【源码】基于C++和ISPC的多核CPU并行计算性能分析项目

项目简介

本项目致力于协助开发者深入了解现代多核CPU中SIMD执行（单处理核心内）与多核心并行执行这两种主要并行执行形式。借助一系列编程任务和性能分析，让开发者体验并行程序性能的测量与推理。项目包含多个程序，如使用线程进行并行分形生成、利用SIMD内在函数向量化代码、使用ISPC实现并行分形生成、迭代计算平方根、执行BLAS saxpy操作以及加速K - Means算法等。

项目的主要特性和功能

1. 多形式并行计算：支持多线程与ISPC两种并行计算方式，可在不同场景下发挥多核CPU性能。
2. 性能分析：提供并行程序性能测量与分析功能，能生成速度提升图，助力开发者理解不同并行策略的效果。
3. 算法实现：实现多种算法，如Mandelbrot集生成、向量指数计算、平方根计算、saxpy操作和K - Means聚类算法等，部分算法经过并行优化。
4. 跨平台兼容性：可在斯坦福的myth机器上运行，也能在安装了Intel SPMD Program Compiler（ISPC）的个人机器上运行。

安装使用步骤

环境设置

1. ISPC安装：
   • 解压下载的文件：tar -xvf ispc-v1.21.0-linux.tar.gz。
   • 将ISPC的bin目录添加到系统路径。例如，若解压后的目录为~/Downloads/ispc-v1.21.0-linux，在bash中可使用export PATH=$PATH:${HOME}/Downloads/ispc-v1.21.0-linux/bin，也可将此命令添加到.bashrc文件以永久生效。

程序运行

1. Program 1：进入prog1_mandelbrot_threads/目录，使用make命令编译，然后使用./mandelbrot运行程序。可通过修改代码实现多线程并行计算Mandelbrot集，并分析不同线程数下的速度提升。
2. Program 2：在prog2_vecintrin/目录下，实现clampedExpSerial函数的向量化版本clampedExpVector，并通过./myexp运行程序进行测试和性能分析。
3. Program 3：编译并运行mandelbrot_ispc程序，分析其性能和速度提升。可通过设置--tasks参数进一步优化性能。
4. Program 4：构建并运行sqrt程序，报告不同情况下的ISPC实现速度提升，并通过修改输入数据优化速度。
5. Program 5：编译并运行saxpy程序，观察使用ISPC和任务并行时的速度提升，并分析性能。
6. Program 6：
   • 在prog6_kmeans目录下，使用ln -s /afs/ir.stanford.edu/class/cs149/data/data.dat ./data.dat创建数据集的符号链接。
   • 运行pip install -r requirements.txt下载必要的绘图包。
   • 编译并运行kmeans程序，使用python3 plot.py生成可视化结果。
   • 通过插入计时代码找出性能瓶颈并优化代码。

下载地址

点击下载 【提取码: 4003】【解压密码: www.makuang.net】