Windows API

ANSI C

Измерение времени выполнения программы

При отладке программ актуальна задача оценки времени выполнения конкретного фрагмента, что позволяет понять, на сколько оптимально реализован алгоритм. Следует сразу отметить, что при измерении необходимо помнить о том, что большинство функций измерения времени имеют погрешность измерения 1 мс, а их вызов вносит определенные задержки (порядка единиц-десятков мкс). Таким образом, для повышения точности необходимо измерять интервалы, существенно больше 1 мс, например имеющие порядок секунд. Если необходимо измерить время выполнения фрагмента программы существенно меньшей величины следует организовать счетный цикл, реализующий многократное повторение одного и того же фрагмента программы.

Кроме того, следует помнить, что время однократного выполнения одного и того же фрагмента программах в разных состояниях вычислительной системы (оно может менять несколько раз в секунду) может существенно различаться.

Результат измерения при многократном повторении в цикле, приведенный к единичному выполнению, будет показывать усредненное значение времени выполнения, причем в этом случае можно добиться точности существенно выше 1 мс.

Основной принцип измерения заключается в следующем. Перед измеряемым фрагментом необходимо вставить функцию измерения текущего времени (в любых единицах), значение которого помещаем в переменную. После измеряемого фрагмента вставляем аналогичную функцию. Разность последнего и первого измерений времени есть время выполнения фрагмента программы. Пример использования функций приводится ниже.

В соответствии со стандартом ANSI C компилятор C в библиотеке функций должен существовать файл time.h, в котором определены функции для работы со временем. Таким образом, функции, определенные в ANSI C не зависят от операционной системы и аппаратной платформы.

#include <time.h>

clock_t clock(void);

Функция clock возвращает число тактов таймера с момента запуска программы. Для преобразования результата в секунды его нужно разделить на макроопределение CLOCKS_PER_SEC. Выдается общее количество процессорного времени, прошедшего с момента начала выполнения программы в единицах, определенных машинно-зависимым макро CLOCKS_PER_SEC. Если такое измерение провести нельзя, то выдается -1. В большинстве реализаций библиотек C функция clock() имеет разрешение в 1 миллисекунду. Если тип clock_t объявлен как: typedef long clock_t;, то через 24.3 дня возвращаемые значения будут отрицательными.

time_t time (time_t * timer)

Функция time() предназначена для определения календарного времени в секундах с 1-го января 1970 года. Если значение timer не NULL, оно будет возвращено в качестве результата. Функция возвращает -1 в случае, если время определить невозможно.

Функции Windows целесообразно использовать в тех случаях, когда код программы не планируется переносить на другие платформы.

#include <windows.h>

DWORD GetTickCount();

Функция GetTickCount() возвращает время с момента загрузки Windows в миллисекундах. Максимальное значение - 49.7 дней, после чего счет начинается сначала. В большинстве случаев предпочтительно использование именно этой функции Windows.

BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *lpPerformanceCount);

Функция QueryPerformanceCounter возвращает значение таймера высокой точности. Позиционируется как таймер высокой точности, однако реальная точность возвращаемого значения зависит от версии Windows. Особенность использования данной функции заключается в том, что счетчик связан с конкретным процессором, что требует, чтобы текущий поток выполнялся на одном и том же процессоре (или его ядре). Для этого следует устанавливать маску допустимых процессоров функцией SetThreadAffinityMask.

BOOL QueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER *lpFrequency);

Функция QueryPerformanceFrequency() возвращает частоту таймера высокой точности. Если возвращаемое значении 0 – таймер не существует или получить значение частоты не удалось. В документации MSDN не упоминается, что возвращаемое значение является частотой процессора, однако приближенно можно считать возвращаемую величину именно частотой процессора, а значение, возвращаемое QueryPerformanceCounter значением счетчика тактов ядра процессора (у каждого ядра свой счетчик тактов).

Дата добавления: 2014-11-25