В ходе выполнения данной работы была поставлена следующая цель: изучение особенностей разработки и применения методики исследования структур с обратной связью. Для достижения данной цели были решены следующие основные задачи:
- представлено описание структур, рассмотрены основные определения, описана постановка задачи;
- рассмотрены абстрактные блоки и их соединения;
- рассмотрен поиск с обратной связью;
- проанализировано применение алгебры Ли векторных полей для формализации блочно-структурных схем систем, рассмотрен качественный анализ базовых структур;
- изучено вычисление математических структур систем с последовательным и параллельным соединением блоков;
- проведено исследование структур с обратной связью;
- рассмотрен метод обратной связи;
- изучены вопросы повышения быстродействия программ обратной связи.
По результатам выполнения данной работы можно сделать следующие основные выводы:
Можно увеличить скорость программного обеспечения, правильно реализовав алгоритмы. Количественным показателем скорости работы алгоритма (и, следовательно, программного обеспечения) является время его выполнения, измеряемое с помощью специальной методики, называемой профилированием. В общем случае выбор «самых быстрых» алгоритмов сводится к измерению времени их выполнения и сопоставлению полученных результатов друг с другом. Этот метод анализа производительности является наиболее объективным. За эти годы программисты приобрели большой опыт в профилировании, что позволяет делать определенные выводы о способности оптимизировать производительность программного обеспечения при написании.
Эти результаты были обобщены и представлены в виде конкретных рекомендаций. Если программист следует этим рекомендациям, наиболее вероятно, что написанная программа будет быстрее, чем если бы они игнорировались. Однако следует еще раз подчеркнуть, что только профилирование может обеспечить достоверную информацию о скорости. Это связано с тем, что производительность алгоритма в основном определяется его конкретной реализацией.
- При написании программного кода рекомендуется избегать процедур, состоящих из сотен строк. Почти всегда можно выбрать блоки, которые лучше организовать в виде отдельной процедуры. Можно даже использовать его в другом месте позже. Не говоря уже о том, что это улучшает понимание программы как для вас, так и для других программистов. Также легче искать узкие места в программе.
- Используйте оператор case (switch) вместо множественного if ... then ... else (if ... else). Со вторым параметром компилятор проверяет условие столько раз, сколько у есть параметров. В первом случае тест проводится только один раз.
- Некоторые действия могут быть очень продолжительными. Поэтому рекомендуется делать все возможное вне цикла, чтобы избежать большого количества повторений в цикле.
- В циклах такого типа вам нужно постараться, чтобы значение счетчика упало до нуля, а не наоборот - оно начинается с нуля. Это связано с функциями процессора. Сравнение с нулем намного быстрее, чем с другим числом.
- Используйте тип варианта только при необходимости. Операции для этого типа более сложны, чем, например, для целых чисел или строк.
- Не злоупотребляйте «компонентным программированием». В частности, не используйте компонент TTreeView для сохранения древовидных структур данных - он работает очень медленно и предназначен только для визуального отображения. При работе со структурами данных лучше использовать алгоритмы, которые были независимо созданы на основе базовых алгоритмов.
Сохранение и загрузка свойств компонента с помощью методов ReadComponent и WriteComponent выполняется довольно медленно. Поэтому рекомендуется сохранять и восстанавливать состояние программы между сеансами, используя другие методы.
Замените простой в реализации алгоритм более сложным, но более быстрым. Например, если заранее известно, что список поиска содержит много элементов, лучше отсортировать его и использовать бинарный поиск вместо линейного поиска.
С точки зрения производительности, части программы делают вставки в ассемблер. Команды ассемблера переводятся непосредственно в машинный код. Поэтому, в отличие от языков высокого уровня, во время компиляции нет проблемы синхронизации и ряда других негативных обстоятельств.
Для других языков программирования приведенный выше список может немного отличаться, в частности отсутствие поддержки ассемблера и, следовательно, возможность оптимизации с их помощью (Java, Visual C # и т. д.).
Особенно важно отметить, что рекомендации 3 и 4 применяются не только к языкам высокого уровня, но и к ассемблерам. Кроме того, существуют следующие рекомендации по увеличению скорости написания программ на ассемблере, включая вставки:
- заменить универсальные инструкции инструкциями, которые учитывают конкретную ситуацию, например, Б. Замена умножения на степень два командами смещения (отказ от универсальности).
- Сокращение количества передач управления в программе: путем преобразования подпрограмм в макрокоманды для непосредственного включения в машинный код; из-за преобразования условных переходов, так что получается, что условие перехода истинно гораздо реже, чем условие его отсутствия; Перемещение общих условий к началу разветвленной последовательности переходов; Преобразование вызовов немедленно с последующим возвратом в программу в переходы («сращивание хвостов» и «устранение рекурсивных хвостов») и т. д.
- Максимизируйте использование всех доступных регистров, сохраняя рабочие значения в них, где это возможно, чтобы минимизировать количество обращений к памяти, упаковывая несколько значений или флагов в регистры и избегая ненужных улучшений стека (особенно для рутинных входов и выходов).
- использование инструкций, специфичных для конкретного процессора, например, Б. Инструкции по отправке немедленного значения в пакет доступны в процессоре 80286 и более поздних. Другие примеры включают строковые инструкции из двух слов, инструкции для умножения 32-битных чисел, деления 64-битных на 32-битные числа и умножения на прямые значения, которые реализованы в процессорах 80386 и 80486.
Методы оптимизации производительности, описанные в этой статье, были разработаны и протестированы более чем одним поколением программистов и уже стали классическими. В то же время информационные технологии, особенно технологии программирования, постоянно развиваются. Появляются новые технологии, старые модернизируются или уходят в прошлое. Производительность компьютерного оборудования растет, и в то же время возрастает сложность и потребление ресурсов выполняемых ими задач.
Таким образом, задачи данной работы можно считать решенными, цель достигнутой.
50 страниц
83% уникальность
2020 год
89 просмотров
