如何找到运算的时间价值来优化新的算法设计？答案

【问题标题】：How to find the time value of operation to optimize new algorithm design?如何找到运算的时间价值来优化新的算法设计？
【发布时间】：2011-06-04 13:11:30
【问题描述】：

我的问题是针对 iPhone、iPod 和 iPad 的，因为我假设架构会产生很大的不同。我希望某处有一个规范（可能适用于各种芯片），或者有一种可靠的方法来测量每个特定指令的 T。我知道我可以使用任意数量的工具来测量使用的总处理器时间、使用的内存等。我想在较低级别进行量化。

所以，我能够计算出我完成了算法的主要部分多少次。例如，我在一个简单的实现中迭代 n * (n-1) 次，在另一个实现中迭代 n（最佳情况）和 n + n * (n-1)（最坏情况）之间。我还可以对指令总数（+ - = % * / 和逻辑语句）进行合理计数，并且可以比较这些计数，但这是假设每个操作的权重相同。另外，我不知道如何加权逻辑语句（if、else、for、while）与数学运算符的实际时间值......每次我“如果”的工作量与“+”一样多用它？我很想知道在哪里可以找到这些信息。

因此，为了清楚起见，我的目标是发现我对 CPU（或 GPU 或任何 U）的处理器时间要求，以便我可以围绕处理器时间设计最佳算法。有人可以告诉我从哪里开始使用 iOS 硬件吗？

编辑：This link to ClockServices.c 和开发人员门户中的 SIMD 内容对于对此感兴趣的人来说可能是一个好的开始。今晚再喝几杯咖啡，我可能会熬过去；）

【问题讨论】：

我想要评估的大部分只是 C。我会很高兴。但是，如果知道遍历 NSArray 的成本会很好；但这听起来可能很复杂且多变。我只是不知道我能找到多少……我肯定会满足于基本的 C 操作；）
是的，我想到了（百万次测试），但这是一个很好的评论。我考虑过像你说的那样运行测试，但我对结果有两个担心。一是我的测试在某种程度上是幼稚的，当编译器决定做一些不同的事情时，我会做很多工作来获取那些不支持的信息。其次，我只有几个设备，有的有不同的芯片。所以我最大的希望是，也许有人有图表，可以准确估计特定处理器的 C 操作的时间价值。
从 NSArray 评论中笑了出来。我希望我的 NSArray 不会在我身上出现蓝屏或其他情况；）

标签： iphone algorithm ipad optimization instruction-set

【解决方案1】：

在现代平台上，处理器时间并不是唯一的限制因素。通常，内存访问是。

不过，处理器时间：
不过，您估计处理器负载的基本方法是可以的，而且是明智的：根据您对典型平台的了解，粗略估计成本。

In this article，表 1 显示了 .NET 中典型原始操作的时间。虽然您的平台可能会有所不同，但相对时间通常非常相似。也许您可以为 iStuff 找到 - 甚至制作 - 一个。

（除了处理器/指令集手册外，我还没有遇到过对其他平台如此详尽的手册，但它们处理的是汇编指令）

内存局部性：
缓存未命中可能会花费您数百个周期，磁盘访问会花费您上千倍的成本。因此，控制内存访问模式（即减少工作集、重组和以缓存友好的方式访问数据）是评估算法的重要部分。

【讨论】：

谢谢。这是非常有用的信息。另外，我很高兴知道我的基本方法并不算太远。

【解决方案2】：

xCode 具有测量每个功能/操作性能的工具，您可以简单地使用它们。

【讨论】：

我确实使用它们。但是我需要做的测试数量来通知一个新的算法设计可能非常大。指数，二次，对数大。这就是为什么我想（至少）找到关于各种操作的计算复杂性的指南。换句话说，我很高兴阅读手册，但我不想为整个语言+编译器+架构集编写手册。