，掌握内存绑定方法。实验环境硬件：PC或任何一款具有cache的功能的计算机软件：Windows/Linux操作系统、C语言编译器实验步骤及相关说明要求

2、学生学习SMP上的pthread库多线程编程，按要求编写程序代码逐步完成实验操作。1）编写一个完整程序用于统计一个数组中“M”字符出现的个数，统计核心样例代码如下：程序一核心统计代码（不含主函数、线程创建代码等）int*array;intlength;intcountintcount3s(){inti;count=0;for(i=0;i

3、“MPMPMP…”模式。运行后记录执行时间。1）对上述程序完成多线程化的改造，用pthread编写多线程程序，每个线程所执行的统计代码以下列代码为起点：程序二线程化的核心统计代码（不含主函数、线程创建代码等）int*array;//待统计的数组intlength;//每个线程划分到的元素个数intcount;//统计出来的“M”个数intt;//线程数，取值为处理器核数voidcount3s_thread(intid)//id为创建线程时传入的线程号{/*computeportionofthearra

4、ythatthisthreadshouldworkon*/intlength_per_thread=length/t;//每个线程分担的元素个数intstart=id*length_per_thread;//本线程负责的数组下标起点for(i=start;i

5、ad()统计“M”字符的出现次数——保存在count共享变量中，实现多线程并发统计的功能。按1、2、4、8、16个线程数量分别执行，记录各自所需的执行时间（绘制成柱状图）。2）执行上述程序，统计结果是否正确？如果不正确，请加上pthread的互斥锁mutext以解决其错误——每次访问count时先申请mutext，访问结束后释放mutex，从而实现互斥访问保证结果正确；mutexm;…..voidcount3s_thread(intid){/*computeportionofthearrraythat

6、thisthreadshouldworkon*/intlength_per_thread=length/t;intstart=id*length_per_thread;for(i=start;i

7、将局部统计值记录在私有变量上，最后再统计总数，样例代码如下：private_count[MaxThreads];mutexm;voidcount3s_thread(intid){/*computeportionofarrayforthisthreadtoworkon*/intlength_per_thread=length/t;intstart=id*length_per_thread;for(i=start;i

8、{private_count[id]++;}}mutex_lock(m);count+=private_count[id];mutex_unlock(m);}2）比较1）3）4）执行时间，分析结果，参考多核处理器间cache竞争引发的ping-pong效应，尝试消除该效应并检验是否获得性能提升。记录1、2、4、8、16个线程数目下的各自执行时间并与1）的时间相比较（绘制成柱状图）。附：选做实验学习线程和内存在NUMA节点/CPU的绑定编程接口。在NUMA