测量计算几何算法的运行时间

Question

我将在秋季学习计算几何，我们将在C或C ++中实现一些算法并对它们进行基准测试。大多数学生使用time命令生成一些数据集并测量他们的程序，但我想更加彻底。

我正在考虑编写一个程序来自动生成不同的数据集，用它们运行我的程序并使用R来测试假设和估计参数。

那么......你如何更准确地测量程序运行时间？

可能与衡量相关的内容是什么？

测试可能有什么假设（方差，缓存造成的影响等）？

我应该在多台计算机上测试我的代码吗？这些机器应该如何区别？

我的总体目标是了解这些算法在实践中的表现，哪些实施技术更好以及硬件实际执行情况。

Answer 1

Profilers很棒。 Valgrind很受欢迎。另外，如果你能访问某些机器，我建议你在risc机器上试用你的代码。它们的性能特征与有趣的方式不同于cisc机器。

Answer 2

您可以使用Windows API计时功能（不完全是这样），您可以使用亚纳秒精确的RDTSC内联汇编程序命令（不要忘记命令及其周围的指令会产生很小的开销）几百个周期，但这不是一个大问题。）

Answer 3

为了通过程序指标获得更高的准确性，您必须多次运行程序，例如100或1000.

有关指标的详细信息，请在网络上搜索指标和配置文件。

请注意，由于后台运行的程序（例如病毒扫描程序，音乐播放器和其他带有计时器的程序），程序在性能（时间）测量方面可能会有所不同。

您可以在不同的计算机上测试您的程序。处理器时钟速率，L1和L2高速缓存大小，RAM大小和磁盘速度都是因素（以及同时运行的其他程序/任务的数量）。浮点也可能是一个因素。

如果需要，可以通过打印各种优化设置的列表汇编语言来挑战编译器。查看哪个设置生成最少或最有效的汇编代码。

自处理数据以来，请查看数据驱动设计：http://www.gamearchitect.net/Articles/DataDrivenDesign.html

Answer 4

您可以使用Windows高性能计数器获得纳秒精度。从技术上讲，afaik，HPC可以是任何速度，但你可以查询它的每秒计数，据我所知，大多数CPU的性能计算非常高。

你应该做的只是找一个专业的探查者。这就是他们的目的。但更现实的是。

如果您只是在算法之间进行比较，只要您的机器在一个区域（Pentium D，SSD类型的东西）中没有出色表现，那么在一台机器上进行此操作并不重要。如果你想查看缓存效果，请尝试在机器启动后立即运行算法（确保获得Windows 7的副本，对于CS学生应该是免费的），然后让它做一些可能大量缓存的东西像图像处理一样，24小时或某些东西说服操作系统缓存它。然后再次运行算法。进行比较。

Answer 5

您没有指定您的平台。如果你在POSIX系统（例如linux）上，请查看clock_gettime。这使您可以访问不同类型的时钟，例如挂钟时间或CPU时间。您也可以了解时钟的精度。

由于您愿意对您的数字进行良好的统计，您应该经常重复您的实验，以便统计测试给您足够的信心。

如果您的测量结果不是太精细且方差很小，那么对于10个探头来说，这通常非常好。但是如果你去小规模，一个短的功能，你可能需要更高。

此外，您还必须确保可重复的实验条件，机器上没有其他负载，可用的内存等。