Costo de ejecución (Memoria, registros, pilas)
Los costos de ejecución son aquellos que vienen implícitos al ejecutar el
programa.
En algunos programas se tiene un mínimo para ejecutar el programa, por lo que el
espacio y la velocidad de los microprocesadores son elementos que se deben
optimizar para tener un mercado potencial más amplio.
Las aplicaciones multimedia como los videojuegos tienen un costo de ejecución
alto por lo cual la optimización de su desempeño es crítico, la gran mayoría de las
veces requieren de procesadores rápidos (e.g. tarjetas de video) o de mucha
memoria. Otro tipo de aplicaciones que deben optimizarse son las aplicaciones
para dispositivos móviles.
Los dispositivos móviles tienen recursos más limitados que un dispositivo de
cómputo convencional razón por la cual, el mejor uso de memoria y otros recursos
de hardware tiene mayor rendimiento. En algunos casos es preferible tener la
lógica del negocio más fuerte en otros dispositivos y hacer uso de arquitecturas
descentralizadas como cliente/servidor o P2P.
lunes, 21 de octubre de 2019
3.2 Costos
Costos
Los costos son el factor más importante a tomar en cuenta a la hora de optimizar
ya que en ocasiones la mejora obtenida puede verse no reflejada en el programa
final pero si ser perjudicial para el equipo de desarrollo. La optimización de una
pequeña mejora tal vez tenga una pequeña ganancia en tiempo o en espacio pero
sale muy costosa en tiempo en generarla.Pero en cambio si esa optimización se hace por ejemplo en un ciclo, la mejora obtenida puede ser N veces mayor por lo cual el costo se minimiza y es benéfico la mejora.
Por ejemplo:
for(int i=0; i < 10000; i++); si la ganancia es de 30 ms 300s
3.1.4 De mirilla
De mirilla
La optimización de mirilla trata de estructurar de manera eficiente el flujo del programa, sobre todo en instrucciones de bifurcación como son las decisiones, ciclos y saltos de rutinas.
La idea es tener los saltos lo más cerca de las llamadas, siendo el salto lo más pequeño posible.
Instrucciones de bifurcación
Interrumpen el flujo normal de un programa, es decir que evitan que se ejecute alguna instrucción del programa y salta a otra parte del programa.
Por ejemplo: el “break”
Switch (expresión que estamos evaluando)
{
Case 1: cout << “Hola” ;
Break;
Case 2: cout << “amigos”;
Break;
}
3.1.3 Globales.
Globales.
La optimización global se da con respecto a todo el código. Este tipo de
optimización es más lenta pero mejora el desempeño general de todo programa.
Las optimizaciones globales pueden depender de la arquitectura de la máquina.
En algunos casos es mejor mantener variables globales para agilizar los procesos
(el proceso de declarar variables y eliminarlas toma su tiempo) pero consume más
memoria. Algunas optimizaciones incluyen utilizar como variables registros del
CPU, utilizar instrucciones en ensamblador.
Como puntos mas resultantes son:
• La optimización global se da con respecto a todo el código.
• Este tipo de optimización es más lenta pero mejora el desempeño general de todo programa.
• Las optimizaciones globales pueden depender de la arquitectura de la máquina.
3.1.2 Ciclos
3.1.2 Ciclos
Factorización de expresiones invariantes
Expresiones invariantes de bucle: expresiones cuyo valor es
constante durante toda la
ejecución del bucle
>
incuyen constantes y/o variables no modi_cadas en el cuerpo
del bucle
Principio: Mover expresiones invariantes desde el cuerpo
hasta la cabeza del bucle
-> al sacarlas del bucle, pueden quedar dentro de otro
bucle externo)
-> repetir proceso.
Ejemplos:
while (i
>
Algunas optimizaciones son difíciles de implementar
Algunas optimizaciones son costosas en términos de tiempo de
compilación
La optimización más elaborada es difícil y costosa
Meta: Mejora Máxima con costo mínimo
Los costos son el factor más importante a tomar en cuenta a
la hora de optimizar ya que
en ocasiones la mejora obtenida puede verse no reflejada en
el programa final pero si
ser perjudicial para el equipo de desarrollo.
La optimización de una pequeña mejora tal vez tenga una
pequeña
ganancia en tiempo
o en espacio pero sale muy costosa en tiempo en generarla.
Pero en cambio si esa optimización se hace por ejemplo en un
ciclo, la mejora obtenida
puede ser N veces mayor por lo cual el costo se minimiza y
es benéfico la mejora.
Por ejemplo: for(int i=0; i < 10000; i++); si la ganancia
es de 30 ms 300s
3.1.1 Locales.
3.1.1 Locales
Reacondicionamiento de operadores
Cambiar orden de evaluación aplicando propiedades
conmutativa, asociativa y
distributiva.
V:= W * X *( Y + Z )
=
V := ( Y + Z ) * W * X
Código no optimizado, con 7 líneas de código.
1. MOV AX, W
2. MUL AX, X
3. MOV t1, AX
4. MOV AX, Y
5. ADD AX, Z
6. MUL AX, t1
7. MOV V, AX
Código optimizado a solo 5 líneas de código.
1.
2.
3.
4.
5.
MOV AX, Y
ADD AX, Z
MUL AX, W
MUL AX, X
MOV V, AX
3.1 Tipos de optimización.
3.1 Tipos de optimización.
En ciencias de la computación, un compilador optimizador es un compilador que trata de minimizar ciertos atributos de un programa informático con el fin de aumentar la eficiencia y rendimiento.Las optimizaciones del compilador se aplican generalmente mediante una secuencia de transformaciones de optimización, algoritmos que transforman un programa para producir otro con una salida semánticamente equivalente pero optimizado.
Generalmente hay varios aspectos que se desean optimizar:
- Optimización temporal: Reducir el tiempo de ejecución del programa.
- Optimización espacial: Reducir la cantidad de espacio en memoria que ocupa el programa en ejecución.
- Reducir el tamaño del programa.
- Minimizar la potencia consumida por un programa (debido a las computadoras portátiles).
Etapas de compilación
Se ha demostrado que algunos problemas de optimización de código son NP-completo, o incluso indecidibles. En la práctica, factores como la voluntad del programador que debe esperar a que el compilador complete sus tareas, imponen límites superiores en las optimizaciones que las que una simple implementación del compilador puede proporcionar (la optimización es un proceso muy intensivo que generalmente necesita mucho procesamiento y memoria para llevarse a cabo). En el pasado, las limitaciones de memoria de las computadoras también eran un factor importante en la limitación de las optimizaciones que se podían realizar. Debido a todos estos factores, la optimización rara vez produce una salida de forma óptima (valga la redundancia), y el hecho de que una optimización pueda impedir el rendimiento en algunos casos, hace que, sean métodos heurísticos para mejorar el uso de los recursos en los programas típicos.
La optimización es el campo donde se hace más investigación en los compiladores hoy en día. Las tareas del front-end (exploración, análisis sintáctico, análisis léxico, análisis semántico) son bien conocidas y, sin optimizar, la generación de código es relativamente sencilla. La optimización, por otra parte, aún es un campo que no se ha terminado de desarrollar de forma completa.
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