实验六：并行结构实验.doc

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1、深圳大学实验报告课程名称：计算机系统(3)实验项目名称：存储体系实验学院：*****专业：******************指导教师：*******报告人：****学号：******班级：*************实验时间：2017年12月21日星期四实验报告提交时间：2017年12月21日星期四教务处制实验六并行结构实验一、实验目的学习多核机器上的pthread编程，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内存访存特性二、实验内容实验包括以下几个部分：1）以一个计数程序作为起点（20分），先简

2、单并行化（30分）；2）然后修正其并发执行的同步问题（30分）；3）修正其并发度问题（20分）4）选做：解决其cache的ping-pong效应问题，最后形成一个比较理想的SMP并发程序（20）。三、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、pthread库四、实验步骤及相关说明要求学生学习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数值“3”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）i

3、nt*array;待处理的数组intlength;数组元素的个数intcount统计结果intcount3s(){inti;count=0;for(i=0;i

4、ngth;//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{/*computeportionofthearraythatthisthreadshouldworkon*/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、//遍历本线程负责的所有元素{if(array[i]==3){count++;//将统计结果增1}}}完成主程序设计，将数组array等分为几部分，每个部分由一个线程执行count3s_thread()统计“3”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mutex以解决其错误——每次访问count时先申请mutex，访问结束后释放mutex，从而实现互斥访问保证结果正确；mutex

6、m;…..voidcount3s_thread(intid){/*computeportionofthearrraythatthisthreadshouldworkon*/intlength_per_thread=length/t;intstart=id*length_per_thread;for(i=start;i

7、3）的执行时间（绘制成柱状图），分析原因。将代码进一步改造为先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_cou