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■提高性能的方法
・原理
1.1.java处理中#xff0c;计算阶乘#xff0c;为什么展开循环可以提高效率
1.2.从cpu的流水线角度#xff0c;再说明一下
1.3.介绍一下 cup的指令流水线
■实际运用
1.求和
代码
结果
2.求阶乘 #xff08;性能提高效果明显计算阶乘为什么展开循环可以提高效率
1.2.从cpu的流水线角度再说明一下
1.3.介绍一下 cup的指令流水线
■实际运用
1.求和
代码
结果
2.求阶乘 性能提高效果明显
代码
结果
测试电脑性能
自己电脑
电脑001
电脑002
媳妇的电脑
爸爸的电脑 ■提高性能的方法
通过展开循环提高效率。
算法CPU原理
・原理
1.1.java处理中计算阶乘为什么展开循环可以提高效率 展开循环可以提高效率的原因是避免了重复的循环操作。在计算阶乘的过程中我们需要对一个数从1乘到该数本身如果使用循环来实现这个操作就需要每次都进行一次循环迭代直到达到该数。而展开循环的方式可以直接将每一次循环的结果串联起来避免了重复的循环操作。 --- 举个例子假设要计算5的阶乘。使用循环的方式需要进行5次循环迭代分别计算1x2、2x3、3x4、4x5最后得到120。而展开循环的方式可以直接计算1x2x3x4x5得到结果120避免了重复的循环操作。 -- 因此展开循环可以减少循环迭代次数提高运算效率。但需要注意的是展开循环在处理大数阶乘时可能会造成溢出问题需要进行适当的优化处理。 1.2.从cpu的流水线角度再说明一下
https://rcwap.com/newsdetail_630.html 从CPU流水线的角度来看展开循环可以提高效率的原因是减少了分支branch导致的流水线停顿pipeline stall。 ---- 在计算阶乘的过程中循环结构通常会引入条件分支用于判断循环是否继续。当分支预测branch prediction失败时CPU的流水线会发生停顿等待分支判断结果返回。这会导致流水线中断浪费了一些CPU周期。 ---- 而如果采用展开循环的方式即在代码中展开多个循环迭代相当于将多个循环迭代的结果直接写入代码中。这样就避免了循环和条件分支的存在减少了分支预测失败的机会减少了流水线停顿。 --- 通过减少流水线停顿CPU可以更充分地利用流水线的并行性和吞吐量提高指令的执行效率加快计算阶乘的速度。 --- 但是需要注意展开循环也会增加代码量可能会导致代码膨胀和缓存不命中等问题因此在选择是否展开循环时需要综合考虑代码大小、缓存使用情况以及具体的计算规模来做出决策。 1.3.介绍一下 cup的指令流水线 CUPControl Unit Pipeline是计算机的一种指令流水线执行方式。它将计算机的指令执行过程分为多个阶段并且每个阶段由一个专门的硬件单元来处理。这种流水线执行方式可以提高计算机的效率和性能。 CUP的指令流水线一般包括以下几个阶段 取指令阶段Instruction Fetch从指令存储器中读取下一条指令并将其送入指令译码器。 指令译码阶段Instruction Decode将指令译码为包含操作码和操作数的控制信号。 执行阶段Execution根据控制信号执行指令中的操作并产生需要的结果。 访存阶段Memory Access如果指令需要访问内存则进行内存读取或写入操作。 写回阶段Write Back将执行结果写回到寄存器文件或存储器中。 CUP的指令流水线可以并行地执行多条指令从而实现指令的重叠执行。当一条指令在某个阶段执行时下一条指令可以开始在前一个阶段进行处理。这样可以大大缩短指令的执行时间提高计算机的吞吐量。 然而CUP的指令流水线也存在一些问题。例如由于指令之间可能存在数据依赖关系需要进行冒险Hazard处理还可能存在控制依赖问题需要进行分支预测等。因此在设计CUP指令流水线时需要考虑这些问题并采取相应的策略来解决。 xxx
https://rcwap.com/newsdetail_630.html ■实际运用
1.求和
代码
package com.sxz.study.alogrithm;public class TestAlogrithom {public static void main(String[] args) {long timeBegin 0;long timeEnd 0;timeBegin System.currentTimeMillis();long result1 calc001(1000000000);System.out.println(result1);timeEnd System.currentTimeMillis();System.out.println(timeEnd-timeBegin);timeBegin System.currentTimeMillis();long result2 calc002(1000000000);System.out.println(result2);timeEnd System.currentTimeMillis();System.out.println(timeEnd-timeBegin);}public static long calc001(int sumNumber) {long count 0;for (int i 1; i sumNumber; i) {count i;}return count;}public static long calc002(int sumNumber) {long count1 0, count2 0, count3 0, count4 0;// 假设sumNuber 是4的倍数for (int i 1; i sumNumber; i4) {count1 i;count2 i1;count3 i2;count4 i3;}return count1 count2 count3 count4;}}结果
性能提高 了近14% (299 ⇒ 258)
299-258/ 299 13.71%
299 / 258 1.1589
改善后速度是之前的1.16倍 500000000500000000 299 500000000500000000 258 ----------------------
2.求阶乘 性能提高效果明显
代码
package com.sxz.study.alogrithm;import java.math.BigDecimal;public class TestAlogrithom2 {public static void main(String[] args) {long timeBegin 0;long timeEnd 0;timeBegin System.currentTimeMillis();BigDecimal result1 calc001(10000);System.out.println(result1);timeEnd System.currentTimeMillis();System.out.println(timeEnd-timeBegin);timeBegin System.currentTimeMillis();BigDecimal result2 calc002(10000);System.out.println(result2);timeEnd System.currentTimeMillis();System.out.println(timeEnd-timeBegin);}public static BigDecimal calc001(int sumNumber) {BigDecimal count new BigDecimal(1);for (int i 1; i sumNumber; i) {count count.multiply(new BigDecimal(i));}return count;}public static BigDecimal calc002(int sumNumber) {BigDecimal count1 new BigDecimal(1);BigDecimal count2 new BigDecimal(1);BigDecimal count3 new BigDecimal(1);BigDecimal count4 new BigDecimal(1);// 假设sumNuber 是4的倍数for (int i 1; i sumNumber; i4) {count1 count1.multiply(new BigDecimal(i));count2 count2.multiply(new BigDecimal(i1));count3 count3.multiply(new BigDecimal(i2));count4 count4.multiply(new BigDecimal(i3));}return count1.multiply(count2).multiply(count3).multiply(count4);}}结果
性格提高了近69%% (92 ⇒ 29)
92-29/ 2 68.47
92/29 3.17
改善后速度是之前的三倍。 2846..........000092 2846..........000029 测试电脑性能
自己电脑
小米 笔记本 Pro 点击excel 文件夹 未响应 卡死 如何解决_小米笔记本文件夹未响应-CSDN博客 电脑001 电脑002
xxx
媳妇的电脑
xx
爸爸的电脑
xx
