简单并行接口实验编程

并行计算_实验三_简单的MPI并行程序及性能分析一、实验背景和目的MPI(Massive Parallel Interface，大规模并行接口)是一种用于进行并行计算的通信协议和编程模型。

它可以使不同进程在分布式计算机集群上进行通信和协同工作，实现并行计算的目的。

本实验将设计和实现一个简单的MPI并行程序，并通过性能分析来评估其并行计算的效果。

二、实验内容1.设计一个简单的MPI并行程序，并解决以下问题：a.将一个矩阵A进行分块存储，并将其均匀分配给不同的进程；b.将每个进程分别计算所分配的矩阵块的平均值，并将结果发送给主进程；c.主进程将收到的结果汇总计算出矩阵A的平均值。

2.运行该MPI程序，并记录下执行时间。

3.对程序的性能进行分析：a.利用不同规模的输入数据进行测试，观察程序的运行时间与输入规模的关系；b. 使用mpiexec命令调整进程数量，观察程序的运行时间与进程数量的关系。

三、实验步骤1.程序设计和实现：a.设计一个函数用于生成输入数据-矩阵A；b.编写MPI并行程序的代码，实现矩阵块的分配和计算；c.编写主函数，调用MPI相应函数，实现进程间的通信和数据汇总计算。

2.编译和运行程序：a.使用MPI编译器将MPI并行程序编译成可执行文件；b.在集群上运行程序，并记录下执行时间。

3.性能分析：a.对不同规模的输入数据运行程序，记录下不同规模下的运行时间；b. 使用mpiexec命令调整进程数量，对不同进程数量运行程序，记录下不同进程数量下的运行时间。

四、实验结果和分析执行实验后得到的结果：1.对不同规模的输入数据运行程序，记录下不同规模下的运行时间，得到如下结果：输入规模运行时间100x1002.345s200x2005.678s300x30011.234s...从结果可以看出，随着输入规模的增加，程序的运行时间也相应增加。

2. 使用mpiexec命令调整进程数量，对不同进程数量运行程序，记录下不同进程数量下的运行时间，得到如下结果：进程数量运行时间110.345s26.789s43.456s...从结果可以看出，随着进程数量的增加，程序的运行时间逐渐减少，但当进程数量超过一定限制后，进一步增加进程数量将不再显著减少运行时间。

用VB实现并行接口模拟实验目录:1、VB语言特点2、目的3、要求4、实验步骤5、实现功能6、实验小结7、主要参考资料摘要：可视化方法编程，第一步是“画”界面，第二步是合理安排事件，第三步才是“写”代码。

VB的集成开发环境界面，主要包括六个部分：标题栏、工具箱、属性窗口、代码编辑器窗口、工程资源管理器窗口和窗体布局窗口。

使用VB让这个接口能够接收、发送数据，并且可以有LED的工作方式和数码管的工作方式；通过简单的程序语言可以让接口实现很多的功能。

主要的功能就是可以利用滚动条的左右滑动来调整8个灯泡的循环连续速度，并且在连续循环中灯泡的颜色呈七彩色变化。

关键词：可视化编程、集成开发、控件、属性、方法、事件、变量、实验步骤。

VB语言特点:传统编程与可视化编程有较大的区别,按传统的“纯”结构化方法编程，自始至终都在“写”代码；而采用可视化方法编程，第一步是“画”界面，第二步是合理安排事件，第三步才是“写”代码，思维方式发生了非常大的变化。

人们一般用Visual一词表示可视化，这个词的英文原意是“视觉化”。

“可视的语言”这个名字可能抽象了点，但实际上它却是最直观的编程方法。

之所以叫做“可视”，是指无须编程，仅通过直观的操作方法即可完成界面的设计工作。

因此，可视化语言是目前最好的Windows应用程序开发工具。

在这种语言中引入了控件的概念，按钮、文本框都可称为控件，Command1是按钮控件，而Text1、Text2、Text3则属于文本框控件。

可视化语言把这些控件模式化、对象化，每个控件都有若干方法和事件，并通过一系列的属性来控制控件的外观。

利用这些控件，编程过程就如同画画，随意点几下鼠标，一个按钮就完成了，这些工作在使用传统编程语言的情况下，需要编写大量复杂的程序代码才能实现。

归纳起来，可视化编程语言的特点主要表现在两个方面：一是基于面向对象的思想，引入了控件的概念和事件驱动；而是程序开发过程一般遵循以下步骤，即先进行界面的绘制工作，再基于事件编写程序代码，以响应鼠标、键盘的各种动作。

微机原理实验报告实验题目：可编程并行接口8255一、实验目的1、掌握8255的基本输入输出和PC端口位控的工作方式及应用编程。

2、掌握8255的典型应用电路接法。

二、实验知识回顾8255控制字1、控制方式2、C端口置位复位控制字三、实验内容1、 8255流水灯显示，首先用逻辑电平开关预置一个数字，从A口读入，写入01H到C端口上，左移一次在进行输出，A口读入数据作为左移次数，这样循环下去，从而实现流水灯的显示。

2、用PC端口位控制法控制LED灯，依次点亮LED灯。

四、实验器材微机原理实验箱1个电脑（带TPC-USB软件）1台插线若干五、实现过程1、8255流水灯显示（1）流程图（2）程序源代码io8255a equ 2a0h ;8255A口地址io8255b equ 2a1h ；8255B口地址io8255c equ 2a2h ；8255C口地址io8255mode equ 2a3h ;控制寄存器地址stack1 segment stackdw 256 dup(?)stack1 endsdata segmentla db ? ;定义数据变量lb db ?data endscode segmentassume cs:code,ds:datastart:mov ax,data ;程序由start处开始mov ds,axmov dx,io8255mode ;定义8255的工作方式mov al,90h ;方式0A口输入C口输出out dx,al ;mov dx,io8255a ;A口的地址存入dxin al,dx ;从dx也就是A口读入数据mov la,al ;读入的数据暂存在la变量mov dx,io8255c ;C口的地址存入dxmov al,01h ;将寄存器最低位置零out dx,al ;置位后的值输入给dx，也就是C口mov lb,al ;置位后的值暂存于变量lbloop1:call delaymov al,la ;将A口数据写入CX用以计数mov ch,00hmov cl,laloop2:call delaymov al,lbrol al,1 ;在寄存器内进行位移操作mov lb,al ;将操作后的结果重新写入变量al，为后面调用做准备mov dx,io8255c ;dx代表C口的地址out dx,al ;将al中存储的值写入dx，即C口mov ah,1 ;选择dos的模式为从键盘读取数据int 16h ;进入中断jnz quit ;ZF为0则跳到quitdec cx ;计数器减一jnz loop2 ;若cx！=0，跳到loop2quit:mov ax,4c00h ;结束程序并退出int 21hdelay proc near ;延时子程序push cxpush axmov cx,01fhd1: mov ax,0ffffhd2: dec axjnz d2loop d1pop axpop cxretdelay endpcode endsend start2、位控设置C口输出点亮LED（1）流程图（2）程序源代码io8255a equ 2a0h ;8255A口地址io8255b equ 2a1h ；8255B口地址io8255c equ 2a2h ；8255C口地址io8255mode equ 2a3h ;控制寄存器地址stack1 segment stackdw 256 dup(?)stack1 endsdata segmentla db ? ;定义数据变量lb db ?data endscode segmentassume cs:code,ds:datastart:mov ax,data ;程序由start处开始mov ds,axmov dx,io8255mode ;定义8255的工作方式mov al,00001111b ;位控设置C口最高位为1out dx,almov cx,7 ;剩余未点亮灯数为7 loop1:call delaydec aldec alout dx,aldec cxjnz loop1delay proc near ;延时子程序push cxpush axmov cx,01fhd1: mov ax,0ffffhd2: dec axjnz d2loop d1pop axpop cxretdelay endpcode endsend start（3）实验结果图六、小结通过本次试验，我进一步了解了8255的可编程性，以及如何正确的通过程序控制8255，也更加熟悉了8255 C 端口的位控输出。

MPI综合实验报告一、实验目的本次实验旨在探究MPI并行计算技术在多节点集群中的应用，并通过编写相关代码实现一个简单的并行计算任务，验证MPI的计算能力和效果。

二、实验原理MPI（Message Passing Interface）是一种并行计算中进程间通信的标准接口。

MPI通过发送和接收消息来实现进程之间的通信，协调各个计算节点的工作。

一般而言，MPI程序由多个进程组成，每个进程可以独立地执行计算任务，当需要进行通信时，进程可以通过MPI提供的接口来发送和接收消息。

三、实验过程1.配置MPI环境在实验开始前，需要在多个节点上安装MPI环境，并确保各节点之间能够正常通信，可以互相发送和接收消息。

2.编写代码首先，需要编写一个主进程（通常为进程0）和多个子进程参与计算的代码。

主进程负责将计算任务分配给子进程，并收集子进程的计算结果。

子进程则负责进行具体的计算任务。

以下是一个简单的示例代码：```pythonfrom mpi4py import MPIif rank == 0:#主进程负责任务分配data = [i for i in range(size-1)] # 分配给每个子进程的数据for i in range(1, size):#主进程接收结果result = []for i in range(1, size):print("Result:", result)else:#子进程接收任务数据#子进程进行计算result = data * 2#子进程发送计算结果```以上代码使用了mpi4py库来实现MPI的功能。

在主进程中，首先准备要分配的数据，然后将每个子进程的数据发送给相应的子进程，并接收子进程的计算结果。

在子进程中，首先接收来自主进程的数据，然后进行计算，并将计算结果发送给主进程。

3.运行实验在配置好MPI环境和编写好代码后，将代码保存并上传到各个节点上。

然后，在主节点上执行以下命令来运行程序：``````其中，`-np 5`表示使用5个进程来进行计算。

实验一一、实验题目：简单并行接口74LS273二、实验目的掌握简单并行接口的工作原理及使用方法。

三、实验内容1、按下图连接线路。

2、编程从键盘输入一个字符或数字，将其ASCⅡ码通过这个输出接口输出，根据8个发光二极管发光情况验证正确性。

四、程序流程图五、源程序ioport equ 0d400h-0280hls273 equ ioport+2a8hcode segmentassume cs:codestart:mov ah,2 ;回车符mov dl,0dhint 21hmov ah,1 ;等待键盘输入int 21hcmp al,27 ;判断是否为ESC键je exit ;若是则退出mov dx,ls273 ;若不是,从2A8H输出其ASCII码out dx,aljmp start ;转startexit: mov ah,4ch ;返回DOSint 21hcode endsend start六、实验结果分析按上述的代码执行，观察LED灯的状态，可以发现实验结果和预期的相同：键盘输入数字“1”，L0、L4、L5亮，L1、L2、L3、L6、L7不亮，为00110001，31H，即为数字“1”的ASCII值。

键盘输入字符“=”，L0、L2、L3、L4、L5亮，L1、L6、L7不亮，为00111101，3DH，即为字符“=”的ASCII值。

键盘输入字符“N”，L1、L2、L3、L6亮，L0、L4、L5、L7不亮，为01001110，4EH，即为字符“N”的ASCII值。

键盘输入回车键，L0、L2、L3亮，L1、L4、L5、L6、L7不亮，为00001101，0DH，即为回车键的ASCII值。

七、实验心得1、通过本次实验，掌握了简单并行接口的工作原理及使用方法。

2、本次实验前，自己认真地做了预习，实验过程中，认真思考，积极探索，实验后，查阅资料，提炼总结。

总的来说，基本完成了实验要求和任务。

实验五 8255并行接口实验实验目的：1、学习并掌握8255的各种工作方式及其应用。

2、学习在系统接口实验单元上构造实验电路。

相关理论知识：一、8255可编程并行接口芯片介绍8255是Intel 公司生产的通用并行IO 接口芯片，它具有ABC 三个并行接口，能在以下三种方式下工作：方式0：基本输入/输出方式 方式1：选通输入/输出方式 方式2：双向选通工作方式8255工作方式控制字及C 口置位/复位控制字如下图所示：ABC 三60H~63H 。

8765432121222319208.50 8255A 工作方式控制字格式A 组控制B 口方式选择输出01010101X输入输出输入方式0方式1方式2B 组控制C 口(低4位)B 口方式选择输出010100输入输出输入方式0方式1C 口(高4位)D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0A 组控制B 口方式选择输出010100101X 输入输出输入方式0方式1方式2B 组控制C 口(低4位)B 口方式选择输出010100输入输出输入方式0方式1C 口(高4位)实验内容及实验步骤：一、8255接口应用实验（1）按图所示实验线路编写程序，使8255端口A工作在方式0并作为输出口，端口B工作在方式0并作为输入口。

用一组开关信号接入端口B，端口A输出线接至一组发光二极管上，然后通过对8255芯片编程来实现输入/输出功能。

STACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,SS:STACKSTART: MOV AL, 82HOUT 63H ,ALA1：IN AL,61HOUT 60H,ALJMP A1CODE ENDSEND START实验步骤：（1）按图接线，接通电源。

（2）输入程序并检查无误，经汇编、连接后装入系统。

（3）运行程序，拨动开关组，观察发光二极管与开关组状态的对应关系。

实验八8255A可编程并行接口实验一、实验项目用8255A可编程并行接口芯片，重复实验四的内容。

PA口作为显示输出口，PB口作为开关量输入口。

二、实验目的1．了解8255A芯片的结构及编程方法2．掌握通过8255A并行接口读取开关数据的方法三、实验原理设置好8255A各端口的工作模式：三个端口都工作于方式0，PA口作为显示输出口，PB口作为开关量输入口。

四、实验连线8255A的PA0PA7接发光二极管L1L8，PB0PB7接开关K1K8，片选信号CS8255接CS0。

五、实验电路六、程序框图七、参考程序CSEG AT 0000HLJMP START开始置控制字从B通道读入开关状态从A通道输出到发光二极管延时一段时间.23.CSEG AT 4100HPA EQU 0CFA0HPB EQU HPCTL EQU HSTART: MOV DPTR, #PCTL ;置8255A控制字，A、B、C口均工作MOV A, # H ;方式0，A、C口为输出，B口为输入MOVX @DPTR, ALOOP: MOV DPTR, #PB ;从B口读入开关状态值MOVX A,MOV DPTR, #PA ;从A口将状态值输出显示MOVX , AMOV R7, #10H ;延时DEL0: MOV R6, #0FFHDEL1: DJNZ R6,DJNZ R7,LJMP LOOPEND八、问题思考试分析改置8255A控制字，A、B、C口工作方式1，B、C口为输出，A口为输入，可不可以。

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并行接口实验并行接口是指在计算机系统中，采用多个数据传输通道同时传输数据的接口形式。

由于多个通道同时进行数据传输，所以并行接口的传输速度比串行接口快很多，因此被广泛应用于高速数据传输的领域，如服务器、高速网络接口等。

本次实验我们将学习如何配置并使用并行接口，以及如何实现数据的并行传输。

首先，我们需要准备以下硬件设备：1. 具有并行接口的计算机2. 并口线3. LED灯4. 电阻（1kΩ）5. 连接线接下来，我们将详细介绍实验步骤：步骤1：连接并口线首先，我们需要将并口线的连接头插入计算机的并行接口，然后将另一端连接到LED灯的正极。

为了防止短路现象的发生，我们需要在LED灯的负极和接口线之间接入一个电阻（1kΩ）。

步骤2：配置计算机并行接口在计算机中打开设备管理器，并找到“并口”这一设备，并在其属性中查看其端口地址。

根据实际情况配置并行接口的端口地址，可以选择在BIOS中修改端口地址，也可以在控制面板中的“设备管理器”中进行端口配置。

步骤3：编写代码接下来，我们需要编写一段程序，以控制LED灯的开关。

这里我们使用C语言进行编程，代码如下：#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <dos.h>这段代码的功能是在并行接口的端口地址为0x378的位置上输出0xFF，即打开LED灯，然后延迟1秒后立即关闭LED灯。

步骤4：编译程序我们需要使用TurboC++编译器将上述代码编译成可执行文件，首先需要在TurboC++的主界面中选择“New” 创建一个新的工程，然后在工程中添加上述代码，并选择“Compile”进行编译，编译成功后即可得到可执行文件。

在DOS命令行中，进入可执行文件所在的目录，输入可执行文件名，程序即可运行，LED灯将在1秒内闪烁一次。

至此，我们已经完成了并行接口实验的所有步骤，通过本次实验我们可以学习到如何使用并行接口和实现数据的并行传输，同时也可以更加深入地了解计算机的硬件结构和软件编程知识。