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title: 2016q1 Homework #5
toc: no
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預期目標
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* 培養團隊合作默契
* 強化表達能力
* 準備日後可用於研究所推薦甄試和申請工程師職務用途的技術報告
注意須知
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* 自 Homework 5 之後，都是分組進行
* 在每次 checkpoint 日的中午前，製作一份時間在 40 分鐘內的錄影，至少涵蓋以下:
* 在每次 checkpoint 日的 11:59AM 前，上傳一份時間在 40 分鐘內的錄影，至少涵蓋以下:
- 探討背景知識
- 開發進度
- 面臨的問題
- 接下來預計導入的解決方案
* 技術報告的影片經過剪接編輯後，上傳到 YouTube，設定存取權限為「公開」
- 參考: [GUTS channel](https://www.youtube.com/channel/UCIm-u7l65hp5jboSJrB7U5w/videos)
- 示範: [GUTS channel](https://www.youtube.com/channel/UCIm-u7l65hp5jboSJrB7U5w/videos)
- 在共筆中清楚標注技術報告的 YouTube 連結
* 本次作業對應的 checkpoint 為 4 月 26 日
* 開發過程請詳實更新於[分組共筆](https://embedded2016.hackpad.com/2016-c9i9qW6eGpb)中
* 不需要準備 PowerPoint / OpenOffice 一類的投影片，我們只需要詳實清楚的文字、圖表，以及程式碼
* **不需要**準備投影片，我們只要詳實清楚的文字 (更新於各組的共筆)、圖表，以及程式碼 (語文能力是本課程的要求項目之一)
* 各組預期目標請見下方各節
## server-framework
- 彙整 [2016q1 Homework #3](/embedded/2016q1h3) 的開發成果，詳實分析 server-framework 的架構、系統設計，效能評估，以及效能改進方案
- 說明 async, reactor, protocol-server 彼此之間的關聯
- 探討 epoll, pipe, signals 等系統呼叫，以及 server-framework 如何使用
- 多執行緒設計的議題
- 分析 HTTP request 和 web server 的行為
- 實做與分析 lock-less thread pool
- 提出效能分析 (含 HTTP 1.1 Keep-Alive) 以及改善方案
- 需要透過 gnuplot 建立圖表
## epoll experiments
- 研讀 [Benchmarking libevent against libev](http://libev.schmorp.de/bench.html) 和 [Epoll evolving](https://lwn.net/Articles/633422/)
- 針對 [libevent](http://libevent.org/) 支援的 POSIX select, poll, epoll 設計效能分析的實驗，並且製作效能分析圖表
* 類似 [no timeouts, 100 and 1000 active clients](http://libev.schmorp.de/dat1.t0.png)
* 涵蓋 no timeouts / idle timeouts, 100 and 1000 active clients
- 需要解讀數據，以及思考如何進一步提昇效能
## concurrent B+ tree
- 在 GitHub 上，fork [bplus-tree](https://github.com/embedded2016/bplus-tree)，研究 [B+ tree](https://en.wikipedia.org/wiki/B%2B_tree) 的實做並解釋其原理
- 驗證 bplus-tree 在各式條件的效能，包含單一執行緒和多執行緒讀寫
* 執行 `./test/bench-multithread-get`
- 移植 [2016q1 Homework #1](/embedded/2016q1h1) 的電話簿程式到 `test/` 目錄
* 將 [phonebook/dictionary](https://github.com/embedded2016/phonebook/tree/master/dictionary) 的字典檔案，事先用 `sort -R` 亂數排列
* 設計能夠重複執行的效能分析工具，針對不同的字典排列作為輸入，分析 B+ tree 處理效能
- 比照 [2016q1 Homework #1](/embedded/2016q1h1) 的要求，研究插入、查詢、刪除的效能表現 (含 cache miss)，並提出解釋
- 透過 gnuplot 視覺化相關的數據
- 提出改善效能的方法並且著手實做
## Enhance raytracing program
- 彙整 [2016q1 Homework #2(A)](http://wiki.csie.ncku.edu.tw/embedded/2016q1h2) 的開發成果，分析各項效能改善實驗的具體成效 (個別 + 綜合)
- 解釋多執行緒程式設計對光線追蹤的影響，需要比較不同的切割方式、執行緒數量的影響
- 使用 OpenMP, SIMD 進一步改善程式效率
- 解讀數據，以及思考如何進一步提昇效能
## 2016q1 Week #2 試題
- 解答 [2016 年春季班期初基本能力測驗試題](/embedded/2016q1w2) 的以下題目:
* 第 9 題 (implementing counting semaphore)
* 第 11 題 (bit-wise operator)
* 第 13 題 (cache)
* 第 15 題 (ARM operation mode)
* 第 18 題 (branch predictor)
- 需要提供合乎 C99 規範的 C 程式，並且提出驗證正確性和對應效能的機制
- 需要提出必要的解釋
## web server with CGI
- 在 GitHub fork [web-server-cgi](https://github.com/embedded2016/web-server-cgi)
- 編譯和測試 [web-server-cgi](https://github.com/embedded2016/web-server-cgi)
```
$ make
$ cd bin
$ ./cgi_server_test
```
* 然後用瀏覽器開啟 `http://localhost:8080/`，如果不能正常瀏覽網頁，則重複執行 `./cgi_server_test`
- 找出 cgi_server_test 發生 Segmentation Fault 的原因並修正
- 指出 [web-server-cgi](https://github.com/embedded2016/web-server-cgi) 實做上的缺陷、可改進之處
## mini-arm-os
- 需求如同 [2015q3 Homework #8](/embedded/2015q3h8)，彙整之前學生的成果，整理相關程式碼
- 在 [mini-arm-os](https://github.com/embedded2015/mini-arm-os) 的 07-Threads (不要增加新的目錄！) 基礎上，實做 shell, priority-scheduling, file system
* 可參考 tony0620emma (莊彥宣) 的程式碼與共筆
- 需要解釋為何程式碼得以運作，以及闡述整合過程中遇到的困難
