一种基于国产芯片平台的多性能测试工具制造技术

本文公开了一种基于国产芯片平台的多性能测试工具，属于计算机测试软件领域，该软件采用构件服务设计，具备跨平台运行能力，能够兼容多种国产软硬件平台环境。其中，平台层的性能测试通用平台提供基础运行环境的解决方案；管理层的配置管理、构件管理和数据库服务提供用户自定义的测试管理方法；应用层提供处理器性能模块来衡量国产软硬件平台的密集计算能力；多核并发性能模块通过使用单纯形算法解算高阶(400阶以上)线性方程组来衡量国产软硬件平台的并发处理能力；内存I/O性能模块通过IO次数来衡量内存读写能力；磁盘读写性能模块完成磁盘顺序和随机读写能力的横向比较；网络带宽性能模块能够实时监测网络带宽、网络状态以及事后统计分析。

A multi performance testing tool based on domestic chip platform

This paper presents a multi-performance testing tool based on domestic chip platform, which belongs to the field of computer testing software. The software adopts component service design, has cross-platform running ability, and is compatible with a variety of domestic software and hardware platform environments. Among them, the platform-level performance testing platform provides solutions for the underlying operating environment; the management layer provides user-defined test management methods for configuration management, component management and database services; the application layer provides processor performance modules to measure the intensive computing power of domestic hardware and software platforms; and the multi-core concurrency performance Modules use simplex algorithms to solve high-order (400-order) linear equations to measure the concurrent processing capability of domestic software and hardware platforms; memory I/O performance module measures memory read-write capability by IO times; disk read-write performance module completes horizontal comparison of disk order and random read-write capability; network bandwidth performance module It can monitor network bandwidth, network status and post hoc statistical analysis in real time.

【技术实现步骤摘要】
一种基于国产芯片平台的多性能测试工具
本专利技术涉及一种基于国产芯片平台的多性能测试工具。该工具采用服务构件的结构，用于测试国产芯片平台的计算能力，为全国产化软硬件兼容适配提供验证辅助平台。该专利技术属于计算机测试软件领域。
技术介绍
目前，受制于关键软硬件技术的发展水平，国防科工的信息系统中大量使用非国产的计算机设备，可能存在预置的后门漏洞等成为国家信息安全的隐患。随着国家对信息系统国产化建设的重视程度提升和“核高基”专项对国产芯片性能、操作系统功能的推动，全国产软硬件生态系统在自主、可控、先进等方面已经取得一定的成果，例如龙芯3B3000及飞腾FT1500A对非国产SPARC64芯片的替代，麒麟操作系统对windows的替代等。但基于国产芯片平台的信息系统在自主可控生态链建设方面缺乏统一的规范标准，尤其是国产芯片平台上的基础软件工具仍处于空白。因此，设计一种基于国产芯片平台的多性能测试工具，完成系统化地掌握全国产化软硬件平台的性能，对其计算能力和兼容能力在可替代方面提供测试验证方法，有助于探索全国产软硬件兼容环境的适配优化方法，提升信息系统的自主可控水平。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是提供一种基于国产芯片平台上的多性能测试工具，通过提供CPU处理速度、多线程与并发处理速度、I/O读写速度、网络TCP/UDP容量等多种性能测量指标，为国产软硬件的迁移工作提供测试分析、辅助参考等作用。本专利技术的技术任务是按以下方式实现的，通过服务构件的结构将性能测试工具拆分为平台层的跨平台基础接口服务模块，管理层的配置管理、构件管理以及数据库服务等模块和应用层的处理器整型及浮点型运算性能、多核及并发性能、内存I/O性能、磁盘顺序及随机读写性能、网络TCP及UDP带宽性能等多个功能简化模块，采用gtk+gnome库、GUI工具箱以及Qt集成开发工具，实现在国产芯片(龙芯、飞腾)和国产操作系统(内核版本2.6、4.4)平台环境上运行的多性能测试工具，系统组成如附图1所示。所述的性能测试通用平台处于平台层，能够提供基础运行环境的解决方案，通过配置脚本自动化地完成运行环境所需要的库文件、环境变量以及文件权限的管理，实现管理层和应用层功能构件的在线编译和自动安装，具备国产软硬件常用版本的跨平台兼容能力。所述的配置管理、构件管理和数据库服务处于管理层，能够提供用户自定义的测试管理方法。其中，通过配置管理能够对软件运行所需的配置文件进行在线编辑修改，实现各模块测试参数的自定义；通过构件管理提供各层模块之间的一致性接口，能够对应用层的服务构件进行弹性管理，实现测试工具“一次编译、多次运行”的能力；通过数据库服务对测试结果数据进行有效的存储和查询管理，提供便捷的索引使用服务。所述的处理器性能模块处于应用层，能够对国产处理器的运算能力进行横向比较。其工作原理参考了SPECCPU基准测试，记录典型计算密集型应用的完成时间，包括精确计算π值的30个有效数字位、编译linux内核2.6.12版本以及2D寻路算法A*等。将各种应用的完成时间经处理器主频参数的归一化处理和测试用例权重值的几何平均处理后，作为最终数值baseCompute来衡量国产软硬件平台的密集计算能力。所述的多核并发性能模块处于应用层，能够对国产处理器的多核多线程及并发处理能力进行横向比较。其工作原理是使用单纯形算法解算高阶(400阶以上)线性方程组，结合国产处理器的多核特点(龙芯平台8核、飞腾平台16核)，通过进程、线程与处理器单核的绑定方法，实现单核单线程、单核多线程、多核多线程及并发处理(4并发和16并发)等不同厂家下完成高阶线性方程组的解算，经处理器主频参数的归一化处理，作为最终数值baseCore来衡量国产软硬件平台的并发处理能力。所述的内存I/O性能模块处于应用层，能够对国产软硬件的内存容量和IO能力进行横向比较。其工作原理是，以8k块大小向内存中传输和读取数据，获取传输速度除以块大小即为IO能力的最终测试数值。所述的磁盘读写性能模块处于应用层，能够对国产软硬件的磁盘顺序读写和随机读写能力进行横向比较。其工作原理是，借助linux文件系统上的特殊设备“/dev/zero”，该设备只产生空字符流，对它不会产生IO，IO都会集中在只用于写的of文件或者只用于读的if文件中，以顺序、随机等方式向该设备写入和读取8k块大小的10G数据，经重定向输出获取运行时间和读写速度作为最终测试数值。所述的网络带宽性能模块处于应用层，能够对国产软硬件的网络传输速率和带宽质量进行横向比较。采用C/S工作模式建立网络数据的服务端和客户端通信，能够实时监测网络带宽、网络状态以及事后统计分析，包括TCP带宽、UDP带宽、组播拷机数据包丢失率等，实现TCP、UDP和组播带宽质量的测试分析。本专利技术的一种基于国产芯片平台的多性能测试工具和现有功能相似的软件相比，具有的效果是：具备跨平台运行能力，能够兼容多种国产软硬件平台环境，包括国产龙芯平台和国产飞腾平台、内核版本2.6及4.0国产麒麟操作系统；具备“一次编译、多次运行”能力，涵盖了处理器运算能力、多核并发处理能力、磁盘读写能力、网络吞吐容量等多种性能指标。能够为国产软硬件的迁移适配及优化工作提供测试分析、辅助参考等作用。附图说明图1一种基于国产芯片平台的多性能测试工具组成图图2一种基于国产芯片平台的多性能测试工具实施流程图具体实施方式下面结合附图2，对本专利技术的技术方案做进一步的说明。具体实施方式如下：通过平台层的跨平台基础接口服务保障该软件可灵活地编译、安装于多种国产软硬件环境之上，实现自动化的编译和安装过程。通过管理层的配置管理模块，用户可自定义配置测试需要执行功能模块中的用例及其参数选型，结合构件管理模块，可以在基础接口服务之上实现构件的平台化加载和统一化管理，同时，通过本地的数据库配置实现配置文件、测试数据的结构化存储管理，能够提供便捷的测试结果索引及查询服务。加载所需要执行测试模块的构件后，通过以下方式执行各个测试用例：1)执行CPU处理性能测试任务时，首先通过调用“sourceshrc”准备测试环境，包括库文件安装情况、环境变量配置情况，再调用runspec进行标准配置下整型、浮点型全部测试用例的测试分析，测试执行完成后生成html格式的测试报告，然后读取配置文件依次完成数值计算、源码编译等测试用例，经处理器主频参数的归一化处理和测试用例权重值的几何平均处理后，生成baseCompute数值经结构化封包后存入数据库，该指标能够用于衡量国产软硬件平台的密集计算能力。2)执行多线程与并发处理测试任务时，首先根据配置文件和处理器核数完成多个线程的创建并将处理器核的数量和用例线程的数量做相应的绑定后，直接执行高阶次方程组的解算，记录不同场景下解算的时长，经处理器主频参数的归一化处理，生成baseCore数值经结构化封包后存入数据库，该指标能够用于衡量国产软硬件平台的并发处理能力。3)执行磁盘读写性能测试任务时，首先测试磁盘写性能，以顺序、随机等方式从/dev/zero设备中读取数据块8k大小的数据写入本地文件，然后再以顺序、随机等方式和8k数据块的大小向/dev/zero设备中写入本地文件中的数据，对上述命令的执行结果进行重定向输出，获取运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于国产芯片平台的多性能测试工具，其特征在于：采用服务构件的结构，具备跨平台运行能力，能够兼容多种国产软硬件平台环境，包括：性能测试通用平台，配置管理、构件管理和数据库服务，处理器性能模块，多核并发性能模块，内存I/O性能模块，磁盘读写能力模块和网络带宽性能模块七部分。

【技术特征摘要】
1.一种基于国产芯片平台的多性能测试工具，其特征在于：采用服务构件的结构，具备跨平台运行能力，能够兼容多种国产软硬件平台环境，包括：性能测试通用平台，配置管理、构件管理和数据库服务，处理器性能模块，多核并发性能模块，内存I/O性能模块，磁盘读写能力模块和网络带宽性能模块七部分。2.根据权利要求1所述的性能测试通用平台能够提供基础运行环境的解决方案，通过配置脚本自动化地完成运行环境所需要的库文件、环境变量以及文件权限的管理，实现管理层和应用层功能构件的在线编译和自动安装，具备国产软硬件常用版本的跨平台兼容能力。3.根据权利要求1所述的配置管理、构件管理和数据库服务能够提供用户自定义的测试管理方法。其中，通过配置管理能够对软件运行所需的配置文件进行在线编辑修改，实现各模块测试参数的自定义；通过构件管理提供各层模块之间的一致性接口，能够对应用层的服务构件进行弹性管理，实现测试工具“一次编译、多次运行”的能力；通过数据库服务对测试结果数据进行有效的存储和查询管理，提供便捷的索引使用服务。4.根据权利要求1所述的处理器性能模块能够对国产处理器的运算能力进行横向比较。其工作原理参考了SPECCPU基准测试，记录典型计算密集型应用的完成时间，包括精确计算π值的30个有效数字位、编译linux内核2.6.12版本以及2D寻路算法A*等。将各种应用的完成时间经处理器主频参数的归一化处理和测试用例权重值的几何平均处理后，作为最终数值baseCompute来衡量国产软硬件平台的密集计算能力。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天龙，张瑞权，张丛旭，王尹航，刘凯，胡彭辉，王泽彬，
申请(专利权)人：中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11