对处理能力和运行时间感到困惑

Question

我一直在C，Python和Matlab上进行科学计算。当我在台式PC上运行一段代码时，可能需要数小时才能完成。但是，在此期间，使用的CPU不到100％，内存不足100％。

那么瓶颈在哪里？天真的问题：为什么PC不能在算法上投入更多处理能力以使其运行得更快？

修改

特别是，我目前正在Matlab中运行一个矢量化循环（不执行任何I / O），该循环已持续2小时，任务管理器表示40-38％的CPU使用率（和28％的内存）全部这些时间。为什么PC不使用90％的CPU而且更快？

Answer 1

你在做任何I / O吗？你在运行任何其他进程吗？ 在任何时刻，计算机都在运行你的程序（100％）或其他东西（0％），所以你看到的是时间平均。 如果你做了任何I / O，那么你的程序必须等到它发生的时候才能完成，而这个程序是100％的。

就内存而言，您的程序使用它所使用的内容，这可能是也可能不是所有可用的RAM。

BTW，仅仅因为它使用100％的CPU并不意味着它的速度很快。你的Python和Matlab代码可能需要10-100个周期来完成C在一个周期中所做的事情，因为这些语言被解释和/或做了更多的内存管理。

Answer 2

尝试更改流程的优先级（如果使用了多个流程，则尝试更改流程）。根据操作系统的不同，实际上可以使整个CPU专用于您的过程。请务必了解其含义。我已经做了这个测试。

Answer 3

现在大多数CPU都具有多个内核，如果在多个线程上执行，程序可能运行得更快。但是，您列出的语言不太容易支持多线程（在C语言中，您可以尝试使用pthreads或MPI）。

如果您需要尝试不同的输入数据或算法版本，快速解决方案可能只是同时运行两个或三个程序实例。你似乎也有足够的记忆力。