Question

鉴于C＃中的Stopwatch类可以使用类似下面三个不同计时器的东西。

系统计时器，例如大约+-10 ms的精度取决于可以使用timeBeginPeriod设置的定时器分辨率，大约为+-1 ms。
时间戳计数器（TSC），例如嘀嗒频率为2.5MHz或1嘀嗒= 400 ns所以理想情况下是精确度。
高精度事件计时器（HPET），例如嘀嗒频率为25MHz或1嘀嗒= 40 ns，理想情况下是精确度。

我们如何衡量这种可观察的精确度？精度定义为

精确度是指每个测量值的两次或多次测量的接近程度其他

现在，如果Stopwatch使用HPET，这是否意味着我们可以使用Stopwatch来获得与计时器频率相当的精度测量值？

我不这么认为，因为这要求我们能够使用零方差或完全固定开销的计时器，据我所知，Stopwatch不是这样。例如，使用HPET并调用时：

var before_ticks = Stopwatch.GetTimestamp();
var after_ticks = Stopwatch.GetTimestamp();
var diff_ticks = after_ticks - before_ticks;

然后差异将是大约100 ticks或4000 ns，它也会有一些差异。

那么如何通过实验测量Stopwatch的可观察精度呢？所以它支持下面所有可能的定时器模式。

我的想法是搜索最小滴答数！= 0，首先建立用于系统定时器的Stopwatch的滴答的开销，这将是0，直到例如10ms这是10 * 1000 * 10 = 100,000个刻度，因为系统计时器的刻度分辨率为100ns，但精度远不是这个。对于HPET，它永远不会为0，因为调用Stopwatch.GetTimestamp()的开销高于计时器的频率。

但这并没有说明我们使用计时器测量的精确程度。我的定义是我们可以可靠地测量的差异有多小。

可以通过测量不同的迭代次数来执行搜索ala：

var before = Stopwatch.GetTimestamp();
for (int i = 0; i < iterations; ++i)
{
    action(); // Calling a no-op delegate Action since this cannot be inlined
}
var after = Stopwatch.GetTimestamp();

首先可以找到下限，其中对于给定数量的iterations，所有10个测量值都产生非零数量的刻度，将这些测量结果保存在long ticksLower[10]中。然后，最接近可能的迭代次数产生的刻度差总是高于前10次测量中的任何一次，将它们保存在long ticksUpper[10]中。

最差情况精度将是ticksUpper中的最高刻度减去ticksLower中的最低刻度。

这听起来合理吗？

为什么我想知道Stopwatch的可观察精度？因为这可以用于确定您需要测量的时间长度，以获得微基准测量的一定精度水平。即对于3位精度，长度应该是计时器精度的> 1000倍。当然，人们可以用这个长度多次测量。

Answer 1

Stopwatch类公开了一个Frequency属性，它是调用SafeNativeMethods。QueryPerformanceFrequency的直接结果。以下是属性页面的摘录：

频率值取决于基础时间的分辨率机制。如果安装的硬件和操作系统支持a 高分辨率性能计数器，然后频率值反映那个柜台的频率。否则，频率值基于关于系统定时器频率。

测量计时器的精确度（例如秒表/ QueryPerformanceCounter）

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