Intel C++ 9.0編譯器優(yōu)化效果測試 3000字

IntelC++9.0編譯器優(yōu)化效果測試3000字1引言

當(dāng)今許多計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，如天氣預(yù)報、信號處理以及軍事上的彈道跟蹤等，它們對程序處理速度的要求都是相當(dāng)高的。否那么就會導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)偏差或者失去其意義。要提高程序的運(yùn)算速度，一般通過下列幾個方面的改良措施來進(jìn)行：(1)采用新的處理速度更快的硬件設(shè)備，如更快的CPU，更大的內(nèi)存，以及更快的I/O設(shè)備等。但這顯然會導(dǎo)致本錢的大量增加，并非是一種適合于任何單位的實(shí)際的改良措施。(2)更加優(yōu)化的程序設(shè)計辦法，如在程序中引入多線程、并行等處理辦法。這是一種比擬有效的辦法，當(dāng)然對程序設(shè)計人員以及編程人員的水平有更高的要求。(3)采用一些優(yōu)化軟件，這也是一種簡便有效的辦法。另外如果和其他兩種辦法配合使用，對于一些要求大幅度提高處理速度的場合下，也將是非常有幫忙的。采用優(yōu)化型編譯器就屬于上面介紹的第三種辦法。處理器由于受數(shù)據(jù)相關(guān)、條件轉(zhuǎn)移和資源沖突等原因，指令級并行度受到極大的限制。通過優(yōu)化編譯器對指令序列進(jìn)行重組，以及采用軟件與硬件相結(jié)合的辦法處理數(shù)據(jù)相關(guān)、條件轉(zhuǎn)移和資源沖突等，可以大大提高處理器的指令級并行度，使在一定時間內(nèi)可發(fā)射盡可能多的指令數(shù)。

另外，優(yōu)化編譯器還能根據(jù)處理器中先行指令窗口的大小，把沒有數(shù)據(jù)相關(guān)、控制相關(guān)和功能部件沖突，或者沖突和相關(guān)比擬少的指令調(diào)度到同一個先行指令窗口中，使這些指令超越它前面的指令先發(fā)射到操作部件中去，從而提高功能部件的利用率，這樣就能進(jìn)一步提高處理器的性能。一般來講，實(shí)現(xiàn)程序的優(yōu)化調(diào)度需要軟件(主要是編譯器)和硬件的共同結(jié)合才能獲得比擬好的調(diào)度效果。IntelC++編譯器作為一款專門針對Intel型處理器進(jìn)行優(yōu)化的編譯器，它們二者的結(jié)合從理論上能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，能對程序的執(zhí)行效能有某些方面和一定程度的提高。測試中處理器故選擇Intel系列的產(chǎn)品，實(shí)際使用的處理器為Intel奔騰4處理器(1.8GHZ)，內(nèi)存為256MB;操作系統(tǒng)考慮通用性和廣泛性，為WindowsXP系統(tǒng)，編程環(huán)境為VisualC++6.0。

2線程額外開銷測試

針對越來越多的多線程編程應(yīng)用，線程間的開銷諸如線程間的切換時間、高優(yōu)先級線程的搶先時間以及線程對信號量的響應(yīng)時間等指標(biāo)成為制約程序執(zhí)行速度的一個重要方面。減少線程的額外開銷時間對提高程序的運(yùn)行速度是非常有意義的。

2.1測試指標(biāo)這里主要包括四個測試指標(biāo)，(1)線程的切換時間。(2)高優(yōu)先級線程的搶先時間。(3)信號量響應(yīng)時間。(4)線程轉(zhuǎn)異常以及異常恢復(fù)時間。

2.2測試辦法測試中，啟動的線程開始無條件循環(huán)運(yùn)行。以對指標(biāo)(1)的測試為例，循環(huán)中只進(jìn)行運(yùn)行次數(shù)累加和線程切換的操作，無其他附加操作，直至給出結(jié)束事件，終止線程并給出線程的運(yùn)行次數(shù)和時間。測試的計算結(jié)果都是在忽略線程本身的開銷的情況下得出的，這里線程自身所花費(fèi)的時間通過測試比擬占總花費(fèi)的時間的比例是非常小的，對計算結(jié)果沒有太大的影響。另外假設(shè)在線程中參加對線程本身開銷的統(tǒng)計，將會引入其他的操作，同樣會有一定的時間開銷，仍然會有誤差存在。測試中對每一個測試工程皆進(jìn)行五次重復(fù)測試，對得出的五個值取平均。

2.3測試流程這里的測試流程以對指標(biāo)(1)的測試為例以流程圖的形式加以表明，后面三項的測試與此相似。

2.4測試步驟

2.4.1線程切換時間測試的根本步驟(1)創(chuàng)立兩個相同優(yōu)先級的線程1和2。(2)運(yùn)行線程1得到線程1的當(dāng)前運(yùn)行次數(shù)后，立即切換到線程2。(3)運(yùn)行線程2得到線程2的當(dāng)前運(yùn)行次數(shù)后，立即切換到線程1。(4)重復(fù)第2步和第3步，直到給出結(jié)束事件。(5)得到2至4步所花費(fèi)的全部時間和兩線程分別的運(yùn)行次數(shù)。(6)計算線程間的切換時間。這里設(shè)所花費(fèi)的時間為emplasedtime，分別運(yùn)行的次數(shù)為runcount1和runcount2，那么切換時間為emplasedtime/(runcount1+runcount2-1)。下列幾項與此類似。

2.4.2高優(yōu)先級線程搶先時間測試的根本步驟(1)創(chuàng)立兩個不同優(yōu)先級的線程，假定線程1的優(yōu)先級高于線程2。(2)得到線程1的當(dāng)前運(yùn)行次數(shù)后，線程1將優(yōu)先級降到低于線程2，線程1被線程2搶先。(3)得到線程2的當(dāng)前運(yùn)行次數(shù)后，線程2將優(yōu)先級降到低于線程1，線程2被線程1搶先。(4)重復(fù)第2步和第3步，直到給出結(jié)束事件。(5)得到2至4步所花費(fèi)的全部時間和兩線程分別運(yùn)行的次數(shù)。(6)計算高優(yōu)先級線程搶先時間。

2.4.3信號量響應(yīng)時間測試的根本步驟(1)創(chuàng)立信號量1和信號量2。(2)建有相同優(yōu)先級的線程1和2，并分別請求獲得信號量1和信號量2。(3)釋放一個信號量1。(4)線程1獲得信號量1，得到當(dāng)前運(yùn)行次數(shù)后，立即釋放信號量2。(5)線程2獲得信號量2，得到當(dāng)前運(yùn)行次數(shù)后，立即釋放信號量1。(6)重復(fù)第4和第5步，直到給出結(jié)束事件。(7)得到4至6步所花費(fèi)的全部時間和兩線程分別運(yùn)行的次數(shù)。(8)計算線程對信號量的響應(yīng)時間。

2.4.4轉(zhuǎn)異常以及從異常恢復(fù)時間的測試步驟(1)創(chuàng)立運(yùn)行一個線程。(2)在線程中給出一個異常。(3)異常處理中得出當(dāng)前異常次數(shù)。(4)重復(fù)第2和第3步，直到給出結(jié)束事件。(5)得到2至4步所花費(fèi)的全部時間和異常產(chǎn)生的總次數(shù)。(6)計算轉(zhuǎn)異常以及從異?；謴?fù)的時間。

2.5測試結(jié)果

表1線程額外開銷測試比照測試工程線程切換時間高優(yōu)先級搶占時間信號量響應(yīng)時間轉(zhuǎn)異常以及從異?；謴?fù)時間未使用IntelC++編譯器(us)1.122.272.3814.59使用IntelC++編譯器(us)1.092.262.379.212.6測試結(jié)論從以上四項的測試結(jié)果可以看出，除了轉(zhuǎn)異常以及從異?；謴?fù)在使用了IntelC++編譯器后，執(zhí)行效率有了較大提高(約能提高1/3)外，其他幾項在使用編譯器前后幾乎沒有什么變化。從這里可以看出使用IntelC++編譯器編譯的代碼對處理異常時的處理器能有優(yōu)化效果，執(zhí)行效率能有較大的提高;對于線程間的響應(yīng)和切換卻幾乎達(dá)不到優(yōu)化的效果。

3數(shù)學(xué)函數(shù)運(yùn)算測試

前面提到的諸多應(yīng)用領(lǐng)域，大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算是必需的。許多程序的主體就是大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算，運(yùn)算速度對程序的執(zhí)行速度也就會有決定性的影響。假設(shè)能提高數(shù)學(xué)運(yùn)算的速度，相應(yīng)的程序的執(zhí)行效率就將會得到提高。

3.1測試工程測試工程包括常用的三角函數(shù)運(yùn)算和一些開方、次方、求模、對數(shù)等常規(guī)運(yùn)算。畢竟大量的復(fù)雜的運(yùn)算也是由以上運(yùn)算組合的。

3.2測試辦法這里對每一項的測試都使用相同的測試辦法，即讓每種運(yùn)算都運(yùn)行固定的大量次數(shù)(這里采用百萬次)，得到運(yùn)行前后的時間值，求出二者之間的差值，即是運(yùn)行固定次數(shù)的