程序性能数据获取与分析技术

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IT工程师如何进行数据分析和处理

IT工程师如何进行数据分析和处理

IT工程师如何进行数据分析和处理数据在现代社会中扮演着至关重要的角色。

作为IT工程师,我们负责采集、分析和处理大量的数据,以获得有用的信息和洞见。

因此,掌握数据分析和处理技能对于我们的工作至关重要。

本文将介绍IT工程师在数据分析和处理方面的方法和技巧。

一、数据采集在进行数据分析和处理之前,我们首先需要采集数据。

数据采集是获取原始数据的过程,可以通过各种手段进行,如传感器、日志文件、API接口等。

以下是几种常见的数据采集方法:1. 传感器数据采集:传感器可以收集各种物理量,如温度、湿度、压力等。

我们可以使用传感器来监测和记录这些数据,并将其保存到数据库中。

2. 日志文件采集:许多应用程序会生成日志文件,记录用户行为、错误信息等。

我们可以通过分析这些日志文件,了解用户行为和应用程序的运行情况。

3. API接口采集:许多网站和应用程序提供API接口,我们可以通过这些接口获取数据。

例如,我们可以使用Twitter的API接口获取推文数据,用于分析用户行为和舆情分析。

二、数据分析数据分析是将原始数据转化为有用信息的过程。

在进行数据分析时,我们需要运用各种统计分析和机器学习技术。

以下是一些常见的数据分析方法:1. 描述统计分析:描述统计分析可以帮助我们理解数据的基本特征。

我们可以计算数据的平均值、中位数、标准差等,以获得对数据分布的基本了解。

2. 可视化分析:通过可视化图表,我们可以更直观地了解数据的分布和趋势。

例如,我们可以使用柱状图、折线图、散点图等来展示数据的特征。

3. 预测分析:预测分析可以帮助我们预测未来的趋势和结果。

通过使用回归分析、时间序列分析等方法,我们可以建立模型并进行预测。

4. 聚类分析:聚类分析可以将数据划分为不同的群组,每个群组内的数据具有相似性。

通过聚类分析,我们可以发现数据中隐藏的模式和结构。

三、数据处理数据处理是将分析后的数据进行清洗和转换的过程。

在进行数据处理时,我们需要考虑以下几个方面:1. 数据清洗:数据清洗是去除错误、缺失或重复数据的过程。

软件测试中的数据收集与处理技术

软件测试中的数据收集与处理技术

软件测试中的数据收集与处理技术在软件测试过程中,数据收集与处理技术起着重要的作用。

通过收集和处理相关数据,测试人员可以更好地理解软件系统的性能、可靠性和效果。

本文将介绍一些常见的数据收集与处理技术,以帮助测试人员更好地完成测试任务。

我们将介绍一些常用的数据收集技术。

一种常见的方法是日志记录。

测试人员可以在软件系统中插入日志语句,记录系统运行期间的关键信息。

日志文件可以包含各种有用的数据,如错误信息、异常情况和系统状态。

通过分析这些日志,测试人员可以识别问题所在并定位错误。

另一种常见的数据收集技术是性能测试。

性能测试旨在评估软件系统在特定负载下的性能表现。

测试人员可以利用性能测试工具模拟用户活动,并记录系统的响应时间、吞吐量和资源利用率等数据。

通过分析这些数据,测试人员可以评估系统的性能瓶颈,并提出性能优化建议。

数据收集的另一个重要方面是用户反馈。

测试人员可以通过用户调查、用户访谈或用户反馈工具收集用户对软件系统的评价和意见。

这些数据可以帮助测试人员了解用户需求和期望,并做出相应的改进。

一旦数据被收集,测试人员需要进行有效的数据处理,以便更好地指导测试工作。

下面是一些常见的数据处理技术。

测试人员可以利用统计分析方法对数据进行分析。

例如,测试人员可以计算系统的平均响应时间、标准差和百分位数等统计指标,以了解系统的性能表现。

测试人员还可以通过绘制直方图、散点图或折线图等图表,直观地展示数据分布和趋势。

测试人员还可以利用数据挖掘技术发现潜在的模式和规律。

数据挖掘是一种通过分析大量数据来发现隐藏关系和模式的技术。

测试人员可以使用数据挖掘算法,如聚类、分类和关联规则挖掘,以帮助发现系统中的问题和异常。

除了统计分析和数据挖掘,测试人员还可以利用可视化技术进行数据处理。

可视化可以将抽象的数据转化为可视化形式,使测试人员更容易理解和分析数据。

例如,测试人员可以使用图表、图像或热力图将数据可视化,以帮助发现数据之间的模式和关联。

软件测试中的数据收集与分析方法

软件测试中的数据收集与分析方法

软件测试中的数据收集与分析方法在软件测试过程中,数据的收集和分析是非常重要的环节,它们可以帮助测试团队深入了解软件系统的性能、质量和稳定性。

本文将介绍软件测试中常用的数据收集与分析方法,帮助测试人员有效地开展测试工作。

一、数据收集方法数据收集是软件测试过程中的第一步,主要目的是收集测试执行过程中产生的各种数据。

以下是几种常见的数据收集方法:1. 历史数据分析法通过分析历史测试数据,可以了解软件系统的发展趋势和性能瓶颈。

这些历史数据包括测试用例执行结果、缺陷报告、性能测试数据等。

通过对历史数据的统计和分析,可以发现系统中的常见问题和性能瓶颈,并提出相应的改进措施。

2. 监控与日志记录法在测试执行过程中,可以通过监控系统的性能指标和记录日志的方式收集数据。

监控可以包括对系统资源的监控,如CPU利用率、内存使用情况、网络带宽等。

日志记录可以包括记录系统的运行日志、错误日志、异常日志等。

通过对监控数据和日志的分析,可以找出系统的异常行为和潜在问题。

3. 用户反馈法用户反馈是宝贵的测试数据来源,测试团队可以通过用户反馈了解系统的问题和用户需求。

可以通过用户调查、用户讨论组、用户反馈平台等方式收集用户的反馈意见和建议。

这些反馈可以帮助测试团队发现系统中的问题,并及时进行修复和改进。

二、数据分析方法数据收集之后,需要对收集到的数据进行分析,以获取有价值的信息和指导测试工作。

以下是几种常见的数据分析方法:1. 统计分析法统计分析是一种常用的数据分析方法,可以利用统计学原理对测试数据进行采样、统计和推断。

通过统计分析,可以计算出系统的平均响应时间、错误率、可用性等重要性能指标,以评估系统的性能和稳定性。

2. 数据挖掘法数据挖掘是一种通过挖掘大量数据来发现隐藏的模式和关联规则的方法。

在软件测试中,可以利用数据挖掘方法发现系统的异常行为、缺陷产生的原因等。

数据挖掘方法包括聚类分析、关联规则挖掘、异常检测等,可以帮助测试团队更加全面地了解系统的问题。

C语言中的数据挖掘与分析技巧

C语言中的数据挖掘与分析技巧

C语言中的数据挖掘与分析技巧
C语言是一种高级编程语言,广泛用于系统软件、应用软件、驱动程序、嵌入式系统等领域。

在数据挖掘和分析方面,C语言也有其独特的技巧和方法。

首先,C语言中的数据挖掘技巧包括如何有效地处理大量数据。

在数据挖掘过程中,处理大量数据是非常常见的需求。

C语言提供了丰富的数据结构和算法库,可以帮助我们高效地处理数据。

例如,可以利用指针和动态内存分配来处理大规模数据,同时可以使用数组和链表等数据结构来存储和管理数据。

其次,C语言中的数据分析技巧包括如何实现各种数据分析算法。

数据分析是从大量数据中挖掘出有用信息的过程,通常包括数据的清洗、转换、可视化和建模等步骤。

在C语言中,可以通过编写各种算法来实现数据分析的过程。

例如,可以编写排序算法、查找算法、统计算法等来处理数据,也可以利用图形库来实现数据可视化,为数据分析提供直观的展示。

此外,C语言还可以结合其他工具和库来进行数据挖掘和分析。

例如,可以使用C语言的扩展库如OpenMP、MPI等来实现并行计算,提高数据处理的效率;也可以结合Python、R等其他数据分析语言和工具,通过调用外部库来实现更丰富的数据挖掘和分析功能。

总的来说,C语言中的数据挖掘和分析技巧包括如何高效地处理大量数据、实现各种数据分析算法,以及与其他工具和库结合进行更丰富的数据处理。

通过不断学习和实践,我们可以更好地利用C语言进行数据挖掘和分析,为各种领域的应用提供支持和帮助。

希望以上内容对您有所帮助。

使用编程技术进行数据处理和分析

使用编程技术进行数据处理和分析

使用编程技术进行数据处理和分析数据处理和分析是现代社会中不可或缺的重要工作。

随着数据规模不断增大,传统的手工处理方法已经无法满足人们对数据处理和分析的需求。

编程技术的发展为我们提供了一种高效而精确的方式来处理和分析数据。

本文将介绍使用编程技术进行数据处理和分析的方法和技巧。

为了进行数据处理和分析,我们需要收集和整理数据。

数据可以来自各种来源,如数据库、文件、API等。

编程技术可以帮助我们自动化这个过程,从而提高效率并减少错误。

我们可以使用编程语言如Python或R来编写程序来读取和提取数据,然后将其转换为可分析的格式,如数据框或表格。

编程技术还可以帮助我们清洗和处理数据,如删除重复项、处理缺失值和异常值等。

在数据处理和分析的过程中,我们经常需要对数据进行统计分析。

编程技术可以轻松地实现各种统计方法,如均值、中位数、标准差等。

除了基本的统计方法,编程技术还可以实现更复杂的分析方法,如回归分析、聚类分析和时间序列分析等。

通过编程技术,我们可以编写程序来执行这些分析并生成相关的统计图表,以帮助我们更好地理解数据并得出结论。

编程技术还可以帮助我们进行数据的可视化。

数据可视化是一种将数据转化为图形或图表的方法,以更直观地展示数据的分布和关系。

编程技术可以帮助我们生成各种类型的图形,如折线图、柱状图、散点图和热力图等。

通过数据可视化,我们可以更直观地理解数据并发现其中的模式和趋势。

编程技术还可以提供交互式的图形界面,使我们能够通过交互来探索数据。

编程技术还可以帮助我们自动化数据处理和分析的过程。

编写脚本和程序可以使我们在重复的任务中节省时间和精力。

我们可以编写程序来批量处理数据,从而加快数据处理和分析的速度。

同时,程序还可以帮助我们进行批量分析,比较不同的数据集或算法的效果,从而找到最佳的解决方案。

在进行数据处理和分析时,我们还应注意数据的质量和隐私保护。

编程技术可以帮助我们进行数据质量控制,如数据清洗和异常值检测等。

程序设计中的大数据处理与分析方法

程序设计中的大数据处理与分析方法

程序设计中的大数据处理与分析方法随着互联网的发展和技术的进步,大数据已经成为信息时代的重要组成部分。

在各个领域,大数据都发挥着重要的作用,帮助人们进行决策、发现隐藏的模式和趋势,提高效率等。

而程序设计中的大数据处理和分析方法则成为了实现这些目标的关键。

本文将探讨程序设计中常用的大数据处理和分析方法,旨在帮助读者更好地理解和应用这些方法。

一、数据处理方法在程序设计的大数据处理过程中,首先需要考虑数据的清洗和准备。

由于大数据通常包含大量的杂乱无章的信息,为了得到有效的结果,需要对数据进行清洗和整理。

这包括去除重复数据、处理缺失数据、处理异常数据等。

常用的数据处理方法有以下几种:1. 数据清洗:通过使用数据挖掘、机器学习等技术,对数据进行清洗和整理,以确保数据的质量和准确性。

2. 数据转换:对原始数据进行转换和重组,使其适应相应的分析工具和算法。

例如,将文本数据转换为数值数据,或者将非结构化数据转换为结构化数据。

3. 数据集成:将来自不同数据源的数据整合在一起,以便进行全面的分析。

这需要解决数据格式、数据模式、数据命名等不一致的问题。

二、数据分析方法数据分析是大数据处理的核心环节,通过对数据进行分析,可以发现隐藏的模式和规律,为决策提供有力的支持。

在程序设计中,常用的数据分析方法包括以下几种:1. 统计分析:通过收集、处理和解释数据,得出统计结论和推断,以揭示数据之间的关系。

常用的统计分析方法包括描述统计、推断统计、相关分析、回归分析等。

2. 数据挖掘:通过使用机器学习、人工智能等技术,从大量的数据中自动发现模式和规律。

数据挖掘可以帮助人们发现隐藏的知识和信息,例如关联规则、分类模型、聚类模型等。

3. 预测建模:通过对历史数据进行分析和建模,预测未来的趋势和结果。

预测建模可以帮助人们做出合理的决策和计划,例如时间序列分析、回归分析、人工神经网络等。

三、大数据处理与分析工具为了实现高效的大数据处理和分析,程序设计中常用的大数据处理与分析工具有:1. Hadoop:Hadoop是一个开源的分布式计算平台,可以处理并行分布式处理的大数据集。

软件性能测试数据分析方法与性能瓶颈定位

软件性能测试数据分析方法与性能瓶颈定位

软件性能测试数据分析方法与性能瓶颈定位软件性能测试是软件开发生命周期中非常重要的一个环节,它可以帮助开发团队评估系统在不同负载情况下的性能表现,并且找出潜在的性能瓶颈问题。

在进行软件性能测试过程中,对测试数据进行分析和性能瓶颈的定位变得至关重要。

本文将介绍几种常用的软件性能测试数据分析方法,并讨论如何定位性能瓶颈问题。

一、软件性能测试数据分析方法1. 基准测试分析:基准测试是一种以确定性能度量方面的基准值为目标的性能测试。

在进行基准测试后,应该对所得数据进行分析,以便评估系统在不同负载情况下的性能表现。

常用的基准测试分析方法包括:平均响应时间分析、标准差分析、吞吐量分析等。

通过对这些数据进行分析,可以帮助确定系统性能状况。

2. 载荷测试分析:载荷测试是指对系统进行压力测试,以评估系统在高负载情况下的性能表现。

在进行载荷测试后,需要对测试数据进行分析,查看系统在不同负载级别下的性能指标变化。

常用的载荷测试分析方法包括:并发用户数分析、吞吐量分析、错误率分析等。

通过这些分析方法,可以帮助找出系统在高负载下出现的性能问题。

3. 性能指标分析:在软件性能测试中,一些基本的性能指标,如响应时间、吞吐量等,对于评估系统性能非常重要。

通过对这些性能指标的分析,可以帮助发现系统性能的瓶颈,进而进行优化。

常用的性能指标分析方法包括:分位数分析、负载分析、资源利用率分析等。

二、性能瓶颈的定位软件系统的性能瓶颈是指导致系统性能下降的原因。

在软件性能测试过程中,定位性能瓶颈是非常重要的,只有明确了性能瓶颈的位置,才能针对性地进行性能优化。

以下是一些常用的性能瓶颈定位方法:1. 基于响应时间的定位:响应时间是用户感知软件性能的重要指标之一。

通过对系统的响应时间进行分析,可以定位到导致响应时间延长的关键路径。

这些关键路径可能是数据库查询、网络传输、计算等方面的问题,通过优化这些关键路径可以提高系统的性能。

2. 基于资源利用率的定位:在进行性能测试时,要监控系统资源的利用率,包括CPU利用率、内存利用率、磁盘IO等。

软件工程中的代码性能监测与分析方法(一)

软件工程中的代码性能监测与分析方法(一)

软件工程中的代码性能监测与分析方法在当今的软件开发和维护过程中,代码性能监测与分析是至关重要的。

优化代码性能可以提高软件的运行效率,减少资源占用,为用户提供更好的体验。

本文将介绍几种常见的软件工程中的代码性能监测与分析方法。

一、静态代码分析静态代码分析是在代码编译之前对代码进行分析和检查的技术。

通过静态代码分析,可以发现潜在的问题和代码质量问题,优化代码结构和性能。

静态代码分析工具可以通过扫描代码、检查代码风格、查找未使用的变量和方法等方式发现问题。

常见的静态代码分析工具有SonarQube、Checkstyle等。

静态代码分析可以提供关于代码复杂度、代码质量、可维护性等方面的信息。

通过对代码的静态分析,开发人员可以及时发现代码中的潜在问题,并进行优化和改进,提高代码的可读性和性能。

二、性能测试性能测试是通过模拟真实使用场景对软件的性能进行评估的过程。

性能测试可以帮助开发人员了解软件在不同负载条件下的表现,找到性能瓶颈并进行优化。

性能测试可以分为负载测试、压力测试、稳定性测试等多个方面。

负载测试将系统置于预期最大负载下进行测试,测试系统在正常工作状态下的性能表现;压力测试通过逐渐增加负载来测试系统在超过负荷极限时的表现;稳定性测试测试系统在持续负载下的稳定性和可靠性。

性能测试可以帮助开发人员找到性能瓶颈和问题,并提供性能优化的方向和策略。

三、代码剖析代码剖析是通过运行时监测和分析软件代码来了解软件执行的情况。

通过代码剖析,开发人员可以获得代码的执行时间、内存占用、方法调用次数等信息,帮助开发人员定位优化的方向。

代码剖析可以分为静态剖析和动态剖析。

静态剖析是在代码编译之后对代码进行分析和优化,常见的工具有JProfiler、VisualVM等;动态剖析是在运行过程中对代码进行分析,常见的工具有GProf、Valgrind等。

通过代码剖析,开发人员可以了解代码的执行状况,找到性能瓶颈和问题,并进行优化和改进。

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程序性能数据获取与分析技术*车永刚1 王正华1 李晓梅2(1国防科大并行与分布处理国家重点实验室 长沙 4100732怀柔装备技术指挥学院 北京 101416)*light_new@摘要分析比较了已有的各种程序性能获取与分析技术,重点考察了使用硬件计数器来获取性能数据的技术,并介绍了微机上可用的两种工具——Vtune和PAPI。

关键词性能数据获取;硬件计数器;Profiling1.前言应用程序质量好坏的一个重要指标是它在目标计算机上的性能。

高性能不仅意味着问题求解时间的减少和开销的节约,还使某些对时间紧迫的任务变得可能。

因此,应用程序实际性能的提高是人们非常关心的问题,大规模科学计算程序更是需要针对目标平台进行高度的性能优化。

现代高性能微处理器广泛采用多流出、深度流水、乱序执行、自动动态前瞻(speculation,或称推测执行)等技术,再加上多级存储层次的使用,大大提高了性能。

但是程序实际获得性能与机器峰值性能之间却相差很远。

实际上,硬件优化的范围还很有限,更加高级和稳定的优化来自优化编译器,而编译器优化有赖于精确的轮廓(profile)信息来验证变换的代码,需要更加高级的性能数据获取与分析工具[1]。

正是随着一些高级性能分析工具的出现,使得一些高级的性能优化技术能够实现,如动态优化(Dynamic Optimization)[2]等。

一般来说,性能分析工具应该能回答或帮助程序员回答以下问题[3]:(1) 程序性能如何?即对程序性能的总体评价。

(2) 程序在性能方面的主要问题在哪里?将性能问题与程序单元(函数、循环或者基本块、指令地址等)相关联,即性能瓶颈的定位。

(3) 引起程序性能瓶颈的主要原因何在?找准原因,才能对症下药。

本文主要探讨获取性能数据的各种方法与系统,并重点介绍了Wintel平台上可用的上两个工具:Vtune和PAPI,并就它们的使用作了一些研究。

2.性能数据获取与分析技术2.1 静态分析静态分析就是从源程序出发,结合目标计算机的体系结构进行分析,预测程序的性能。

这种方法的代表有:Cache不命中方程(Cache Miss Equation,CME)[4]:Princeton大学的Somnash Ghosh等提出,他们从源程序出发,结合存储层次模型参数,得到一组丢番图方程,求解之得到循环嵌套的cache不命中次数等指标。

他们将这种方法应用于循环置换、数组Pad和循环分块等优化方法选择及参数选取中。

Modal性能模型[5]:这种模型基于对Cache和TLB行为的静态统计分析程序的存储性能,并用于指导对C与Fortran程序的bucket分块优化。

Pure-C 开销模型[6]:由Katajainen等提出,开始只是简单地统计程序中的各种指令操作来估计程序的执行时间。

经过Bojesen、Katajainen、Mortensen等人的精化,能够预测cache不命中和分支预测错误数[7]。

此外,Xavier Vera等也提出了基于分析的方法来预测cache命中率[8],对Spec95中的applu 程序,其cache命中率预测取得了较好的准确性。

Hanlon等建构了一个在矩阵相乘期间的cache不命中的分析模型[9]。

静态分析方法的优点:在简单情况下能够获得具有一定准确性的结果;速度快,适合于在编译时使用;程序和机器的各种参数能方便地调整。

静态分析方法的缺点:由于性能函数依赖于很多变量(系统结构、数值算法、数组大小等),各变量之间关系复杂,分析的准确性难以保证;优化编译器一般要对源程序进行各种变换,静态分析很难反映这种情况,预测准确性更值得推敲。

2.2 简单计时测定程序中指定部分或整个程序的执行时间,是最常见的性能分析方法。

各种编程语言中一般都提供获取系统时间的例程,用户可以在应用程序中插入取时间函数调用来获得时间。

使用UNIX系统上常见的time命令,也可以获得程序执行的墙上时间、CPU时间、系统时间等。

计时方法的优点是所获得的时间准确性较高,在进行优化前后性能对比时很有用,并且能够帮助程序员定位性能瓶颈。

但是,它不能给出性能为何如此的原因。

所以,在高级性能优化过程中,还需与其他工具配合使用。

2.3 基于时间的profiling基于时间的profiling也是一种计时。

在程序执行前(如编译时),对可执行程序进行instrumentation(在应用程序中插入特定代码),应用程序执行期间收集程序各个函数的执行时间。

Gprof就是这样一种工具,在Linux上如下使用:(1)编译时候使用 –pg 选项:f77 –pg –O –o app app.f(2)以正常的方式执行程序app(3)使用gprof创建profile:gprof app > app.profapp.prof是一个文本文件,其中包含应用程序的性能数据。

另外,Compaq Visual Fortran中的profliler等也能进行基于时间的profiling。

2.4 模型模拟模型模拟方法以经过某种编译变换得到的程序、程序执行获得的trace(踪迹)数据、或者直接是可执行程序为输入,在一个性能模拟器(通常实现了计算平台的微体系结构)上执行它,通过此模拟器收集性能数据,并进行分析。

如威斯康星大学体系结构研究工具集WARTS中的Dinero Ⅲ是Trace-driven的模拟器,SimpleScalar[10]是一个Execution-driven的模拟器。

在[11]中,采用模拟方法来对数据并行和消息传递并行程序进行性能预测。

模型模拟方法的优点是:使用灵活,允许在大范围内改变参数,能够在计算平台可用前就进行验证;可以进行反向映射,即将性能问题与程序代码相关联。

模型模拟的主要缺点是执行速度比真实程序慢得多,难以在编译时使用;另外,由于对计算机系统完全模拟的困难,性能数据的准确性也难以保证。

2.5 使用硬件性能计数器(1)硬件性能计数器[12]硬件性能计数器(hardware performance counter)是处理器中一组特殊的寄存器,这些计数器或者计数事件,或者测量事件持续的时间。

这里事件指的是与处理器功能相联系的一些信号的发生,监视这些事件可获得应用程序性能的细节信息。

大多数现代微处理器上都提供了硬件性能计数器。

如Intel Pentium和P6处理器都包含两个40位的性能计数器,使得能够同时监视两个事件。

Intel体系结构处理器中还定义了一个时间戳计数器(time stamp counter,TSC),并提供RDTSC指令读取TSC,用来监视处理器事件发生的相对时间。

AMD Athlon处理器也提供4个48位的性能计数器、TSC和RDTSC指令。

在Intel IA-64架构的处理器中,至少提供4个性能计数器与4个性能计数器溢出状态寄存器,并在体系结构上为操作系统进行性能监视器上下文切换提供支持。

性能计数器监视的与处理器性能相关的事件分为以下几类:• 基本事件:时钟周期、引退指令• 指令执行:指令译码、流出、执行,数据与控制前瞻,存储操作• 周期统计事件:停顿和执行周期细分• 分支事件:分支预测• 存储层次:Cache的访问情况• 系统事件:操作系统监视器、指令与数据TLB(2)使用性能计数器的Profiling使用性能计数器的profiling一般先对应用程序进行instrumentation,然后执应用程序。

在执行期间,通过所instrumentation的代码配置、启动、停止、清除和读取性能计数器,获得详细的性能数据。

此外,也可通过采样的方式来使用处理器的性能监视硬件,采样可以通过硬件计数器溢出、时钟中断等触发软件中断来实现,如在DCPI中,采样计数器溢出时候进行。

为了允许用户级别对性能计数器的访问(通常是禁止的),需要操作系统提供事件监视设备驱动程序来包含初始化、启动、停止和读取性能计数器。

已有的使用硬件性能计数器来进行profiling的系统有:DCPI[13]:Digital公司的持续轮廓分析工具。

PAPI[14]:访问性能计数器的标准化的API。

PCL[15]:跨平台的访问性能计数器的接口,与PAPI的高级接口非常相似。

Vtune[16]:Intel的集成的性能优化环境,能够访问硬件计数器。

SvPablo[17]:对应用程序进行浏览其性能数据的图形环境,通过PAPI工具包实现到硬件性能计数器的接口。

Rabbit[18]:Linux上的性能计数器库,提供从C语言中访问x86处理器中性能计数器的例程。

(3)优缺点优点:使用硬件计数器极大地增强了profiling数据的质量与可靠性,扩展了可以独立或者相关联测量的事件集合[19];速度快,系统开销很小[20, 21];一般能进行全系统范围的profile,并能够对不同粒度的程序单元进行profiling。

基于硬件计数器的profiling是实现动态优化的基础。

例如,cache优化经常要求程序数据访问的详细的时间信息,传统的获取这种信息的技术非常昂贵,在动态优化系统中难以使用,而基于硬件计数器的profiling开销很小且数据准确,能满足动态优化系统的要求。

Intel公司的动态优化项目就依赖于使用性能计数器来紧密地监视应用程序执行时的运行时行为[2]。

缺点:所获得的数据与体系结构相关,体系结构参数不可调;由于计数器数量有限,限制了程序一次执行中可以获得的性能信息的数目,对大型应用程序,获得足够的性能信息需要很长时间,通过时分复用(multiplexing)计数器可以部分解决这一问题[12];事件打滑(event skid):由于指令多流出、乱序执行、深流水线等因素,所采样的程序计数器值会与引发事件的指令地址不一致,如在P6处理器上,Vtune的事件采样会被记录在距引发该事件的指令5~10条指令处。

3.Intel Vtune和PAPI介绍3.1 Intel Vtune[16]Vtune是Intel为在Intel处理器和Microsoft Windows平台上开发高性能软件而提供的集成性能优化调整环境。

Vtune收集、分析与提供体系结构相关的性能数据,将这些数据与应用程序或操作系统例程相关联,并图形化地显示。

在NT上,它能够访问处理器的硬件计数器。

Vtune能够在性能分析的基础上对C、C++、Java或者Fortran程序的优化提出建议。

目前Intel已经发布了Vtune 6.0。

(1)基本的性能分析Vtune通过下列四种方式来获得程序的基本性能数据:基于时间的采样(Time-based Sampling,TBS)TBS以固定时间周期进行采样,监视系统上所有活跃的程序,收集其性能数据(主要是各个进程所占时间百分比及选定监视的程序中各个范围的指令执行时间的百分比),然后Vtune性能分析器(Performance Analyser)对其进行分析,并提供系统活动情况的详细视图。

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