嵌入式系统实验教学课程PPT
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嵌入式系统ppt课件
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18
使用case结构
• 打开一个新的前面板，并按照下图所示
创建对象。控制对象用于输入数值，显 示对象用于显示该数值的平方根。
可编辑ppt
19
使用case结构
• 照下图创建流程图
可编辑ppt
20
使用case结构
• 从Functions» Structures中选择一个 Case结
构，并放置在在流程图中。Case 结构是一个可 以改变大小的方框。先来做Ture的情况，照上 述流程图构造。
数发生器产生的数据，并显示容积和温度
• 依据上述方法，在程序中再增加一个压力
显示器。
可编辑ppt
16
Labview人机界面设计
• 在Labview前面板上添加图片，进行人机界
面设计。
• 点击前面板中的Edit菜单，选择Import
picture to Clipboard，在打开的对话框中寻 找所需要的图片。
可编辑ppt
11
Labview应用程序开发
• Windows» Show Diagram 打开流程图
窗口。从功能模板中选择相应的函数对象， 将它们放到流程图上。
可编辑ppt
12
Labview应用程序开发
• 该流程图中新增的对象有两个乘法器、两
个数值常数、一个随机数发生器、一个进 程监视器，温度和容积对象是由前面板的 设置自动带出来的。
Stop Button.
可编辑ppt
3
Labview应用程序开发
可编辑pptຫໍສະໝຸດ 4Labview应用程序开发
• 将上图波形显示器Y轴纵坐标范围-10到+10
分别双击改为0到1。
嵌入式系统教案ppt课件
不能为PC； CRn是协处置器的目的存放器，可以是C0-15； CRm是附加的目的存放器或源操作数存放器，用于区分
同一编号的不同物理存放器，当指令中不需求附加信息时 要将C0指定为CRm； OP2也提供附加信息，用于区分同一编号的不同物理存放 器，当指令中不需求附加信息时，可以省略或者将其置0。
嵌入式系统教案
武汉创维特信息技术
2021/6/24
提纲
第五章 ARM存储系统 1 ARM存储系统概述 2 ARM存储器管理单元
3 高速缓冲区和写缓冲区
4 快速上下文切换技术
ARM存储系统概述
ARM存储系统概述
与其他中低档单片机不同，ARM处置器中普通都包含一个 存储器管理部件，用于对存储器的管理。
快表的运用
更新：当CPU需求访问内存时，首先在TLB中查找需求的 地址变换条目。假设不存在那么在内存页表中查询，并把 查询的结果添加到TLB中。
去除：当内存中页表的内容改动或者运用新的页表时， TLB中的内容需求清空。CP15的存放器8用于完成该功能。
锁定：可以将一个地址变换条目锁定在TLB中，以加快访 问速度，CP15的存放器10用于完成该功能。
ARM存储器管理单元
CP15存放器列表－1
存放器编号 根本作用
0
ID编码〔只读〕
1
控制位
2
存储维护和控制
3
存储维护和控制
4
存储维护和控制
5
存储维护和控制
6
存储维护和控制
在MMU中的作用 ID码和Cache类型 各种控制位 地址转换表基地址 域访问控制位 保管 内存失效形状 内存失效地址
ARM存储器管理单元
为了顺应不同的嵌入式运用， ARM存储系统的体系构造 存在很多差别。简单的可以运用向单片机系统中运用的平 板式地址映射机制即可；而一些复杂的系统中那么能够包 含多种技术来提供功能强大的存储系统。
同一编号的不同物理存放器，当指令中不需求附加信息时 要将C0指定为CRm； OP2也提供附加信息，用于区分同一编号的不同物理存放 器，当指令中不需求附加信息时，可以省略或者将其置0。
嵌入式系统教案
武汉创维特信息技术
2021/6/24
提纲
第五章 ARM存储系统 1 ARM存储系统概述 2 ARM存储器管理单元
3 高速缓冲区和写缓冲区
4 快速上下文切换技术
ARM存储系统概述
ARM存储系统概述
与其他中低档单片机不同，ARM处置器中普通都包含一个 存储器管理部件，用于对存储器的管理。
快表的运用
更新：当CPU需求访问内存时，首先在TLB中查找需求的 地址变换条目。假设不存在那么在内存页表中查询，并把 查询的结果添加到TLB中。
去除：当内存中页表的内容改动或者运用新的页表时， TLB中的内容需求清空。CP15的存放器8用于完成该功能。
锁定：可以将一个地址变换条目锁定在TLB中，以加快访 问速度，CP15的存放器10用于完成该功能。
ARM存储器管理单元
CP15存放器列表－1
存放器编号 根本作用
0
ID编码〔只读〕
1
控制位
2
存储维护和控制
3
存储维护和控制
4
存储维护和控制
5
存储维护和控制
6
存储维护和控制
在MMU中的作用 ID码和Cache类型 各种控制位 地址转换表基地址 域访问控制位 保管 内存失效形状 内存失效地址
ARM存储器管理单元
为了顺应不同的嵌入式运用， ARM存储系统的体系构造 存在很多差别。简单的可以运用向单片机系统中运用的平 板式地址映射机制即可；而一些复杂的系统中那么能够包 含多种技术来提供功能强大的存储系统。
嵌入式系统实验ppt课件
初始化信号量 int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
销毁信号量 int sem_destroy(sem_t *sem);
11
使用(申请)信号量 int sem_wait(sem_t *sem); 发送(释放)信号量 int sem_post(sem_t *sem);
struct prodcons buffer;
16
实验源代码main()
int main(void) {
pthread_t th_a, th_b; void * retval; init(&buffer); pthread_create(&th_a, NULL, producer, 0); pthread_create(&th_b, NULL, consumer, 0);
④线程中止
void pthread_exit(void *retval);
6
(2)线程间的同步机制
线程在运行过程中需要和其他线程进行交互，在资源不能满足 时，需要暂时挂起以等待其他线程正在使用的资源。这种机制称 为线程之间同步。线程同步的方法主要有互斥锁、条件变量和信 号量。
①互斥锁
线程在运行过程中需要使用共享资源时，要保证该线程独占该资 源，之中机制称为互斥。
实验4 多线程应用程序设计
1
4.1 实验目的
• 熟悉Linux系统下多线程程序设计的基本原理和应 用程序接口API
• 分析求解生产者—消费者问题的实例程序 pthread.c的源代码
• 理解多线程间的资源竞争、共享和同步 • 学习pthread库函数的使用
2
4.2 实验设备
销毁信号量 int sem_destroy(sem_t *sem);
11
使用(申请)信号量 int sem_wait(sem_t *sem); 发送(释放)信号量 int sem_post(sem_t *sem);
struct prodcons buffer;
16
实验源代码main()
int main(void) {
pthread_t th_a, th_b; void * retval; init(&buffer); pthread_create(&th_a, NULL, producer, 0); pthread_create(&th_b, NULL, consumer, 0);
④线程中止
void pthread_exit(void *retval);
6
(2)线程间的同步机制
线程在运行过程中需要和其他线程进行交互，在资源不能满足 时，需要暂时挂起以等待其他线程正在使用的资源。这种机制称 为线程之间同步。线程同步的方法主要有互斥锁、条件变量和信 号量。
①互斥锁
线程在运行过程中需要使用共享资源时，要保证该线程独占该资 源，之中机制称为互斥。
实验4 多线程应用程序设计
1
4.1 实验目的
• 熟悉Linux系统下多线程程序设计的基本原理和应 用程序接口API
• 分析求解生产者—消费者问题的实例程序 pthread.c的源代码
• 理解多线程间的资源竞争、共享和同步 • 学习pthread库函数的使用
2
4.2 实验设备
嵌入式系统原理与设计 教学课件(共82张PPT)
系统是采用一体化的监控程序，不存在操作系统平 台。而今天组成嵌入式系统的基本硬件构件已较复
杂，如：16位、32位CPU或特殊功能的微处理器、 特定功能的集成芯片、FPGA或CPLD等，其软
件设计的复杂性成倍增长。因此研究嵌入式系统的
设计原理及技术，提供系统的设计方法和开发工具是 嵌入式计算学科的关键技术。
嵌入式微处理器分类
嵌入式处理器
嵌入式微控制器 （MCU）
嵌入式DSP处理器 (DSP)
嵌入式微处理器 (MPU)
嵌入式片上系统 (System On Chip)
1、嵌入式微控制器(MCU）
• 嵌入式微控制器的典型代表是单片机这 种８位的电子器件目前在嵌入式设备中 仍然有着极其广泛的应用。
• 单片机芯片内部集成ROM/EPROM、 RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、 看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、 A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等 各种必要功能和外设。
要求程序编写和编译工具的质量要高，以减少程序二进制代码长度、提 高执行速度。
以微处理器为核心
• 我们设计一个数字系统可以有很多种方法，如：定制
逻辑、现场可编程门阵列（FPGA）等，那么为什 么在设计嵌入式系统时要以微处理器为核心呢？ 这主要有两种原因：
• （1）用微处理器是实现数字系统一种十分便捷、有 效的方法；
嵌入式系统的特征
• 可接5种GPS接收器； 嵌入式系统是以微处理器为核心的，嵌 入在其他设备中的专用计算机系统。它 5个按键需要和屏幕菜单显示组合起来完成这些功能。
在移动地图这个例子中，电能消耗特别重要，设计时应尽量减少存储器读/写，因为存储器访问是主要的功耗来源，存储器的访问必须精心安排 ，以避免多次读取相同的数据。
杂，如：16位、32位CPU或特殊功能的微处理器、 特定功能的集成芯片、FPGA或CPLD等，其软
件设计的复杂性成倍增长。因此研究嵌入式系统的
设计原理及技术，提供系统的设计方法和开发工具是 嵌入式计算学科的关键技术。
嵌入式微处理器分类
嵌入式处理器
嵌入式微控制器 （MCU）
嵌入式DSP处理器 (DSP)
嵌入式微处理器 (MPU)
嵌入式片上系统 (System On Chip)
1、嵌入式微控制器(MCU）
• 嵌入式微控制器的典型代表是单片机这 种８位的电子器件目前在嵌入式设备中 仍然有着极其广泛的应用。
• 单片机芯片内部集成ROM/EPROM、 RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、 看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、 A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等 各种必要功能和外设。
要求程序编写和编译工具的质量要高，以减少程序二进制代码长度、提 高执行速度。
以微处理器为核心
• 我们设计一个数字系统可以有很多种方法，如：定制
逻辑、现场可编程门阵列（FPGA）等，那么为什 么在设计嵌入式系统时要以微处理器为核心呢？ 这主要有两种原因：
• （1）用微处理器是实现数字系统一种十分便捷、有 效的方法；
嵌入式系统的特征
• 可接5种GPS接收器； 嵌入式系统是以微处理器为核心的，嵌 入在其他设备中的专用计算机系统。它 5个按键需要和屏幕菜单显示组合起来完成这些功能。
在移动地图这个例子中，电能消耗特别重要，设计时应尽量减少存储器读/写，因为存储器访问是主要的功耗来源，存储器的访问必须精心安排 ，以避免多次读取相同的数据。
嵌入式教学PPT-第1 章 嵌入式系统概述45页PPT
·现实中的嵌入式系统
即使不可见，嵌入式系统也无处不在。嵌入 式系统在很多产业中得到了广泛的应用并逐步改变着 这些产业，包括工业自动化、国防、运输和航天领域。 例如神舟飞船和长征火箭中有很多嵌入式系统，导弹 的制导系统也是嵌入式系统，高档汽车也有多达几十 个嵌入式系统。
在日常生活中，人们使用各种嵌入式系统，但未必 知道它们。事实上，几乎所有带有一点“智能”的家 电（全自动洗衣机、电脑电饭煲）都有嵌入式系统。 嵌入式系统广泛的适应能力和多样性，使得视听、工 作场所甚至健身设备中到处都有嵌入式系统
嵌入式教学PPT-第1 章 嵌入式系统概 述
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
与嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大 减小，从而使功耗和成本下降，可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系 统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制， 因此称为微控制器。
微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括 8051 、 P51XA、MCS - 251 、MCS – 96/196/296 、C166/167 、 MC68HC05/11/12/16 、68300和数目众多的ARM芯片等。目前MCU约 占嵌入式系统70%的市场份额。
4.嵌入式系统的开发
4.嵌入式系统的开发嵌入式理论课程PPT第2章嵌入式系统的开发过程嵌入式理论课程PPT一嵌入式软件开发的特点嵌入式系统与通用计算机在以下几个方面的差别比较明显：(1)人机交互界面。
嵌入式系统和通用计算机之间的最大区别在与人机交互界面。
嵌入式系统可能根本就不存在键盘、显示器等设备，它所完成的事情也可能只是络情况或者传感器的变化情况，并按照事先规定好的过程及时完成相应的处理任务。
(2)有限的功能。
嵌入式系统的功能在设计时已经定制好，在开发完成投入使用之后就不再变化，系统将反复执行这些预定好的任务，而不象通用计算机那样随时可以运行新任务。
当然，使用嵌入式操作系统的嵌入式系统可以添加新的任务，删除旧的任务；但这样的变化对嵌入式系统而言是关键性的变化，有可能会对整个系统产生影响。
(3)时间关键性和稳定性。
嵌入式系统可能要求实时响应，具有严格的时序性。
同时，嵌入式系统还要求有非常可靠的稳定性。
其工作环境可能非常恶劣，如高温、高压、低温、潮湿等。
这就要求在设计时考虑目标系统的工作环境，合理选择硬件和保护措施。
软件稳定也是一个重要特征。
软件系统需要经过无数次反复测试，达到预先规定的要求才能真正投入使用。
嵌入式理论课程PPT嵌入式软件开发与传统软件开发有许多共同特点，但它又有它自身的特点：(1)需要交叉开发环境。
嵌入式应用软件开发要使用交叉开发环境。
交叉开发环境是指实现编译、链接和调试应用程序代码的环境。
与应用程序环境不同，它分布在有通信链接的宿主机和目标机环境之中。
宿主机(Host)是一台通用计算机，一般是PC机。
它通过串口或网络连接与目标机通信。
目标机(Target)常在嵌入式软件开发期间使用，用来区(Target) 别与嵌入式系统通信的宿主机。
目标机应用软件需要绑定操作系统一起运行。
交叉软件包括交叉编译器、交叉调试器和模拟软件等。
交叉编译器允许应用程序开发者在俗主机上生成能在目标机上运行的代码。
交叉调试器和模拟调试软件用于完成俗主机与目标机应用程序代码的调试。
第1章嵌入式系统基础知识(70)PPT课件
（4）面向Internet阶段
进入21世纪，Internet技术与信息家电、工业控制技术等的 结合日益紧密，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着 嵌入式系统的飞速发展。
2020/9/28
8
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Slide 9
2.嵌入式系统发展趋势
面对嵌入式技术与Internet技术的结合，嵌入式系统的研究 和应用在飞速发展。
（2）简单操作系统阶段 20世纪80年代，出现了大量具有高可靠性、低功耗的嵌入式
CPU（如Power PC等），芯片上集成有微处理器、I/O接口、 串行接口及RAM、ROM等部件，面向I/O设计的微控制器在嵌 入式系统设计应用。一些简单的嵌入式操作系统开始出现并得 到迅速发展，程序设计人员也开始基于一些简单的“操作系统 ”开发嵌入式应用软件。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简 单，但已经初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效 率高，大大缩短了开发周期，提高了开发效率。
2020/9/28
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1.1.2 嵌入式系统发展趋势
1．嵌入式系统的发展历史
从单片机的出现到各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应 用，嵌入式系统的应用可以追溯到20世纪60年代中期，嵌入式 系统的发展历程，大致经历了以下4个阶段。 （1）无操作系统阶段
2020/9/28
7
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Slide 8
嵌入式系统发展历史
（3）实时操作系统阶段
20世纪90年代，面对分布控制、柔性制造、数字化通信和信 息家电等巨大市场的需求，嵌入式系统飞速发展。随着硬件实 时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，实时多 任务操作系统逐渐形成，系统能够运行在各种不同类型的微处 理器上，具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、 图形用户界面(GUI)等功能，并提供了大量的应用程序接口 (API)，从而使应用软件的开发变得更加简单。
嵌入式系统课程设计ppt
４、固定显示时ASCII字库码缓冲区与显示距阵的关系 1）．ASCII字库缓冲区，有3个字符码，每个字符码占用 16个字节，共48个字符
0 1 3 、、 14 15 16 17 18 、、 30 31 32 33 34 、、 46 47
字符码1
字符码2
字符码3
４、固定显示时ASCII字库码缓冲区与显示距阵的关系
课程设计成绩评定的依据有三部分： 设计报告30％ 课程设计答辩或考试50％ 平时成绩（出勤）20% 提交的电子文档和软件必须是由学生 自己独立完成，雷同者教师有权视其情况 扣分或记零分。
八、时间和地点安排
地点：12#-301 时间：
19周 周一、周五~周日全天 20周 周一、周二、周四全天 其中1~2班上午8:30~11:30 3~4班下午2:00~5:00
考核：（答辩或考试前必须交课程设计报告）
答辩——第20周周四答辩（仅限能得优或良的 同 学，不通过不许考试 ）
Байду номын сангаас
嵌入式系统 课程设计
计算机科学与技术
设计题目
矩阵LED字符显示控制系统设计
设计环境
基于ARM_S3C2410CPU； 无操作系统； 采用英蓓特教学实验环境进行实践
一、课程设计目的
1．掌握无操作系统下的硬件软件设计原理和 方法； 2．进一步熟悉ARM 处理器的基本结构、指 令集、存储系统以及基本接口编程； 3．熟悉嵌入式系统各部件的硬件初始化过程 以及基本IO控制方法。 4．掌握矩阵LED 的应用原理
更新显示缓冲区
２、16*16LED距阵字符显示（显示两个显示缓冲区的数据共 32个字节的显示数据）
开始 要显示的32字节行数据l_display_array放 入指定的显示数组dispram[32] 行与列锁存允许，并行输出使能关闭 i=0;j=1 写i行对应的列数据到CD4094，即显示数 组的i*2+j-1，i*2+j-2个字节数据输出到 行 i++；j=2 刷新第i行, 写对应行数据到CD4094
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实时系统分析与设计实验
厦门大学信息科学与技术学院
1
实验用书
《多核程序设计》，浙江大学、复旦大学、 清华大学、北京大学、上海交通大学编写， 清华大学出版社，2007年9月第1版
2
实验一：C++编译器实验
实验要求
• 硬件
英特尔多核处理器 512 MB 内存 20 GB 硬盘 支持32位像素显卡
• 软件
Windows XP* SP2
Microsoft Visual Studio* .NET 2003
英特尔 C++ 编译器 9.0 或更高版本
英特尔 VTune性能分析器 7.2 或更高版本
英特尔 Thread Checker 线程检查器2.2 或更高版本
英特尔 Thread Profiler 线程档案器 2.2 或更高版本
(2)用英特尔C++编译器编译 先清理以前生成的文件： > nmake /f raytrace2.mak clean 编译文件： > nmake /f raytrace2.mak 运行渲染图像程序: > raytrace2 320 240 > Press ‘g ’ to begin the render > Press ‘q ’ to quit the application 将屏幕上显示的运行时间记录下来 ________。
3
实验代码
1、在Visual 之后安装Intel C++编译器试用版 实验一、原始编译 （1）用微软C++编译器编译
将光盘内的code文件夹整个复制到硬盘，如E盘根目录，在上面的命令行界面输入如下命令跳 转到RayTrace2目录： > cd E: \code\CompilerSwitches\raytrace2\source\RayTrace2\ 然后清理以前生成的文件： > nmake /f raytrace2.mak clean 编译文件： > nmake /f raytrace2.mak CPP=cl.exe 运行渲染图像程序: > raytrace2 320 240 > Press ‘g ’ to begin the render > Press ‘q ’ to quit the application 将屏幕上显示的运行时间记录下来 ________。
4
实验二 高阶优化，参数（-O3） 将屏幕上显示的运行时间记录下来——；
实验三 矢量化优化，参数（-Qxp） 将屏幕上显示的运行时间记录下来——；
实验四 综合优化，参数（-O3、-Qxp、 IPO、PGO） 将屏幕上显示的运行时间l VTune 工具
实验一寻找热点区域 基于时钟事件取样收集gzip.exe的数据，
13
实验七 Windows多线程编程技术 -实时多任务调度
一、实验目的 1、掌握多线程编程的特点。 2、了解实时多任务的调度和执行过程。 3、掌握实时多任务的同步问题。 二、实验内容 通过创建5个优先级不同的线程，来模拟实时多任务的
10
实验四： OpenMP线程编程
实验一Hello worlds 并行编程实验； 实验二用OpenMP编写用积分方法求PI值
的算法； 实验三用OpenMP改进Monte Carlo PI算
法；
11
实验五： Intel ® Thread Checker
实验一 在程序中寻找潜在的数据竞争 问题：为什么会出现这些冲突？
Tools->Intel（R） C++ Compiler 9.0->Build Environment for IA-32 Applications，输入：nmake，编译完成后目录下会生成一个 matrix.exe文件，输入：matrix.exe运行程序，会提示输入矩阵的维数 （输入的数字尽量大些，如1000），记录运行结果并观察它们的差异： • roll_your_own: ___________ • DDOT: __________ • DGEMV: ___________ • DGEMM: ___________ • MKL默认使用单线程，可以通过改变环境变量OMP_NUM_THREADS来 自定义MKL使用的线程数量，输入：set OMP_NUM_THREADS=2， 重新运行程序观察结果； • 改变不同线程数量，记录各自的运行结果。 问题：当自定义的线程数量超过处理器核的数量时，会发生什么现象？
BLAS、三级BLAS的性能特征和它们之间的差异。 实验步骤：
9
• 定位到文件夹code\ MKL_Overview\DGEMM，打开文件 mkl_lab_solution.c，仔细查看4段不同方法实现同一矩阵乘法的代码；
• 检查文件Makefile中的include和library路径，修改为与本机一致； • 打开开始菜单->所有程序->Intel（R） Software Development
问题： 哪个函数消耗的时间最多，它被哪些函数 调用过？
7
实验四 使用Windows命令行 问题： （1）查看gzip的分析数据 （2）封装数据并在图形界面中查看图形界面
显示样本分析数据。
8
实验三： MKL
本实验通过分别用原始运算、DDOT、 DGEMV、DGEMM编译和运行一个矩阵乘 法程序，演示了原始计算、一级BLAS、二级
并识别最耗时间的函数。 问题： gzip.exe中哪个函数消耗了最多的时间？ gzip.exe中哪个函数CPI最高？ gzip.exe源代码中哪一行时钟周期最多？ gzip.exe是多线程程序吗？
6
实验二 采样 问题：
（1）观察每个不同进程运行状态，单击 Thread\Module按键。
（2）选择某段时间并放大 （3）查看这段时间区域的常规取样视图 实验三 调用曲线图
实验二 数据竞争问题的解决 问题：修改好的多线程程序运行结果和之前的单 线程程序一样吗？
实验三 检测死锁问题 问题：用大的数据集可以让线程检查器收集到更 多的信息，这个说法正确吗？
12
实验六： Intel Thread profiler
实验一 Intel Thread Profiler入门 实验二 负载平衡问题
厦门大学信息科学与技术学院
1
实验用书
《多核程序设计》，浙江大学、复旦大学、 清华大学、北京大学、上海交通大学编写， 清华大学出版社，2007年9月第1版
2
实验一：C++编译器实验
实验要求
• 硬件
英特尔多核处理器 512 MB 内存 20 GB 硬盘 支持32位像素显卡
• 软件
Windows XP* SP2
Microsoft Visual Studio* .NET 2003
英特尔 C++ 编译器 9.0 或更高版本
英特尔 VTune性能分析器 7.2 或更高版本
英特尔 Thread Checker 线程检查器2.2 或更高版本
英特尔 Thread Profiler 线程档案器 2.2 或更高版本
(2)用英特尔C++编译器编译 先清理以前生成的文件： > nmake /f raytrace2.mak clean 编译文件： > nmake /f raytrace2.mak 运行渲染图像程序: > raytrace2 320 240 > Press ‘g ’ to begin the render > Press ‘q ’ to quit the application 将屏幕上显示的运行时间记录下来 ________。
3
实验代码
1、在Visual 之后安装Intel C++编译器试用版 实验一、原始编译 （1）用微软C++编译器编译
将光盘内的code文件夹整个复制到硬盘，如E盘根目录，在上面的命令行界面输入如下命令跳 转到RayTrace2目录： > cd E: \code\CompilerSwitches\raytrace2\source\RayTrace2\ 然后清理以前生成的文件： > nmake /f raytrace2.mak clean 编译文件： > nmake /f raytrace2.mak CPP=cl.exe 运行渲染图像程序: > raytrace2 320 240 > Press ‘g ’ to begin the render > Press ‘q ’ to quit the application 将屏幕上显示的运行时间记录下来 ________。
4
实验二 高阶优化，参数（-O3） 将屏幕上显示的运行时间记录下来——；
实验三 矢量化优化，参数（-Qxp） 将屏幕上显示的运行时间记录下来——；
实验四 综合优化，参数（-O3、-Qxp、 IPO、PGO） 将屏幕上显示的运行时间l VTune 工具
实验一寻找热点区域 基于时钟事件取样收集gzip.exe的数据，
13
实验七 Windows多线程编程技术 -实时多任务调度
一、实验目的 1、掌握多线程编程的特点。 2、了解实时多任务的调度和执行过程。 3、掌握实时多任务的同步问题。 二、实验内容 通过创建5个优先级不同的线程，来模拟实时多任务的
10
实验四： OpenMP线程编程
实验一Hello worlds 并行编程实验； 实验二用OpenMP编写用积分方法求PI值
的算法； 实验三用OpenMP改进Monte Carlo PI算
法；
11
实验五： Intel ® Thread Checker
实验一 在程序中寻找潜在的数据竞争 问题：为什么会出现这些冲突？
Tools->Intel（R） C++ Compiler 9.0->Build Environment for IA-32 Applications，输入：nmake，编译完成后目录下会生成一个 matrix.exe文件，输入：matrix.exe运行程序，会提示输入矩阵的维数 （输入的数字尽量大些，如1000），记录运行结果并观察它们的差异： • roll_your_own: ___________ • DDOT: __________ • DGEMV: ___________ • DGEMM: ___________ • MKL默认使用单线程，可以通过改变环境变量OMP_NUM_THREADS来 自定义MKL使用的线程数量，输入：set OMP_NUM_THREADS=2， 重新运行程序观察结果； • 改变不同线程数量，记录各自的运行结果。 问题：当自定义的线程数量超过处理器核的数量时，会发生什么现象？
BLAS、三级BLAS的性能特征和它们之间的差异。 实验步骤：
9
• 定位到文件夹code\ MKL_Overview\DGEMM，打开文件 mkl_lab_solution.c，仔细查看4段不同方法实现同一矩阵乘法的代码；
• 检查文件Makefile中的include和library路径，修改为与本机一致； • 打开开始菜单->所有程序->Intel（R） Software Development
问题： 哪个函数消耗的时间最多，它被哪些函数 调用过？
7
实验四 使用Windows命令行 问题： （1）查看gzip的分析数据 （2）封装数据并在图形界面中查看图形界面
显示样本分析数据。
8
实验三： MKL
本实验通过分别用原始运算、DDOT、 DGEMV、DGEMM编译和运行一个矩阵乘 法程序，演示了原始计算、一级BLAS、二级
并识别最耗时间的函数。 问题： gzip.exe中哪个函数消耗了最多的时间？ gzip.exe中哪个函数CPI最高？ gzip.exe源代码中哪一行时钟周期最多？ gzip.exe是多线程程序吗？
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实验二 采样 问题：
（1）观察每个不同进程运行状态，单击 Thread\Module按键。
（2）选择某段时间并放大 （3）查看这段时间区域的常规取样视图 实验三 调用曲线图
实验二 数据竞争问题的解决 问题：修改好的多线程程序运行结果和之前的单 线程程序一样吗？
实验三 检测死锁问题 问题：用大的数据集可以让线程检查器收集到更 多的信息，这个说法正确吗？
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实验六： Intel Thread profiler
实验一 Intel Thread Profiler入门 实验二 负载平衡问题