Программирование

2. Оптимизация циклов, в том числе сдвиг вычислений неизменяющихся величин за границы циклов, разворачивание циклов и «соединение» отдельных циклов, выполняемых одно и то же количество раз, в единый цикл («сжатие цикла»).

3. Наибольшее применение всех доступных регистров, в результате хранения в них рабочих значений каждый раз, когда это возможно, чтобы уменьшить число обращений к памяти, упаковка большого числа значений или флагов в регистры и устранение лишних продвижений стека (особенно на входах и выходах подпрограмм).

4. Применение специфических для этого процессора инструкций, например, инструкции засылки в стек прямого значения или умножения числа на непосредственный операнд, имеющийся в процессорах 80186, 80188, 80286, 80386 и 80486. Также примером могут быть двухсловные строковые инструкции, команды перемножения 32-разрядных чисел и деления 64-разрядного на 32-разрядное число, которые проводятся в процессорах 80386 и 80486. Программа должна, конечно, первоначально определять, с каким типом процессора она работает.

В процессорах 80 x 86, но не 80 x 88, возможно, удастся повысить скорость действия программы на несколько процентов в результате выравнивания расположения данных и меток, на которые осуществляется передача управления, относительно определенных границ.

Процессоры 8088 и 80188 имеют 8-разрядную шину, и для них не имеет значения, на какую границу выровнены данные, поэтому выравнивание можно не применять или установить на границу байта (1 байт, 8 бит); процессоры 8086, 80186 и 80286 обладают 16-разрядной шиной, и им проще действовать с данными, выровненными на границу слова (2 байта, 16 бит); процессор 80386, для которого свойственна 32-разрядная шина, использует выравнивание на границу двойного слова (4 байта, 32 бита); из-за особенностей своей внутренней кэш-памяти процессору 80486, тоже с 32-разрядной шиной, проще работать, если осуществляется выравнивание на границу параграфа (16 байт, 96 бит).

43. Оптимизация по размеру в Ассемблер

Если работоспособность некоторой программы ограничена ее размером, а не скоростью реализации, то следует применить стратегию оптимизации. При этом работать следует над ухищрениями, в точности противоположными тем, что применялись для увеличения быстродействия. Необходимо тщательно изучить свою программу и определить, что является причиной основной проблемы – размер кода или объем данных.

Если производится работа с большими блоками данных, то необходимый эффект может дать их организация в нетривиальные структуры. Однако замена бы-строобрабатываемых, но неплотных массивов и таблиц менее громоздкими структурами типа связных списков или упаковка данных с применением битовых полей, вероятно, даст не очень большие преимущества. Обычное уплотнение таблиц и других структур данных и их дальнейшее разуплотнение не всегда полезно из-за того, что часто необходимо разуплотнять все данные только для того, чтобы добраться до некоторого пункта, а программы уплотнения/разуплотнения сами по себе чаще всего занимают большой объем памяти.

Оптимизация программы для уменьшения размера не похожа на оптимизацию для повышения быстродействия.

Во-первых, следует просмотреть весь текст программы и убрать все предложения и процедуры, которые никогда не осуществляются или недоступны ни из какой точки программы (мертвые коды). Если речь идет о большой прикладной программе, много строк можно безболезненно удалить.

Во-вторых, проанализируйте программу.

Необходимо опять собрать все идентичные или функционально сходные последовательности кода в подпрограммы, выбираемые из любой точки программы. Чем более универсальными будут написанные подпрограммы, тем более вероятно, что их код можно применять повторно. Если последовательно придерживаться данного подхода где только возможно, то получится очень компактная программа модульного типа, которая состоит главным образом из вызовов подпрограмм.

44. Достоинства и недостатки оптимизации

Оптимизация кодов для любого языка всегда заставляет идти на компромиссы. Такими компромиссами являются:

1) сокращение используемого объема памяти в результате снижения быстродействия;

2) увеличение быстродействия в результате ухудшения возможностей сопровождения и доступности текста программы для чтения;

3) уменьшение времени деятельности программы в результате увеличения времени ее разработки. Среди операций, которые приведены ниже, каждая

следующая требует больше времени, чем предшествующая. Рассмотрим эти операции: регистр/регистр, операции с памятью, операции с диском и операции взаимодействия с пользователем. Так что не стоит тратить силы на сокращение нескольких машинных циклов в программе, когда скорость ее исполнения ограничена операциями обращения к дисковым файлам. Взамен можно применить сокращение числа таких операций. А после выполнения того, что, в принципе, могло бы быть оптимизацией, следует осуществить тщательную проверку полученных результатов.