Pomiar czasu i odejmowanie - ciekawy problem

Question

Potrzebuję zmierzyć w programie czasy reakcji użytkownika i czas operacji. Dokładność ma być maksymalna, interesują mnie milisekundy. Oczywiście najcz...

User removed account · Accepted Answer

kolego, powyzsze watki mowia zeby wykorzystac czestotliwice procesora + licznik cykli, wszystko jest w winapi, wiec kontrolowane systemem win a jaki jezyk do tego uzyjesz jest bez znaczenia. jezeli upierasz sie na dos, to wiem ze kiedys mozna bylo wykorzystac timer 8253/8254 piszac procedure w asm, np:Code: text Expand Select all Copy to clipboardprocedure Wait; assembler;
{-----------------------------------------------------------------------------
Wait n cycles of 8253/8254 timer
Input : AX: number of cycles to wait
-----------------------------------------------------------------------------}
asm
push ax;
mov al, $B0;
out $43, al;
pop ax;
out $42, al;
mov al, ah;
out $42, al;
in al, $61;
and al, $FD;
or al, 1;
out $61, al;
@2: in al, $61;
and al, $20;
je @2;
end;


procedure PWait(w : word);
{ waits w * 10 uSecs }
begin
while (w > 0) do
begin
asm
mov AX, 12
call Wait
end;
dec(w);
end;
end;gdzie 'rozdzielczosc' masz w usnie wiem jak sie to ma do wspolczesnych maszyn ale chodzi o sama idee - wykorzystac timer lub predkosc pracy procesora...

User removed account · Accepted Answer

prosze bardzo - procedura zaczerpnieta z ksiazki ' praktyczny kurs assemblera' eugeniusza wrobla :Code: text Expand Select all Copy to clipboard

;****************************************************************************;
;Procedura oblicza szybko† procesora, korzysta z cykli generowanych przez   ;
;procesor w jednostce czasu.                             ;
;============================================================================;

taktowanie proc

       push es
       push 40h       ; pod adresem 046CH od restartu zmienia si© licznik co 55 ms
       pop es

       mov cx, 33         ; 33 razy sprawdzamy taktowanie i uredniamy
      el0:
       mov ax,es:6ch      ; pobieramy czas
      el1:
       cmp ax,es:6ch      ; czekamy aľ minie 55 ms (54,9ms)
       je el1
       rdtsc          ; pobieramy cykle
       push edx       ; i zapami©tujemy je na stosie (EDX:EAX)
       push eax
           loop el0

       xor cl, cl
       xor eax, eax
       pop ebx
       pop edx
       mov ch, 32
      el2:
       pop esi        ; pobieramy poszczeg˘lne cykle ze stosu
       pop edi        ; i je odejmujemy
       sub ebx, esi       ; sprawdzamy, czy nie nastapio przenisienie
       sbb edx, edi       ; poniewaľ modsza cz©† cykli moľe by† mniejsza,
       add eax, ebx       ; przy odejmowaniu od drugiej (EAX) musimy pamieta†
       adc cl, dl         ; o poľyczce z rejestru EDX. W CL zapami©tujemy
       mov ebx, esi       ; wszystkie poľyczki
       mov edx, edi
       dec ch
       jnz el2


       shrd eax, ecx, 5   ; w rejestrach CL:EAX znajduje si© nasza liczba
       xor edx, edx
       mov ebx, 54925     ; dzielimy przez 55 ms, czyli ilo† cykli w czasie
       div ebx

       mov bx, 10         ; przeksztacamy z hex na dec
       xor ch, ch
      l3:
       xor dx, dx         ; aby wywietli† liczb© w systemie dziesi©tnym
       div bx
       push dx
       inc cl
       or ax, ax
       jnz l3


      l4:
       pop dx         ; wypisujemy na ekranie
       add dl, '0'        ; predko† procesora
       mov ah,0Eh
       mov al,dl
       int 10H
       dec cl
       jnz l4
       pop ES
       ret

taktowanie endpznajac czestotliwosc procesora , pobierasz ilosc cykli jednym rozkazem (rdtsc) i z tego ile uplynelo czasu, chyba szybciej sie nie da...

krzychoocpp · Answer

Te schody sam sobie wybudowałeś, większość funkcji operujących (w różnych bibliotekach i językach programowania) na czasie używa do tego znaczników czasowych które są jedną liczbą. Poszczególne pola uzyskuje się wtedy za pomocą funkcji formatujących. Zwykle, żeby poznać różnicę w czasie, wystarczy odjąć dwie liczby.

Przy większej dokładności może być to tylko ciut bardziej skomplikowane: http://www.gnu.org/s/libc/manual/html_node/Elapsed-Time.html

A jeśli już masz wszystko gotowe, metodę z postu zaimplementowałeś i jedynym problemem jest to że dzień się przekręca, to zawsze do pola godzin z drugiego czasu dodawaj 24 (lub wielokrotności tej liczby).

Pozdrawiam, Krzysztof.

leburaque · Answer

Widzę w C bibliotekę time.h i jest tam "struct tm *localtime(const time_t *timep)", który zwraca ilość sekund od 1 stycznia 1970 r. na czas lokalny w postaci wskaźnika do struktury tm.

Jest też "difftime" które porównuje dwa czasy. Także w sekundach.

Po pierwsze to nie milisekundy o które mi chodzi, więc i tak byłoby trzeba pisać jakiś dodatkowy kod różnicowania do kontroli milisekund. A zakładając powyższe wcale nie byłoby łatwo, zwłaszcza, kiedy chodzi o "pożyczenie" tych milisekund z sekund.

Po drugie nie mam pojęcia jak wygląda funkcja wewnętrznie, a potrzebuję ALGORYTMU który mógłbym implementować do różnych języków, np. assemblera, a nie zasadniczo ezoterycznej funkcji dostępnej z jednego języka programowania i to konkretnej jego biblioteki.

Dziękuję jednak za odzew i pozdrawiam!

P.S. Właściwie to muszę dodać: dotychczas większość algorytmu do swoich badań pisałem w pascalu/assemblerze. Stąd pytanie o algorytm, bo będzie mi go łatwo przenosić między językami, a uzależniony też jestem od swojego promotora, który zadecyduje co "wygląda czytelniej".

User removed account · Answer

totalna bzdura. lubisz sobie utrudniac zycie ? tak sie nie liczy czasu dla ms czy us !!!tu masz napisane jak to sie robi i nawet jest podany gotowiec :https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1083710.html

leburaque · Answer

Piszę w jak najprostszych językach, kompiluję w praktycznie w dosie, bo zależy mi na tym, żeby analizować algorytmy i upraszczać kod do maximum. Nie wiem, może jestem laikiem, ale jak skompiluję ten sam kod w środowisku np. Lazarusa, to mam 250% objętości programu i spadek formy każdej wykonanej operacji o min. 20%. Widać to od razu po całych algorytmach. Pamięta ktoś jeszcze o wydajności kodów?

Analizuję przesunięcia w matrycach 100x100x3, w dużym skrócie są to analizy wpływu. Mniejsza zresztą o to - nie przerzucę teraz wszystkiego do języków wysokopoziomowych. Widzę jednak, że rady sprowadzają się do: "zmień język". A zadałem przecież absolutnie konkretne pytanie.

W wątkach podanych powyżej są takie kwiatki jak "wykorzystaj Time2Long(h,m,s,s100);", które są po prostu czyjąś prywatną procedurą, bez opisu jej działania zresztą.

Jeśli napiszę niewydajną procedurę, to spadnie mi szybkość wykonywania przesunięć w matrycach. W takiej procedurze jak powyższe mam 4 mnożenia i min 16 porównań, a ja tu walczę o każdy ruch procesora... :/ Zresztą - lepsze przeca porównania niż mnożenie...

leburaque · Answer

OK, to już do mnie trafia. Zobaczę, co wygrzebię w ASM, ale w międzyczasie zrobiłem sobie plan takiego superprostego algorytmu. W zasadzie czas oczekiwania pomiędzy pomiarami waha się od kilku milisekund do kliku sekund. W zasadzie więc porównania zawierają się w zakresie dwóch operacji, pomijam przy pomiarze minuty i godziny (na razie, potem to pewnie dopracuję).

Idea wygląda tak:

1) Odejmij milisekundy od siebie: pomiar_obecny - pomiar_początkowy.
2) Jeśli wynik jest ujemny, odejmij 1 od sekund_pomiaru_początkowego.
3) Użyj na sekundach wartości bezwzględnej.
4) Odejmij od siebie sekundy, a wynik przemnóż przez 100.
5) Zsumuj wyniki odjęć sekund i milisekund.

Mało operacji porównawczych, dwa razy tłukę w procek mnożeniem. Wydajne powinno być. Przynajmniej na razie. Jak to wygląda?

trol.six · Answer

Dodawanie i odejmowanie z przeniesieniem to chyba najprostsze operacje

i wcale nie takie wolne. Mnożenie też jest szybkie. Zdecydowanie ładowanie zmiennych do rejestrów może być dłuższe.

Jak chcesz mieć wydajnie to nie mierzysz czasu i tyle

Jeśli pomiar trwa więcej jak 3% algorytmu, to imho nie ma sensu, poza początkowym testem na bawienie się w takie rzeczy. Myśle ze krzychoocpp dość sensownie napisał.

Tak to wygląda po rozważeniu

User removed account · Answer

cos mi tu nie gra, poniwaz nie wiem jak pobiersz czas, ale nawet w delphi czas pobierany jest w postaci liczby 64bitowej i z niej sa dekodowane godziny,minuty,sekundy i milisekundy. jezeli pobierzesz ta liczbe (liczba dni ktora uplynela od 1899 roku),to naprostszym rozwiazaniem jest:
wynik= pomiar_obecny - pomiar_poczatkowy

leburaque · Answer

Tak to wygląda: prosto i w pascalu.Code: text Expand Select all Copy to clipboardtype czas_operacji = record
                       G, M, S, S100 : word;
                     end;

var
CzasOstatniej, CzasAktualnej : czas_operacji;

procedure ObliczCzas;
var a, b, c, d: integer;
begin
  CzasOperacji := 0;
  a := CzasAktualnej.S100;
  b := CzasOstatniej.S100;
  c := CzasAktualnej.S;
  d := CzasOstatniej.S;

  if (a - b) < 0
    then begin
           Dec(c);
           Inc(a, 100);
         end;

  if (c - d) < 0
    then begin
           Inc(c, 60);
         end;

  CzasOperacji := Abs(a - b) + Abs(c - d) * 100;
end;

procedure CzekCzas;
begin
  CzasOstatniej := CzasAktualnej;
  GetTime(CzasAktualnej.G, CzasAktualnej.M,
          CzasAktualnej.S, CzasAktualnej.S100);
  ObliczCzas;
end;
To na początek, jest w miarę zrozumiałe? Dodano po 24 [minuty]: W zasadzie to po wszystkich przesunięciach w tablicy czas mierzalny oscyluje w okolicach 250ms. Jak skompilowałem w środowisku win to mi skoczył do 600-800. Traktuję komplet przesunięć jak jedną ogólną operację, której czas mierzę. Oczywiście to nie jest optimum, powinienem to przerzucić w ASM, ale kurczę muszę wyniki podać promotorowi, to ważne;).Optymalizację mogę jeszcze poczynić tak, że będę pobierał czasy co 10, albo i 100 operacji i wyciągał średnią. Wyjdzie w zasadzie na to samo, ale mogę wówczas zapomnieć o "widoczności" dużych odchyłów od średniej. A to też dla mnie ważne.Przez chwilę też próbowałem implementować ten ASM powyżej, ale pojawia mi się wtedy problem konwersji otrzymanych danych na setne sekundy. Co sądzicie? W którą stronę poprawiać? Dodano po 3 [minuty]: Aha - bo nie wiem, czy to widoczne, w starym Pasku się kiepsko pracuje na Wordach, bo nie można wykonać działania odejmowania w locie (od razu runtime error;). Operacje na wordach są traktowane jak wordy, więc żeby mieć ujemne musiałem dodać 4 zmienne. Chyba je jednak przerzucę na globalne. Różnica może znikoma, ale podziała chyba?Proszę pamiętać o używaniu znaczników code. - arnoldziq

User removed account · Answer

nie znam sie na asm ale jezeli to mozliwe to zrobilbym tak:
wstawka asm do pascala przerwanie 21h funkcja 2ch, zrzucenie ch,cl,dh,dl jako jedna liczbe (wlasnie nie wiem czy to jest mozliwe)
pozniej wiadomo czas strtu to jeden odczyt liczby ze wstawki asm ,czas konca 2 odczyt, wynik to roznica konca-startu.

leburaque · Answer

W sumie 2ch zwraca cztery różne liczby. Ale skoro jest bliższe procesora, to może coś zaoszczędzę? W sumie te Gettime w Pasku są na nich bezpośrednio robione, więc szybkość się nie zmieni jakoś widocznie, a i tak będę musiał wykonać szereg porównań. Na razie chyba to co mam tam to jakiś środek między wydajnością a prostotą.

Swoją drogą to muszę się przyznać, że nie pamiętam/nie wiem jak w ASM sprawdzić znak wartości. Oświeciłby mnie ktoś?

leburaque · Answer

Czegoś takiego potrzebowałem. Chyba nieco pomodyfikuję, ale cieszę się, że jest odzew.Zapomniałem podziękować.