基于ARM的多线程应用程序设计

开放性实验报告

题目: 基于ARM的多线程应用程序设计院系名称：电气工程学院

专业班级：自动1302

学生姓名：蒋贤坤

学号：201323020217

指导教师：张晓东

目录

1 系统概况 (1)

2 完成步骤 (1)

2.1 思路分析 (1)

2.2 结构流程图 (2)

2.3 重要函数 (3)

2.3.1源程序 (3)

2.3.2函数分析 (9)

3 实验数据 (11)

3.1下载和调试截图 (11)

4 结果分析和总结 (12)

设计心得 (15)

参考文献 (16)

1 系统概况

生产者-消费者问题是一个经典的线程同步问题，该问题最早由Dijkstra提出，用以演示他提出的信号量机制。在同一个线程地址空间内执行的两个线程。生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。消费者线程从缓冲区中获得物品，然后释放缓冲区。当生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产者线程必须等待消费者线程释放出一个空缓冲区。当消费者线程消费物品时，如果没有满的缓冲区，那么消费者线程将被阻塞，直到新的物品被生产出来。

多个生产/消费者在有界缓冲上操作。它利用N个字节的共享内存作为有界循环缓冲区，利用写一字符模拟放一个产品，利用读一字符模拟消费一个产品。当缓冲区空时消费者应阻塞睡眠，而当缓冲区满时生产者应当阻塞睡眠。一旦缓冲区中有空单元，生产者线程就向空单元中入写字符,并报告写的内容和位置。一旦缓冲区中有未读过的字符，消费者线程就从该单元中读出字符，并报告读取位置。生产者不能向同一单元中连续写两次以上相同的字符，消费者也不能从同一单元中连续读两次以上相同的字符。

2 完成步骤

2.1 思路分析

本试验是练习生产者-消费者问题，成性能分析，使理解掌握线程的同步、通信以及互斥和多线程的安全问题。

一般情况下，解决互斥方法常用信号量和互斥锁，即semaphore和mutex，而解决这个问题，多采用一个类似资源槽的结构，每个槽位标示了指向资源的指针以及该槽位的状态，生产者和消费者互斥查询资源槽，判断是否有产品或者有空位可以生产，然后进行相应的操作。同时，为了告诉生产者或者消费者资源槽的情况，还要有一个消息传送机制，无论是管道还是线程通信。

为了保证互斥要求，需要定义一个数据结构，这个数据结构包含两个指针，一个读一个写，同时有一个资源数目量，告诉生产者和消费者是否可以生产或者消费。

由于该数据结构很小，因而可以对此结构互斥访问。同时，对于每组数据，都有一个标志位，表示此组数据是否被占用，生产者和消费者均可以先占用此位置然后完成相应的操作。

当消费者互斥访问此结构时，首先判断是否有数据可以取，如果没有，直接等待，若有数据可取，先更改标志位占用此数据，并将资源数目-1。然后交出互斥，把数据拷贝到自己缓冲区内，清空数据。当生产者访问时，首先判断有没有空位可以生产，如果没有，直接等待，若有数据可以生产，先判断该位是否被占用，如果没被占用，则占用此位置进行生产。生产完成后，将占用位改为未占用，同时将资源数目+1。

2.2 结构流程图

试验为生产者-消费者问题模型的实现，主程序中分别启动生产者线程和消费者线程。生产者线程不断顺序地将0到9的数字写入共享的循环缓冲区，同时消费者线程不断地从共享的循环缓冲区读取数据。试验流程图如下：

图2-1 结构流程图

2.3 重要函数

2.3.1源程序

试验代码：

/************main.c************/

#include "producer.h"

#include "customer.h"

#include "data.h"

#include

#include

/******************************************************************* **实现生产者线程生产数据放入一个单向链表中，消费者线程负责消费数据** ********************************************************************/ int main(){

pthread_t thread_pro;

pthread_t thread_cons;

printf("create....\n");

//创建生产者线程。

pthread_create(&thread_pro,NULL,(void *)producer,NULL);

//创建消费者线程。

pthread_create(&thread_cons,NULL,(void *)customer,NULL);

printf("finished!\n");

while(1){

}

return 0;

}

/************data.h***********/

#ifndef DATA_H_

#define DATA_H_

//单向链表数据结构

struct product{

struct product *pre_product;

char product_data[20];

struct product *next_product;

};

//向单向链表中加入一个节点（生产）。

void addProduct(char *product_data);

//从单向链表中取出全部节点信息（消费）。

void consProduct();

#endif

/***********data.c************/

#include "data.h"

#include

#include

#include

struct product *present_product=NULL;

struct product *pre_product = NULL;

int lock=0;

void addProduct(char *product_data){

while(lock==1);

lock=1;

struct product *new_product=malloc(sizeof(struct product)); if(present_product==NULL){

new_product->pre_product=NULL;

strcpy( new_product->product_data,product_data);

new_product->next_product=NULL;

present_product=new_product;

}else{

new_product->pre_product=present_product;

strcpy( new_product->product_data,product_data);

new_product->next_product=NULL;

present_product->next_product=new_product; present_product=new_product;

}

lock=0;

}

void consProduct(){

while(lock==1);

lock=1;

while(present_product!=NULL){

pre_product=present_product->pre_product; printf("%s\n",present_product->product_data); if(pre_product!=NULL){

pre_product->next_product=0;

}

free(present_product);

present_product=pre_product;

}

lock=0;

}

/*************producer.h*************/

#ifndef PRODUCER_H_

#define PRODUCER_H_

//生产者执行生产任务

void producer();

#endif

/*************producer.c**************/

#include "producer.h"

#include "data.h"

#include

#include

#include

int temp_i=0;

void producer(){

char temp[20]={0};

while(1){

sprintf(temp,"number___%d",temp_i); addProduct(temp);

temp_i++;

usleep((int)(rand()/2000));

}

}

/************customer.h***********/ #ifndef CUSTOMER_H_

#define CUSTOMER_H_

//消费者执行消费任务。

void customer();

#endif

/*************customer.c*************/ #include "customer.h"

#include "data.h"

#include

#include

void customer(){

while(1){

consProduct();

printf("-------------\n");

usleep((int)(rand()/1000));

}

}

int main(int argc, char **argv)

{

pthread_t producer_id;

pthread_t consumer_id;

pthread_create(&producer_id, NULL, producer, NULL); void *producer(void *arg) {

pthread_detach(pthread_self());

while(1)

{

pthread_mutex_lock(&mutex);

if (size == MALE_LENGTH){

printf("person:buff is full(producer)\n");

producer_wait = 1;

pthread_cond_wait(&full_cond, &mutex);

producer_wait = 0;

}

rear = (rear + 1) % MALE_LENGTH;

buff[rear] = rand() % MALE_LENGTH;

printf("producer: %d: %d\n", rear, buff[rear]);

++size;

if (size == 1){

while (1){

if (consumer_wait){

pthread_cond_signal(&empty_cond);

break;

}

}

}

pthread_mutex_unlock(&mutex);

}

}

pthread_create(&consumer_id, NULL, consumer, NULL); void *consumer(void *arg) {

pthread_detach(pthread_self());

while(1){

pthread_mutex_lock(&mutex);

if(size == 0){

printf("person:buff is empty(consumer)\n");

consumer_wait = 1;

pthread_cond_wait(&empty_cond, &mutex);

consumer_wait = 0;

}

printf("consumer:%d: %d\n", front, buff[front]);

front = (front + 1) % MALE_LENGTH;

--size;

if (size == MALE_LENGTH-1){

while(1){

if(producer_wait){

pthread_cond_signal(&full_cond);

break;

}

}

}

pthread_mutex_unlock(&mutex);

}

}

sleep(1);

return 0;

}

2.3.2函数分析

生产者写入缓冲区和消费者从缓冲区读数的具体流程，生产者首先要获得互斥锁，并且判断资源槽是否已满，如果资源槽已满则进入等待状态，等待信号full ；如果不满则向资源槽中写一个整数，并且释放信号为empty，最后释放互斥锁。消费者线程与生产者线程类似，流程图如下：

图2-2 生产消费流程图

1）生产者写入共享的循环缓冲区入口函数

首先我们需要线程分离，调用pthread_detach()即可，线程分离是不让其他线程等待，继续运行。在主循环中我们需要给资源槽上锁，不让消费者函数访问，然后判断资源槽是否满，若为满就解锁资源槽，然后等待消费者激活信号full —_cond 到来。若没满就增加一个数值给资源槽，然后判断资源槽是否有数据，若有就激活消费者信号empty_cond来消费。

void *producer(void *arg) {

pthread_detach(pthread_self());

while(1){

pthread_mutex_lock(&mutex);

if (size == MALE_LENGTH)

{

printf("person:buff is full(producer)\n");

producer_wait = 1;

pthread_cond_wait(&full_cond, &mutex);

producer_wait = 0;

}

rear = (rear + 1) % MALE_LENGTH;

buff[rear] = rand() % MALE_LENGTH;

printf("producer: %d: %d\n", rear, buff[rear]);

++size;

if (size == 1){

while (1){

if (consumer_wait){

pthread_cond_signal(&empty_cond);

break;

}

}

}

pthread_mutex_unlock(&mutex);

}

}

2）消费者读取共享的循环缓冲区函数 GET

首先需要线程分离，调用pthread_detach()即可。在主循环中我们需要给资源槽上锁，不让生产者函数访问，然后判断资源槽是否满，若不满就解锁资源槽，然后等待消生产者激活信号empty _cond到来。若满就读取一个数值，然后判断资源槽是否有数据，若无就激活生产者信号full_cond来生产。

void *consumer(void *arg) {

pthread_detach(pthread_self());

while(1){

pthread_mutex_lock(&mutex);

if(size == 0){

printf("person:buff is empty(consumer)\n");

consumer_wait = 1;

pthread_cond_wait(&empty_cond, &mutex);

consumer_wait = 0;

}

printf("consumer:%d: %d\n", front, buff[front]);

front = (front + 1) % MALE_LENGTH;

--size;

if (size == MALE_LENGTH-1){

while(1){

if(producer_wait){

pthread_cond_signal(&full_cond);

break;

}

}

}

pthread_mutex_unlock(&mutex);

}

}

3 实验数据

3.1下载和调试截图

首先进入目录/mnt/hgfs/share/JXK，然后输入命令gcc xiankun-j.c -o xiankun-j.exe -lpthread编译代码,之后运行可执行文件./xiankun-j.exe，运行结果如图3.1所示。

图3.1

4 结果分析和总结

1、具体应用情况

生产者-消费者是一个很广泛的问题，代表了多线程互斥访问共享资源，以及线程之间通信的各种问题的总和。这个可以从数据看出，简单有无等待的设置，可以让数据差异变的如此明显。毕竟，在实际应用中，生产者如何生产数据，产生怎样的数据，而消费者又如何拿到数据，是通过管道还是内存共享区，拿到数据之后，是进行处理还是写入磁盘，都有可能，因而，简单通过几组数据来判断哪个进程的效率更高，是不科学的。

我们可以通过两个实际的例子来解释有无等待的情况。有等待更像是在火锅店吃火锅，商家只要把锅准备好，将生菜切好端上来即可，而顾客大量的时间用在食用上，等待的时间也很少，这样资源位置会大量被消耗，但是实际资源消耗的速度很慢，但是由于空间被占用，生产者无法继续生产。而无等待更像是快餐外卖，商家花大量时间将食物准备好，而消费者只需要交钱拿东西走人即可，资源位置空闲很多，消费者等待时间较长，但是处理数据的过程简单又节约资源。

这里还有一个问题，就是资源槽的数量，理论上这个方案应该放弃资源槽，但是从实际实现方法来看，只不过将每个资源槽的标志位移动到资源内部，然后通过

读写指针进行查询，实际上这还是资源槽的变相实现方式。但是单就资源槽的数目来看，是个很复杂的问题，要保证在生产者想生产的时候不会没槽位，而消费者查询资源槽状态又不会花费太长时间，这需要具体分析每个函数执行的时间，因而本实验中只是简单设计为消费者数量的1-3倍。

2、线程的调度情况

首先要考虑的是线程的调度顺序。为了方便起见，每个线程在产生的时候都有一个编号，而创建也是按照1-Count这样的顺序for循环创建的。如果线程调度的顺序和线程创建的顺序一样，那么在无等待情况下应该有这样的结果：消费者远多于生产者，这样当生产者生产出数据时，前面几个优先完成等待并读取数据的进程就可以占据先机，拿到数据（这里不考虑数据消费的时间，因为程序的思路和食堂占座差不多，只要把位置占掉就可以了），而后面一些进程则由于位置不佳基本拿不到数据。

当然，插入等待时间也是一种解决资源分配的方式，这样可以保证每个线程都有机会获取到资源，不至于让某个线程连续的占用资源很长时间。但是在实际情况下，每个线程完成工作不一样，又不可能像实验写出的进程那样无私，拿到资源后就自动等待，这就需要使用线程间通信机制了，让拿不到资源的线程挂起，生产者完成生产后再唤醒这些进程。

3、可能的改进

首先，就是线程调度的方式，忙等肯定不是一个好方法，如果换成线程间通信，轮流挂起或者唤醒某个线程，可能会更好。

其次，是消费者的资源分配问题。程序设计的消费者有一个1024字节的buffer，用来处理接收到的数据，但是这个buffer直到线程消失才被回收，如果加上一些资源回收的机制可能会改善程序的性能。

最后，是对于生产者和消费者具体完成工作的问题，应该说这个实验设计的场景还是很简单，完全的内存拷贝，没有什么复杂运算和文件操作，而且由于手头没有原始版本的代码，无法比较两个代码的性能，整个程序的框架也是重新编写的，这应该也是一点不足。

通过这次试验的练习，我对线程、进程等知识有了更直观深入的了解，同时也深感开发程序的不易，通过写这几个程序，发现最常见的运行错误莫过于“段错误”，这个错误的范围很广，从访问越界，到数组上下限错误，再到内存或者堆栈溢出，

都可能触发这个错误，而如果没有一定的经验这是相当棘手的问题。当然，这个综合练习实验有很好的价值，除了涉及多个知识点之外，自己在做程序的时候也通过解决问题，对一些函数认识的更加透彻，例如对进程间的通信，多线程的安全问题，管道问题都有了进一步的了解。

设计心得

此次开发性试验设计让我收获甚多。一是要有一个积极的心态，独立解决问题的意识，培养扎实基础的认识。不要什么东西都感觉跟简单（很多东西可能是看似简单）就不去做了或者不屑一做，以至于性网上搜搜就可以了，这样很不好。有自己的东西有自己的付出才会有程序运行成功时的喜悦和小自豪，这样也有助于培养自己的兴趣。要时刻牢记态度决定一切。其次是兴趣，感觉学习工作中兴趣很关键，只是一个引发人积极性的问题，有了兴趣就自觉了，效率自然就高了。再次要敢于尝试和挑战。不要安于现成的程序，而且不要害怕失败，在程序调试的过程中这点尤为重要，“发现出问题然后解决问题”是一个积累经验的过程，而且很高效。最后要不懈追求。对于源代码进行不断的完善，要尽可能的实现课题所要求的功能。对于初学者或者开发较少的人来说，大量大写程序还是有必要的，但同时要注意思考，理解其实现的内在意义。还可以自己添加一些有意义的功能来实现。当看到自己编写的程序正常运行时，兴趣也会随之而来，乐此不疲，形成一个良性循环。

短短一周的开放性ARM多线程设计很快结束了，我发现我对嵌入式这个方向、对嵌入式技术、对Linux都有了新的认识。通过这次的编程，我了解到，要真真正正的掌握计算机程序还不是一件简单容易的事儿，但真正掌握后，它带给我们的将是无穷的便捷与科技，我喜欢高端便捷的生活。我希望我能做计算机这个万能机器人的主人而不是奴隶，我会努力加油的!

参考文献

[1]徐千洋.Linux C函数库参考手册.[M]中国青年出版社.2002

[2]马忠梅，马广云，徐英慧，田译.ARM嵌入式处理结构与应用基础[M].北京航空航天大学出版社.2002

[3]邹思铁.嵌入式Linux设计与应用[M].北京清华大学出版社.2002

[4]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].清华大学出版社.2003

[5]田泽.嵌入式系统开发与应用[M].北京航空航天大学出版社.2005 [11]陈鑫.嵌入式软件技术的现状与发展动向[M].软件世界.2001

[6]田泽.嵌入式系统开发与应用实验教程[M].北京航空航天大学出版社.2004

[7]Alessandro Rubini，Jonathan Corbet.Linux设备驱动程序[M].中国电力出版社.2002

试验二ARM汇编语言程序设计

实验二 ARM汇编语言程序设计 一、实验目的 1.了解ARM汇编语言的基本框架，学会使用ARM的汇编语言编程 2.掌握ARM汇编指令 二、实验设备 1. EL-ARM-830教学实验箱，PentiumII以上的PC机，仿真器电缆。 2. PC操作系统WIN98或WIN2000或WINXP， ADS1.2集成开发环境，仿真器驱动程序。 三、汇编语言简介 1.ARM汇编的一些简要的书写规范 ARM汇编中，所有标号必须在一行的顶格书写，其后面不要添加“：”，而所有指令均不能顶格书写。ARM汇编对标识符的大小写敏感，书写标号及指令时字母大 小写要一致。在ARM汇编中，ARM指令、伪指令、寄存器名等可以全部大写或者全 部小写，但不要大小写混合使用。注释使用“；”号，注释的内容由“；”号起到此 行结束，注释可以在一行的顶格书写。 详细的汇编语句及规范请参照ARM汇编的相关书籍、文档。 2. ARM汇编语言程序的基本结构 在ARM汇编语言程序中，是以程序段为单位来组织代码。段是相对独立的指令或数据序列，具有特定的名称。段可以分为代码段的和数据段，代码段的内容为执 行代码，数据段存放代码运行时所需的数据。一个汇编程序至少应该有一个代码段，当程序较长时，可以分割为多个代码段和数据段，多个段在程序编译链接时最终形 成一个可执行文件。可执行映像文件通常由以下几部分构成： ◆ 一个或多个代码段，代码段为只读属性。 ◆ 零个或多个包含初始化数据的数据段，数据段的属性为可读写。 ◆ 零个或多个不包含初始化数据的数据段，数据段的属性为可读写。 链接器根据系统默认或用户设定的规则，将各个段安排在存储器中的相应位置。源程序中段之间的相邻关系与执行的映象文件中的段之间的相邻关系不一定 相同。 3. 简单的小例子 下面是一个代码段的小例子 AREA Init，CODE，READONLY ENTRY LDR R0, =0x3FF5000 LDR R1, 0x0f STR R1, [R0]

Windows多线程程序设计

Windows多线程程序设计- - 1、产生一个线程，只是个框架，没有具体实现。理解::CreateThread函数用法。 #include DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID); int main() { HANDLE hThread; DWORD dwThreadID; hThread = ::CreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)(ThreadFunc), NULL, 0, &dwThreadID); ...; return 0; } DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID lParam) { ...; return 0; } 2、一个真正运转的多线程程序，当你运行它的时候，你会发现（也可能会害怕），自己试试吧。说明了多线程程序是无法预测其行为的，每次运行都会有不同的结果。 #include #include using namespace std; DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID); int main() { HANDLE hThread; DWORD dwThreadID; // 产生5个线程 for(int i=0; i<5; i++)

{ hThread = ::CreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)(ThreadFunc), (LPVOID)&i, 0, &dwThreadID); if(dwThreadID) cout << "Thread launched: " << i << endl; } // 必须等待线程结束，以后我们用更好的处理方法 Sleep(5000); return 0; } DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID lParam) { int n = (int)lParam; for(int i=0; i<3; i++) { cout << n <<","<< n <<","<< n << ","< } return 0; } 3、使用CloseHandle函数来结束线程，应该是“来结束核心对象的”，详细要参见windows 多线程程序设计一书。 修改上面的程序，我们只简单的修改if语句。 if(dwThreadID) { cout << "Thread launched: " << i << endl; CloseHandle(dwThreadID); } 4、GetExitCodeThread函数的用法和用途，它传回的是线程函数的返回值，所以不能用GetExitCodeThread的返回值来判断线程是否结束。 #include #include using namespace std;

实验五 多线程程序设计(汽院含答案)

实验五多线程程序设计 实验目的 1．掌握Java语言中多线程编程的基本方法 2．掌握Runnable接口实现多线程的方法 3．掌握Thread类实现多线程的用法 实验导读 1.进程和线程的概念 进程是程序一次动态执行的过程，对应从代码加载、执行到执行结束这样一个完整的过程，也是进程自身从产生、发展到消亡的过程。 线程是比进程更小的执行单元，一个进程在执行过程中，可以产生多个线程。每个线程都有自身的产生、执行和消亡的过程。 2.线程的状态与生命周期 ●新建：当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建状态。此时它 已经有了相应的内存空间和其他资源。 ●运行：线程创建之后就具备了运行的条件，一旦轮到它来享用CPU资源时，即JVM将CPU使用权 切换给该线程时，此线程的就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期了(即run方法执行的过程)。 ●中断：有4种原因的中断，CPU资源从当前线程切换给其他线程、执行了sleep(int millsecond)方法、 执行了wait()方法、进入阻塞状态。 ●死亡：run方法结束。 3.线程的创建 在Java语言中，与线程支持密切相关的是https://www.sodocs.net/doc/617485739.html,ng.Thread类和https://www.sodocs.net/doc/617485739.html,ng.Runnable接口。Runnable接口定义很简单，只有一个run方法。任何一个类如果希望自己的实例能够以线程的形式执行，都可以来实现Runnable接口。 继承Thread类和实现Runnable接口，都可以用来创建Thread对象，效果上并没有什么不同。继承Thread 类的方法很明显的缺点就是这个类不能再继承其他的类了，而实现Runnable接口不会有这个麻烦。 另外，在继承Thread类的代码中，this其实就是指当前正在运行的线程对象，如果使用实现Runnable 接口的方式，要得到当前正在执行的线程，需要使用Thread.currentThread()方法。 线程创建后仅仅是占有了内存资源，在JVM管理的线程中还没有这个线程，此线程必须调用start（）方法（从父类继承的方法）通知JVM，这样JVM就会知道又有一个新一个线程排队等候切换了。 注意：多次启动一个线程，或者启动一个已经运行的线程对象是非法的，会抛出IllegalThreadStateException异常对象。 4.线程的优先级 同一时刻在等待队列中的线程会有很多个，它们各自任务的重要性有所不同。为了加以区分，使工作安排和资源分配时间更为合理，每个线程可以被赋予不同的优先级，让任务比较急的线程拥有更高的优先级，从而更快地进入执行状态。 Java中提供了10个等级的线程优先级，最低为Thread.MIN_PRIORITY=1，最高为

汇编语言程序设计教学大纲

《汇编语言程序设计》课程教学大纲 二、课程简介 汇编语言是计算机能够提供给用户使用的最快最有效的语言，也是能够利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的唯一语言，因而，对程序的空间和时间要求很高的场合及需要直接控制硬件的应用场合，汇编语言的应用是必不可少三、课程目标 汇编语言课程是计算机专业的一门专业选修课。通过本课程的学习，应使学 生系统地了解计算机组成原理与内部的运行机理，掌握汇编语言程序设计及相关 知识，为学习本专业后继课程和进行与硬件有关的技术工作打下良好基础。通过 上机实验，使学生受到软硬件实验的初步训练，并培养学生分析问题和解决问题 的能力。 四、教学内容及要求 第一章基础知识 1.教学内容 (1) 为什么要用汇编语言编写程序 (2) 进位计数制与不同基数的数之间的转换 (3) 二进制数和十六进制数运算 (4) 计算机中数和字符的表示 (5) 几种基本的逻辑运算 2.基本要求 了解机器指令、代码指令、机器语言、汇编指令、汇编语言、汇编语言源程 序、汇编程序、汇编等概念；掌握进位计数制与不同基数的数之间的转换及

运算；计算机中数和字符的表示；“与”、“或”、“非”、“异或”等几种基本的逻辑运算； 第二章80X86计算机组织 1.教学内容 计算机系统概述、存储器、中央处理机和外部设备。 2.基本要求 理解计算机的硬件和软件系统及其关系。掌握计算机的基本结构及总线；存储器的内容、地址及存储器的分段；中央处理机的组成、80X86系列CPU工作寄存器构成和功能，特别是段寄存器和标志寄存器；外设接口、端口和8086/8088的端口地址范围和访问方法。 第三章80X86的指令系统 1.教学内容(重点内容) IBM PC机的寻址方式、IBM PC机的指令系统。 2.基本要求 熟练掌握IBM PC机寻址方式及物理地址的计算；数据传送、算术、逻辑、串处理、控制转移和处理机控制指令六组中的所有指令的格式、操作、及影响的标志位。了解机器语言的指令组成； 第四章汇编语言程序格式 1.教学内容 汇编程序功能、伪操作、汇编语言程序格式、汇编语言程序的上机过程。 2.基本要求 掌握DEBUG程序和命令及能用DEBUG 程序调试和运行简单小程序；汇编语言上机步骤、汇编程序的功能；数据定义及存储器分配、表达式赋值“EQU”和“=”、段定义、程序开始和结束、对准、基数控制等六类伪操作；汇编语言程序格式中的名字、操作、操作数和注释等项。 第五章循环与分支程序设计 1.教学内容 程序设计的一般步骤和基本结构、循环程序设计和分支程序设计 2.基本要求 掌握汇编语言程序的编制步骤和结构化程序设计的三种基本结构；循环的设计方法和多层循环的设计；分支程序的设计方法，并能编制相应的程序。第六章子程序结构 1.教学内容 子程序的设计方法、嵌套与递归子程序、子程序举例和DOS系统功能调用

8086汇编语言程序设计

实验1 简单汇编语言程序设计 一、实验目的与要求 1．熟悉汇编语言运行、调试环境及方法。 2．掌握简单汇编语言程序的设计方法。 3．熟悉调试工具DEBUG，并运用DEBUG 工具调试程序。 二、实验内容 根据下列要求，编写汇编源程序，汇编连接汇编源程序，并利用DEBUG 工具调试程序，验证程序的正确性。 1. 若X、Y、R、W 是存放8 位带符号数字节单元的地址，Z 是16 位字单元的 地址。试编写汇编程序,完成Z←((W-X) ÷5-Y)?(R+ 2) 。 2.试编写一个程序，测试某数是否是奇数。如该数是奇数，则把DL 的第0 位置1，否则将该位置0。 三、实验报告要求 1.程序算法流程图。 2.源程序清单。 3.程序运行结果。 4.调试过程中遇到的问题和解决的方法。

实验2 分支及循环程序设计 一、实验目的与要求 1．熟悉汇编语言运行、调试环境及方法。 2．掌握分支程序和循环程序的设计方法。 3．熟悉调试工具DEBUG，并运用DEBUG工具调试程序。 二、实验内容 根据下列要求，编写汇编源程序，汇编连接汇编源程序，并利用DEBUG工具调试程序，验证程序的正确性。 1.编写汇编程序，统计某存储区若干个数据中英文字母的个数，并将结果在屏幕上显示。 2.从键盘任意输入一组字符数据，请编写汇编程序将该组数据加密后在屏幕上显示。参考加密方法是：每个数乘以2。（说明：本题的加密方法，同学们可以自己拟定） 三、实验报告要求 1.程序算法流程图。 2.源程序清单。 3.程序运行结果。 4.调试过程中遇到的问题和解决的方法。

实验3 子程序程序设计 一、实验目的与要求 1．熟悉汇编语言运行、调试环境及方法。 2．掌握子程序的设计方法。 3．熟悉调试工具DEBUG，并运用DEBUG工具调试程序。 二、实验内容 根据下列要求，编写汇编源程序，并利用DEBUG工具调试程序，验证程序的正确性。 1.编程以十进制形式和十六进制形式显示AX的内容，并把两个显示功能分别封装成子程序dispDEC和dispHEX。 2.设在以EXAMSCORE为首地址的数据缓冲区依次存放某班10名同学5门功课的成绩，现要统计各位同学的总分，并将总分放在该学生单科成绩后的单元，并调用第1个程序封装好的子程序，以十进制方式显示统计情况，显示格式自行设计。请编程完成此功能。数据缓冲区参考数据定义如下： EXAMSCORE DB 01 ;学号 DB 89,76,54,77,99 ;单科成绩 DW ? ;该学生的总分 DB 02 ;学号 DB 79,88,64,97,92 ;单科成绩 DW ? ;该学生的总分 三、实验报告要求 1.程序算法流程图。 2.源程序清单。 3.程序运行结果。 4.调试过程中遇到的问题和解决的方法。

基于多线程的端口扫描程序课程设计报告

滁州学院 课程设计报告 课程名称： 设计题目：基于多线程的端口扫描程序 院部：计算机与信息工程学院 专业：网络工程 组别：第六组 起止日期: 2012 年12月31日～2013 年1月6日指导教师: 计算机与信息工程学院二○一二年制

课程设计任务书 目录 1 需求分析. 0 1..1 网络安全 0 1.2 课程背景 0 1.3 扫描器 0 1.4 多线程扫描器介绍 (1) 错误! 未定义书签。

错误! 未定义书签。 错误! 未定义书签。 错误! 未定义书签。 1.5 端口扫描 (2) 2 概要设计. (3) 2.1 整体框架设计 (3) 2.2 流程图描述 (3) 3 详细设计. (3) 3.1 端口扫描线程启动 (3) 3.2 GUI 图形界面 (5) 3.3 按钮监听及异常处理 (6) 4 调试与操作说明. (8) 4.1 运行界面 (8) 4.2 扫描结果 (8) 4.3 错误提示 (8) 5 课程设计总结与体会. (8) 6 参考文献. (9) 7 致谢. (9) 8 附录. 0 1 需求分析 1..1 网络安全二十一世纪是信息化、网络化的世纪，信息是社会发展的重要资源。信息安全保障能力是一个国家综合国力、经济竞争实力和生存能力的重要组成部分，是世界各国在奋力攀登的制高点。网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行。网络安全包括技术领域和非技术领域两大部分: 非技术领域包括一些制度、政策、管理、安全意识、实体安全

等方面的内容; 技术领域包括隐患扫描、防火墙、入侵检测、访问控制、虚拟专用网、CA 认证、操作系统等方面的内容。这些技术的目标是保证信息的可控性、可用性、保密性、完整性、和不可抵赖性。端口扫描属于安全探测技术范畴，对应于网络攻击技术中的网络信息收集技术。 1.2 课程背景 随着Internet 的不断发展，信息技术已成为促进经济发展、社会进步的巨大推动力。端口扫描技术是网络安全扫描技术一个重要的网络安全技术。与防火墙、入侵检测系统互相配合，能够有效提高网络的安全性。安全扫描是安全技术领域中重要的一类。通过扫描能自动检测远端或本地主机系统信息，包括主机的基本信息（如计算机名、域名、组名、操作系统 型等）、服务信息、用户信息以及漏洞信息，它的重要性在于能够对网络进行安全评估，及时发现安全隐患，防患于未然。 网络的安全状况取决于网络中最薄弱的环节，任何疏忽都有可能引入不安全的因素，最有效的方法是定期对网络系统进行安全分析，及时发现并修正存在的脆弱，保证系统安全。 国外安全扫描技术的历史可以追溯到20 世纪90 年代，当时因特网刚刚起步，但是在过去的十年内，扫描技术飞速发展，迄今为止，其扫描技术已经非常完善，但是在全面性，隐蔽性和智能性上还有待提高。安全扫描从最初专门为UNIX 系统而编写的一些只有简单功能的小程序发展到现在，已经出现了可以运行多个操作系统平台上的，具有复杂功能的系统程序。 国内的扫描技术是在国外的扫描器基础上发展起来的。其中有一些专门从事安全技术的公司。这些公司的扫描器以硬件为主，其特点是执行速度快，不像软件一样受到安装主机系统的限制。 然而对于更多的基于主机的端口扫描而言，简单，实用，可靠才是它们的长处。 1.3 扫描器扫描器是一种自动检测远程或本地主机安全性弱点的程序，通过使用扫描器你可以不留痕迹的发现远程服务器的各种TCP端口的分配。这就能让我们间接的或直观的了解到远程主机所存在的安全问题。为了保证网络中计算机的安全性,必须采取主动策略, 快速、及时、准确、安全的检测出网络中计算机及防火墙开放的和未开放的端口。计算机端口扫描技术就是这种主动防御策略实现的重要技术手段。 扫描器采用模拟攻击的形式对目标可能存在的已知安全漏洞进行逐项检查。目标可以是工作站、服务器、交换机、数据库应用等各种对象。然后根据扫描结果向系统管理员提供周 密可靠的安全性分析报告，为提高网络安全整体水平产生重要依据。在网络安全体系的建设中，安全扫描工具花费低、效果好、见效快、与网络的运行相对对立、安装运行简单，可以大规模减少安全管理员的手工劳动，有利于保持全网安全政策的统一和稳定。 1.4 多线程扫描器介绍 在java 中，组件放置在窗体上的方式是完全基于代码的。组件放置在窗体上的方式通常不是通过绝对坐标控制，而是由“布局管理器”根据组件加入的顺序决定其位置。每个容器都有一个属于的自己布局管理器。使用不同的布局管理器，组件大小，位置和形状将大不相同。表格型布局管理器将容器划分成为一个多行多列的表格，表格的大小全部相同，是由其中最大的组件所决定。通过add 方法可以将组件一一放在每个表格

ARM汇编程序设计

cmp r0,#5 bcs aaa add r0,r0,#1 aaa nop cmp r0,#5 addcc r0,r0,#1 bl指令完成两个功能：将子程序的返回地址保存在LR即R14同时将PC的值改为目标子程序的第一条指令的地址。 Start: Mov r0,#10 Mov r1,#3 Bl doadd Mov r1,r1,r0 Doadd Add r0,r0,r1 Mov pc,lr .end 用汇编程序实现IF语句的功能： Mov r0,#15 Mov r1,#12 Cmp r0,r1

Movhi r2,#100 Movls r2,#50 用汇编程序实现FOR循环的功能：Mov r0,#0 Mov r1,#10 Mov r2,#0 L1: cmp r0,r1 Bhs l2 Add r2,r2,#1 Add r0,r0,#1 B l1 L2: .end 用汇编语言实现WHILE循环While(x<=y) X=x*2; mov r0,#1 mov r1,#20 b l2 l1: mov r0,r0, lsl #1 l2: cmp r0,r1 bls l1 end

用汇编语言实现计算算术功能：n equ 100 .global _start -start: .arm arm_code: Ldr sp,=0x40003f00 Adr r0,thumbcode+1 Bx r0 .ltorg .thumb Thumb_code: Ldr r0,=n Bl sum_n B thumb_code Sum_n: Push {r1-r7,lr} Movs r2,r0 Beq sum_end Cmp r2,#1 Beq sum_end Mov r1,#1

基于ARM的多线程应用程序设计

开放性实验报告 题目: 基于ARM的多线程应用程序设计院系名称：电气工程学院 专业班级：自动1302 学生姓名：张鹏涛 学号：201323020219 指导教师：张晓东

目录 1 系统概述与设计要求 (2) 1.1 系统概述 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 方案论证 (2) 2.1 实现方法 (2) 2.2 线程优势 (2) 3 硬件设计 (3) 3.1 树莓派接口驱动LED电路设计 (3) 4 软件设计 (4) 4.1 驱动三色LED灯 (4) 4.1.1 驱动实现方法 (4) 4.1.2 wiringPi库安装和软件编程 (5) 4.2 服务器和客户端 (5) 4.2.1 服务器设计方法 (5) 4.2.2 客户端设计方法 (6) 5 系统调试 (6) 设计心得 (8) 参考文献 (9) 附录1（LED驱动程序） (10) 附录2（服务器程序） (10) 附录3（客户端程序代码） (14)

1 系统概述与设计要求 1.1 系统概述 本系统设计是基于树莓派开发板上实现的，树莓派由注册于英国的慈善组织“Raspberry Pi 基金会”开发，Eben·Upton/埃·厄普顿为项目带头人。2012年3月，英国剑桥大学埃本·阿普顿（Eben Epton）正式发售世界上最小的台式机，又称卡片式电脑，外形只有信用卡大小，却具有电脑的所有基本功能，这就是Raspberry Pi电脑板，中文译名"树莓派"。它是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD 卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100 以太网接口（A型没有网口），可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上，具备所有PC的基本功能。而树莓派2具有900MHz内核频率，4核ARM Cortex-A7，1GB 内存，带Micro SD 卡插槽（支持通过它启动Linux 操作系统，如Fedora），40PIN接口（可以增加驱动外设）。本系统设计正式在树莓派2环境下开发实现多线程设计，设计的主要功能就是两个客户端通过服务器互相收发信息。 1.2 设计要求 要求多个客户端能够同时连接服务器，而服务器需要创建线程来管理这多个客户端，并且能够把一个客户端发来的数据进行解析，发给另一个客户端，实现两个甚至多个客户端互相收发信息。能够通过驱动三色灯来发现系统运行的状态，红色说明有错误发生，绿色说明正在正常运行，蓝色说明有用户连接，绿色说明有客户端互相收发信息。 2 方案论证 2.1 实现方法 要实现服务器同时管理两个甚至多个客户端，就必须引入进程或线程。 2.2 线程优势 一是和进程相比，它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。

实验二_ARM汇编语言程序设计

实验二ARM汇编语言程序设计 实验目的 1、了解ARM汇编语言程序的结构特点 2、了解ARM汇编语言程序的编写方法 3、掌握用ARM汇编语言设计简单程序 实验仪器设备及软件 ARM实验箱，计算机，ADS程序开发软件 实验原理 1、存储空间的格式 ARM920将存储空间视为从0开始由字节组成的线性集合，字节0-3中保存了第一个字，字节4-7中保存了第二个字，依此类推。字节还可以按小端格式或大端格式排列。ARM实验箱中存储器的配置见附录C。 2、ARM的寄存器 ARM状态下任何时刻都可以看到16个通过寄存器（r0-r15），1或2个状态寄存器(CPSR,SPSR)，在特权模式下会切换到具体模下的寄存器组。每个寄存器都是32位的，并且每个通用寄存器都可以作为数据处理的源数据或目标数据寄存器。因此可以编写出更精简的程序。 3、ARM指令的条件执行 状态寄存器中的N，Z，C，V是数据处理指令影响的标志。几乎每条ARM指令可以根据状态位或状态位的逻辑运算有条件执行。条件执行的指令后缀参考教材。 4、桶形移器 ARM的桶形移位器，使ARM指令的中第二个操作数非常录活。利用移位器，一条ARM 指令可以完成更多功能。移位操作有： LSL 逻辑左移 LSR 逻辑右移 ASL 算术左移 ASR 算术右移 ROR 循环右移 RRX 带扩展循环右称 实验内容 1、把内存中ramaddr开始的ramword个字清零 （1）用后变址法 ramaddr equ 0x31000000 ramword equ 64 clrram mov r0,#0 mov r1,#ramword ldr r2,=ramaddr clrram1 str r0,[r2]，#4 subs r1,r1,#1

JAVA线程程序设计(小时钟)实验报告(附完整代码)

线程程序设计 一、课题内容和要求 内容：设计和编写一个编写一个指针式时钟程序，应用线程实现时钟的走动。 要求：本实验旨在通过实验，培养学生将JAVA 线程的相关知识点（包括线程调度，线程同步等）有机结合并加以综合应用，在实验中设计多线程程序的能力。 二、设计思路分析 class Clock:一个指针式时钟的主类 class Layout: 添加窗口和时钟组件 class ClockPaint:定义时钟组件 三、概要设计 public class Clock extends JFrame { public static void main(String[] s) ; } class Layout extends JFrame { public Layout(); } class ClockPaint extends JPanel implements Runnable { int x, y, r; int h, m, s; double rad = Math.PI / 180; public ClockPaint(int x, int y, int r); public void paint(Graphics g); public void run(); } 时钟的绘制:

运行时钟: 四、详细设计 import java.awt.*; import javax.swing.*; import java.util.*; public class Clock extends JFrame { public static void main(String[] s) { new Layout(); } } class Layout extends JFrame {// 添加窗口和时钟组件public Layout() { ClockPaint cp = new ClockPaint(20, 20, 70); add(cp);

《汇编语言程序设计》考核方式

考核方式与要求 期末总成绩构成：期末开卷考试60% + 平时作业10% + 实验和实验报告30%。 1、试卷考核方式与要求 “汇编语言程序设计”的课程要求是使学生具有一定的程序设计能力。虽然课程是通过80x86微处理机来开展教学的，但学习的重点不仅仅是学会80x86指令的语法和规范，更重要的是通过多读程序、多练习编写程序来掌握程序设计的基本方法和技术，要求学生在工作中遇到其他机型，都应该能利用所掌握的方法和技术顺利解决实际问题。因此，我们在教学过程的各个环节，特别是具有指挥棒作用的考核环节中，着重体现了“能力培养是首位”的指导思想。 为此，汇编课一直实行多元化考核方式，在考核评分上，平时练习和上机实验占40％，期末考试占60％。期末考试实行开卷考试，这样学生平时学习的关注点就会放在分析问题和编程实现的方法上，有利于学生开阔思路，发挥自身创造力。每年设计开卷考试的考题是有一定难度的，教师必须非常熟悉课程的知识点、重点和难点，以及体现这些知识和能力水平的多种题目类型。 2、实验方式与要求 实验的目标为：加强课堂上相关理论和技术学习的有效性；提高学生上机编程和调试的能力；培养学生科学实践的理念和独立分析问题、解决问题的能力。其设计思想是：实验内容兼顾基础性和综合性，实验题目由简单→复杂，程序功能由单一→综合，实验安排有基本要求题＋自选题，实验题类型有验证型和自主创新设计型。 √实验课组织形式： 1．系教学实验室按课程要求负责上机环境配置及实验设备管理； 2．以班为单位组织上机实验，并将上机时间安排表发至每位同学； 3．每单元实验课安排一位助教（助博）负责实验指导和答疑； 4．学生每做完一个实验即可提交老师验收，老师将实验运行结果记录下来作为实验成 绩的依据。验收时教师要注意发现比较突出的好的实验例题（完成时间短、程序运行效率高）； 5．要求提交实验报告，根据实验报告及实验运行结果的记录，评出实验成绩，实验成 绩一般占总成绩的30％。 √教师指导方法： 1．大课集体指导。每学期实验前教师安排一次实验指导课，讲解实验方法和实验要求； 2．每次实验课都安排助教（助博）进行个别或集体的实验指导和答疑； 3．对具有共性的、问题比较多的实验，主讲教师在课堂上再进行集体指导； 4．每学期对实验中出现的问题，对照实验题目进行分析、总结，以利于以后的教学。 5．对于实验中有创新点的学生，还可以请他上讲台为同学们介绍他的设计思路，引发大家展开讨论。

河北工业大学汇编语言知识程序设计实验

汇编语言程序设计实验 网络*** *** 实验一 顺序与分支程序设计 一 、实验目的 1) 掌握顺序程序设计方法。 2) 掌握分支程序的结构及分支程序的设计，调试方法。 2) 学习数据传送及算术和逻辑运算指令的用法。 3) 熟悉在pc 机上建立、汇编、连接、调试和运行汇编语言程序的过程。 二、实验内容 1.实验六 从键盘上接收一位十进制数x ，计算y 值，并以十六进制形式显示出来，y 按下列公式计算。 ???????===-=+=) 6(2/) 5()4(2) 3(22 2 2X X X X X X X X X X Y 2..实验七 实验内容：从键盘上接收两个一位十六进制数x 和y ，然后再输入一个a-d 之间的一个字符，按下列要求计算。 a) 当输入字符为a ，则计算x+y ，并以十六进 制形式显示出来 b) 当输入字符为b ，则计算|x-y|，并以十六进制形式显示出来 c) 当输入字符为c ，则计算x*y ，并以十六进制形式显示出来 d) 当输入字符为d ，则计算x/y ，并以十六进制形式显示出来 三、实验代码 实验六 DATE SEGMENT X DB ?

DATE ENDS ；数据段 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATE START:MOV AX,DATE ；代码段 MOV DS,AX ；初始化ds寄存器 MOV AH,1 INT 21H ；读文件到缓冲区 CMP AL,33H ；比较指令 JB L0 ；A

汇编语言的编程步骤与调试方法

汇编语言的编程步骤与调试方法 一、汇编源程序的建立 1. 使用工具 (1)EDIT,记事本等文本编辑软件，编辑源程序，保存为.asm文 件； (2)ASM,MASM汇编程序，对源程序进行汇编，生成.obj文件- 目标文件，以及调试用.LST-列表文件和.CRF-交叉引用表； (3)Link连接程序，对使用的目标文件和库文件进行连接，生 成.exe文件，同时调试用.map-地址映像文件； 如果源程序无语法错误，上述三步将生成可运行的.exe文件， 如果运行结果无误，则完成对汇编程序的编程，如果运行后结果存 在错误，需要进行调试。 (4)Debug调试程序，对.exe文件进行调试，修改，直到程序正 确。 图3 目标程序生成步骤图2. 编程过程 (1)用文本编辑软件，编写扩展名为.asm的源文程序文件。 (2)用汇编程序对编好的源文件进行汇编。 命令行：masm [*.asm] ↙ 如果源文件中存在语法错误，则汇编程序将指出错误类型及位置，可根据这些信息重新编辑源文件，直至无语法错误，汇编后，将生成指定名称的目标文件.obj。 使用MASM50汇编程序进行汇编，输入命令行masm或者masm *.asm后，根据提示，输入文件名，在汇编没有错误的情况下，如屏幕所示：汇编程序可生成三个文件，*.obj，*.lst和*.crf。 *.obj-目标文件，用于连接生成可执行文件； *.lst-列表文件(可选)，汇编语言汇编的机器语言与汇编语言对照表，可用于

调试； *.crf-交叉引用文件（可选），给出了用户定义的所有符号和对每个符号定义、引用的行号。 (3)目标文件的连接 命令行：link [*.obj] [*.obj] [*.lib] ↙ 连接程序，将多个目标程序及库文件，连接生成可执行的*.exe文件,同时可选择生成*.map文件。 *.map-地址映像文件，给出内存地址分配的有关信息。 下图所示屏幕，为Link连接两个目标文件，没有错误的情况下，生成*.exe 文件。 (4)执行程序 执行*.exe文件，观察程序运行结果，如果存在错误，需要进行调试。调试工具DEBUG是针对汇编语言程序设计的一种调试工具，熟练使用DEBUG有助于汇编语言程序员对于逻辑错误的调试。 二、汇编程序的调试

多线程编程的原则及要点

2.4多线程编程的原则及要点： 随着多核CPU的出世，多核编程方面的问题将摆上了程序员的日程，有许多老的程序员以为早就有多CPU的机器，业界在多CPU机器上的编程已经积累了很多经验，多核CPU上的编程应该差不多，只要借鉴以前的多任务编程、并行编程和并行算法方面的经验就足够了。 但是，多核机器和以前的多CPU机器有很大的不同，以前的多CPU机器都是用在特定领域，比如服务器，或者一些可以进行大型并行计算的领域，这些领域很容易发挥出多CPU的优势，而现在多核机器则是应用到普通用户的各个层面，特别是客户端机器要使用多核CPU，而很多客户端软件要想发挥出多核的并行优势恐怕没有服务器和可以进行大型并行计算的特定领域简单。 多核CPU中，要很好地发挥出多个CPU的性能的话，必须保证分配到各个CPU上的任务有一个很好的负载平衡。否则一些CPU在运行，另外一些CPU处于空闲，无法发挥出多核CPU 的优势来。 要实现一个好的负载平衡通常有两种方案，一种是静态负载平衡，另外一种是动态负载平衡。 1、静态负载平衡 静态负载平衡中，需要人工将程序分割成多个可并行执行的部分，并且要保证分割成的各个部分能够均衡地分布到各个CPU上运行，也就是说工作量要在多个任务间进行均匀的分配，使得达到高的加速系数。 2、动态负载平衡 动态负载平衡是在程序的运行过程中来进行任务的分配达到负载平衡的目的。实际情况中存在许多不能由静态负载平衡解决的问题，比如一个大的循环中，循环的次数是由外部输入的，事先并不知道循环的次数，此时采用静态负载平衡划分策略就很难实现负载平衡。 动态负载平衡中对任务的调度一般是由系统来实现的，程序员通常只能选择动态平衡的调度策略，不能修改调度策略，由于实际任务中存在很多的不确定因素，调度算法无法做得很优，因此动态负载平衡有时可能达不到既定的负载平衡要求。 3、负载平衡的难题在那里？ 负载平衡的难题并不在于负载平衡的程度要达到多少，因为即使在各个CPU上分配的任务执行时间存在一些差距，但是随着CPU核数的增多总能让总的执行时间下降，从而使加速系数随CPU核数的增加而增加。 负载平衡的困难之处在于程序中的可并行执行块很多要靠程序员来划分，当然CPU核数较少时，比如双核或4核，这种划分并不是很困难。但随着核数的增加，划分的粒度将变得越来越细，到了16核以上时，估计程序员要为如何划分任务而抓狂。比如一段顺序执行的代码，放到128核的CPU上运行，要手工划分成128 个任务，其划分的难度可想而知。

汇编语言程序设计课程教学大纲

课程教学大纲 (理论课) 课程名称：汇编语言程序设计 适用专业：计算机科学与技术 课程类别：学科基础课 制订时间： 2006年8月 数学与计算机科学学院制

汇编语言程序设计课程教学大纲 （2002年制订，2006年修订） 一、课程代码：0502121009 二、课程类别：学科基础课程 三、预修课程：计算机导论、高级语言程序设计等 四、学分： 4学分 五、学时： 86学时（其中实验部分32学时） 六、课程概述： 汇编语言是计算机能提供给用户最快也最有效的语言，也是能够利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的唯一语言，因而在对于程序的空间和时间要求很高的场合，汇编语言是必不可少的，至于对于很多需要直接控制硬件的应用场合，则更是非用汇编语言不可。 汇编语言作为计算机专业的一门必修课程是了解计算机体系结构和操作系统的最佳切入点。通过汇编语言课程的学习，对计算机理论中包括CPU体系结构、指令调度方式、存储器管理、基本输入输出接口的理解都会有一个比较本质而且直观的认识。在对汇编语言实际运用的基础上同时还能帮助对高级语言程序设计的深入体会，包括变量的组织，地址的访问，循环与分支在机器码中的处理，调用函数时参数的传递等，所以汇编语言在本专业中是一门核心的课程，通过对本课程的学习是加深对后续课程认识的基础。 七、教学目的： 通过对本课程的学习，掌握8086微处理器的寄存器组和基本寻址方式，学生要达到对程序在计算机中的基本调度有一定认识，对二进制基础理论有深入的理解，同时熟练掌握8086汇编语言的编写方式，掌握基本的系统调用，具备良好的源程序调试能力以及最基本的、实模式下的反汇编能力。

2嵌入式系统设计实验二(多线程)

注意实验二是在实验一的基础上完成其内容，具体环境配置见实验一 目录 实验二多线程应用程序设计 (2) 2.1实验目的 (2) 2.2、实验内容 (2) 2.3、预备知识 (2) 2.4、实验设备及工具 (2) 2.5、实验原理及代码分析 (3) 2.6、实验步骤 (11) 2.7、思考题 (13)

实验二多线程应用程序设计 2.1实验目的 ?了解多线程程序设计的基本原理。 ?学习pthread库函数的使用。 2.2、实验内容 ?读懂pthread.c的源代码，熟悉几个重要的pthread库函数的使用。掌握共享 锁和信号量的使用方法。 ?进入/root/share/exp/basic/02_pthread目录，运行make 产生pthread程序， 使用NFS方式连接开发主机进行运行实验。 2.3、预备知识 ?有C语言基础 ?掌握在Linux下常用编辑器的使用 ?掌握Makefile 的编写和使用 ?掌握Linux下的程序编译与交叉编译过程 2.4、实验设备及工具 ?硬件：UP-TECH S2410/P270 DVP嵌入式实验平台，PC机Pentium 500以上, 硬 盘40G以上,内存大于128M。 ?软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0 ＋MINICOM ＋ ARM-LINUX开发环境

2.5、实验原理及代码分析 1．多线程程序的优缺点 ?多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式，有以下的优点： ?1)提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义，当一个操作耗时很 长时，整个系统都会等待这个操作，此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操 作，而使用多线程技术，将耗时长的操作（time consuming）置于一个新的线 程，可以避免这种尴尬的情况。 ?2)使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不 同的线程运行于不同的CPU上。 ?3)改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个 独立或半独立的运行部分，这样的程序会利于理解和修改。 ?Libc中的pthread库提供了大量的API函数，为用户编写应用程序提供支持。2．实验源代码与结构流程图 ?本实验为著名的生产者－消费者问题模型的实现，主程序中分别启动生产者线 程和消费者线程。生产者线程不断顺序地将0到1000的数字写入共享的循环 缓冲区，同时消费者线程不断地从共享的循环缓冲区读取数据。流程图如图 2.2.1所示： 图2.1生产者-消费者实验源代码结构流程图

汇编语言程序设计基本方法

第七章汇编语言程序设计基本方法1．教学目的：掌握微型汇编语言程序分析和设计方法 2．教学要求： ①熟悉汇编语言程序设计的基本步骤。 ②掌握程序流程图的使用，会利用其分析问题。 ③掌握汇编语言的顺序、分支、循环程序的设计。 ④了解实模式下80386及其后继机型的汇编语言的程序设计3．教学重点： ①利用流程图分析问题。 ②顺序、分支、循环程序的设计。 4．掌握难点： ①分支程序设计 ②循环程序设计 5．教学进程安排：P137～P168 6．教学方法： 课堂讲授 7．教学内容摘要： 7.1 汇编语言程序设计概述 7.1.1 汇编语言程序设计的基本步骤 1．分析问题，抽象出描述问题的数学模型 2．确定算法 3．绘制流程图 4．分配存储空间和工作单元 5．编写程序 6．静态检查 7．上机调试运行 7.1.2 程序流程图 1. 用自然语言表示算法 2. 流程图的组成 ⑴执行框(矩形框) ⑵判别框(菱形框) ⑶开始框和终止框 ⑷指向线 ⑸连接点 3. 三种基本结构和改进的流程图 ⑴传统流程图的弊端 ⑵三种基本结构 ①顺序结构 ②选择结构 ③循环结构

图7.4 顺序结构图图7.5 选择结构图 4. 结构化程序设计的特点 ⑴只有一个入口 ⑵只有一个出口 ⑶各功能框均可执行 ⑷结构中无死循环 7.2 顺序程序设计 顺序结构程序是最简单的程序，在顺序结构程序中，指令按照先后顺序一条条执行。 【例7-3】将—个字节压缩BCD码转换为两个ASCII码。 7.3 分支程序设计 7.3.1 分支程序的结构形式 分支程序结构可以有两种形式，如图7.6 (1) IF_THEN_ELSE结构 (2) CASE结构 7.3.2 分支程序设计方法 程序的分支一般用条件转移指令来产生，利用转移指令不影响条件码的特性，连续地使用条件转移指令使程序产生了多个不同的分支，而对于数组中的每一个数，它只能是多个分支中的某一个。 【例7-5】在附加段中，有一个按从小到大顺序排列的无符号数数组，其首地址存放在DI 寄存器中，数组中的第一个单元存放着数组长度，在AX中有一个无符号数，要求在数组中查找(AX)，如找到，则使CF=0，并在SI中给出该元素在数组中的偏移地址；如未找到，则使CF=1。 【例7-6】折半查找算法程序 7.3.3 跳跃表法

POSIX线程程序设计(中文版)

POSIX 多线程程序设计 Blaise Barney, Lawrence Livermore National Laboratory 目录表 1.摘要 2.Pthreads 概述 1.什么是线程? 2.什么是Pthreads? 3.为什么使用Pthreads? 4.使用线程设计程序 3.Pthreads API编译多线程程序 4.线程管理 1.创建和终止线程 2.向线程传递参数 3.连接（Joining）和分离（Detaching）线程 4.栈管理 5.其它函数 5.互斥量（Mutex Variables） 1.互斥量概述 2.创建和销毁互斥量 3.锁定（Locking）和解锁（Unlocking）互斥量 6.条件变量（Condition Variable） 1.条件变量概述 2.创建和销毁条件变量 3.等待（Waiting）和发送信号（Signaling） 7.没有覆盖的主题 8.Pthread 库API参考 9.参考资料 在多处理器共享内存的架构中（如：对称多处理系统SMP），线程可以用于实现程序的并行性。历史上硬件销售商实现了各种私有版本的多线程库，使得软件开发者不得不关心它的移植性。对于UNIX系统，IEEE POSIX 1003.1标准定义了一个C语言多线程编程接口。依附于该标准的实现被称为POSIX theads 或Pthreads。 该教程介绍了Pthreads的概念、动机和设计思想。内容包含了Pthreads API主要的三大类函数：线程管理（Thread Managment）、互斥量（Mutex Variables）和

条件变量（Condition Variables）。向刚开始学习Pthreads的程序员提供了演示例程。 适于：刚开始学习使用线程实现并行程序设计；对于C并行程序设计有基本了解。不熟悉并行程序设计的可以参考EC3500: Introduction To Parallel Computing。 什么是线程? ?技术上，线程可以定义为：可以被操作系统调度的独立的指令流。但是这是什么意思呢？ ?对于软件开发者，在主程序中运行的“函数过程”可以很好的描述线程的概念。 ?进一步，想象下主程序（a.out）包含了许多函数，操作系统可以调度这些函数，使之同时或者（和）独立的执行。这就描述了“多线程”程序。 ?怎样完成的呢？ ?在理解线程之前，应先对UNIX进程（process）有所了解。进程被操作系统创建，需要相当多的“额外开销”。进程包含了程序的资源和执行状态信息。如下： o进程ID，进程group ID，用户ID和group ID o环境 o工作目录 o程序指令 o寄存器 o栈 o堆 o文件描述符 o信号动作（Signal actions） o共享库 o进程间通信工具（如：消息队列，管道，信号量或共享内存）