Как с точностью до микросекунд замерить время выполнения функции?

@Svinina · Регистрация: 28.11.2010

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Товарищи, подскажите, как с точностью до микросекунд замерить время выполнения некоторой функции?

@ForEveR · 16.11.2011, 13:12

Svinina,

C++

1
2
3

boost::posix_time::ptime now = boost::posix_time::microsec_clock::universal_time();
//Действия
std::cout << (boost::posix_time::microsec_clock::universal_time() - now).total_microseconds() << std::endl;

@Deviaphan · 16.11.2011, 13:14

Не по теме:

Сообщение от Bers

Но если его загрузить на 100% он уже не будит в полусонном состоянии

Измерял производительность при помощи AIDA (или как там её). В начале теста скорость была ниже номинальной. В середине выше. Под конец снова чуть ниже. А ведь это серьёзно спроектированный тест производительности системы. А как ты предлагаешь на 100% загрузить многопроцессорный комп? Циклом?

@Svinina · 16.11.2011, 13:18 **[ТС]**

А функция clock в чем выдает время?

Не по теме:

в мане про нее почему-то ничего не могу найти

Добавлено через 1 минуту
ForEveR, там где я буду тестить программу, boostа скорее всего нет.

@~~Bers~~ · 16.11.2011, 13:22

Сообщение от Deviaphan

Измерял производительность при помощи AIDA (или как там её). В начале теста скорость была ниже номинальной. В середине выше. Под конец снова чуть ниже. А ведь это серьёзно спроектированный тест производительности системы. А как ты предлагаешь на 100% загрузить многопроцессорный комп? Циклом?

Я понятия не имею, как там Аида работает. Может она на 1 процессорный рассчитана?
Но я знаю, что тесты тем более точные, чем больше делалось количество замеров. И брать нужно усредненные значения. И в любом случае будит погрешность. Вопрос только в том, какая.

На одно процессорном компе оценивать секунды тиками с помощью rdtsc было вполне нормальным вариантом. Во всяком случае разбега в показаниях сильного не наблюдалась.

А вот на многоядерниках сразу затупила.

@fasked · 17.11.2011, 10:20

Сообщение от Svinina

там где я буду тестить программу, boostа скорее всего нет.

Лезем в исходники буста и убираем все лишнее

@ForEveR · 17.11.2011, 11:03

Можно и через std::chrono. Но там в system_clock взависимости от системы измерение выбирается... С кастом не разбирался.

@taras atavin · 17.11.2011, 11:14

Сообщение от Deviaphan

Перечитай название темы. Точность и погрешность - слова синонимы.

Я отвечал не ТСу.

Добавлено через 9 минут
Кстати, можно поднять и точность циклом. Какова погрешность измерения длительности при значениях порядка минуты? Если даже плюс/минус секунда, а цикл на миллион ровно в эту минуту уложится, то вот вам и точность одного прохода плюс/минус микросекунда: делим время всего цикла на число повторов, относительная погрешность сохраняется, а абсолютная делится на тот же делитель. Мало того, точно таким же образом можно даже с помощью обычных часов без секундной стрелки получить точность плюс/минус наносекунда: повтори 300 миллиардов раз, а общее время измерь с точностью плюс/минус 5 минут, потом раздели и радуйся сверхточности, но только в абсолютном, а не относительном выражении. Но надо, чтоб проверка счётчика и переход в начало цикла выполнялись много быстрее однократного исполнения самой функции, иначе добавляется значимая погрешность самого цикла.

@solar_wind · 17.11.2011, 11:21

taras atavin, Никакой точности ты так не получишь. Если измерять время работы программы, то оно в зависимости от разных внешних причин будет различным, причем будет отличаться на миллисекунды. И твое значение с точностью микросекунда, будет не ценнее чем значение с точностью миллисекунда.

@Deviaphan · 17.11.2011, 11:22

Сообщение от vitaly1981

И твое значение с точностью микросекунда

...будет средней температурой по больнице.

@taras atavin · 17.11.2011, 11:52

Сообщение от vitaly1981

Никакой точности ты так не получишь. Если измерять время работы программы, то оно в зависимости от разных внешних причин будет различным, причем будет отличаться на миллисекунды.

Время миллиона повторов, различающееся на миллисекунды - $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?t=T/N$ , где t-искомое время, T - истинное время работы цикла, N - число шагов цикла.
$https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?T=T_i+\delta T$ , где $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?T_i$ - измеренное время, $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\delta T$ - неизвестная фактическая погрешность измерения, о которой известно только, что её модуль не превышает определённой величины. $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?t=\left(T_i+\delta T \right)/N$ , теперь выразим t аналогично T: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?t=t_i+\delta t$ , где t - истинное значение, t_i - результат косвенного измерения, $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\delta t$ - погрешность косвенного измерения, сопоставляем: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?t_i+\delta t=\left(T_i+\delta T \right)/N$ , а считали мы так: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?t_i=T_i/N$ , тогда: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?T_i/N+\delta t=\left(T_i+\delta T \right)/N$ , раскрываем скобки: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?T_i/N+\delta t=T_i/N+\delta T/N$ , упрощаем: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?T_i/N-T_i/N+\delta t=\delta T/N$ $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\delta t=\delta T/N$ , вспоминаем, что $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\delta T/N$ по модулю не превышает пяти минут (трёхсот секунд), а N равняется трёмста миллионам и приходим к тому, что $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\delta t/N$ по модулю не превышает микросекунды. Это азы метрологии.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от Deviaphan

будет средней температурой по больнице.

Ага. Средняя температура воздуха в больнице. А теперь вспоминаем, что температура - мера средней энергии, то есть параметр статистический. И если на интересует воздух не в палате, а во всей больнице, то таким образом у нас и будет точное значение этой температуры. Не средней температуры, а просто температуры. Мера средней энергии молекул воздуха, усреднённой по всему воздуху, а не по части, приходящейся на палату.

@solar_wind · 17.11.2011, 11:53

taras atavin, Мы это прекрасно все знаем, но вот смотри, допустим ты получишь какое то значение с точностью до микросекунды. Запускаем программу еще раз и новое значение отличается от твоего на 30 миллисекунд, и где точность?

@~~Bers~~ · 17.11.2011, 11:54

Сообщение от vitaly1981

taras atavin, Мы это прекрасно все знаем, но вот смотри, допустим ты получишь какое то значение с точностью до микросекунды. Запускаем программу еще раз и новое значение отличается от твоего на 30 миллисекунд, и где точность?

Специально для тупых: многозадачные системы, аля Виндовс, Линукс, и тп никогда не дадут точного замера.

Речь идёт о стабильно корректных результатах, которым можно доверять.

Для этого и используют статистику

@solar_wind · 17.11.2011, 11:57

Bers, Так понятно что не дадут, я о том и говорю.

@Deviaphan · 17.11.2011, 12:01

Чтобы получить "усреднённое" время выполнения функции лично я готов сделать порядка десяти запусков. Не более.
И это в автоматическом режиме.)

Добавлено через 44 секунды
taras atavin, математический смысл несколько отличается от практического.

@ForEveR · 17.11.2011, 12:01

Переносимый вариант без буста.

C++

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <vector>
 
int main()
{
   using namespace std::chrono;
   std::vector<int> vec;
   auto now = time_point_cast<microseconds>(system_clock::now());
   for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
   {
      vec.push_back(i);
   }
   std::cout << (time_point_cast<microseconds>(system_clock::now()) - now).count() << std::endl;
}

@~~Bers~~ · 17.11.2011, 12:09

Сообщение от vitaly1981

Bers, Так понятно что не дадут, я о том и говорю.

дык если тебя устраивает погрешность, чего тогда париться?
А если ещё математически её дополнительно можно улучшить хитроумными формулами, совсем хорошо.

Но вообще то, если очень сильно надо высокую точность, нужно выбирать другую ОС

@solar_wind · 17.11.2011, 12:14

Bers, Так в том то и дело что taras atavin предлагает считать в миллисекундах по таймеру, а потом статистическим методом получить точность до микросекунды.
Под многозадачной операционкой можно получить точность до микросекунды, но только для каких то вычислений, но не для программы, притом забив одно ядро проца на 100%

@~~Bers~~ · 17.11.2011, 12:19

Сообщение от vitaly1981

Bers, Так в том то и дело что taras atavin предлагает считать в миллисекундах по таймеру, а потом статистическим методом получить точность до микросекунды.
Под многозадачной операционкой можно получить точность до микросекунды, но только для каких то вычислений, но не для программы, притом забив одно ядро проца на 100%

Не буду балаболить... но.. скажем так, я слышал (слухами земля полнится), что есть тулзы, которые предназначены для измерения скорости алгоритмов. И позволяют сделать это с очень высокой точностью. Особый вид тестирования.

По крайней мере, даже не являясь математиком, и в многозадачных системах можно оценивать, насколько один алгоритм медленее/быстрее другого.

А вот фактическое время выполнения функции в многозадачных измеряют только в пределах некоторых погрешностей. Сами единицы измерения - всего лишь единицы измерения.

Какая тебе разница сколько это в среднем в милли, или микро секуднах? Главное, что бы из общего графика не выбивалась

@Deviaphan · 17.11.2011, 12:21

Сообщение от Bers

тулзы, которые предназначены для измерения скорости алгоритмов

Скорость алгоритмов вычисляется задолго до начали их программирования.

@~~Bers~~ · 17.11.2011, 12:29

Сообщение от Deviaphan

Скорость алгоритмов вычисляется задолго до начали их программирования.

Это суровая мысль. Потому что я все время думал - надо сначала собрать архитектуру. А потом уже, если что то не устраивает - оптимизировать.

Но с привязкой по времени - это вдвойне суровая мысль.

Научите заранее считать фпс?

@Svinina 5 / 5 / 0 Регистрация: 28.11.2010 Сообщений: 81
	16.11.2011, 13:18 [ТС]	23
	А функция clock в чем выдает время? Не по теме: в мане про нее почему-то ничего не могу найти Добавлено через 1 минуту ForEveR, там где я буду тестить программу, boostа скорее всего нет. 0

@fasked 5043 / 2622 / 241 Регистрация: 07.10.2009 Сообщений: 4,310 Записей в блоге: 1
	17.11.2011, 10:20	25
	Сообщение от Svinina там где я буду тестить программу, boostа скорее всего нет. Лезем в исходники буста и убираем все лишнее 0

@ForEveR В астрале 8049 / 4806 / 655 Регистрация: 24.06.2010 Сообщений: 10,562
	17.11.2011, 11:03	26
	Можно и через std::chrono. Но там в system_clock взависимости от системы измерение выбирается... С кастом не разбирался. 0

@taras atavin 4226 / 1795 / 211 Регистрация: 24.11.2009 Сообщений: 27,562
	17.11.2011, 11:14	27
	Сообщение от Deviaphan Перечитай название темы. Точность и погрешность - слова синонимы. Я отвечал не ТСу. Добавлено через 9 минут Кстати, можно поднять и точность циклом. Какова погрешность измерения длительности при значениях порядка минуты? Если даже плюс/минус секунда, а цикл на миллион ровно в эту минуту уложится, то вот вам и точность одного прохода плюс/минус микросекунда: делим время всего цикла на число повторов, относительная погрешность сохраняется, а абсолютная делится на тот же делитель. Мало того, точно таким же образом можно даже с помощью обычных часов без секундной стрелки получить точность плюс/минус наносекунда: повтори 300 миллиардов раз, а общее время измерь с точностью плюс/минус 5 минут, потом раздели и радуйся сверхточности, но только в абсолютном, а не относительном выражении. Но надо, чтоб проверка счётчика и переход в начало цикла выполнялись много быстрее однократного исполнения самой функции, иначе добавляется значимая погрешность самого цикла. 0

@solar_wind 770 / 760 / 59 Регистрация: 06.07.2009 Сообщений: 3,021
	17.11.2011, 11:53	31
	taras atavin, Мы это прекрасно все знаем, но вот смотри, допустим ты получишь какое то значение с точностью до микросекунды. Запускаем программу еще раз и новое значение отличается от твоего на 30 миллисекунд, и где точность? 0

@Deviaphan
	16.11.2011, 13:14 #22
	Не по теме: Сообщение от Bers Но если его загрузить на 100% он уже не будит в полусонном состоянии Измерял производительность при помощи AIDA (или как там её). В начале теста скорость была ниже номинальной. В середине выше. Под конец снова чуть ниже. А ведь это серьёзно спроектированный тест производительности системы. А как ты предлагаешь на 100% загрузить многопроцессорный комп? Циклом? 0

@~~Bers~~ Заблокирован
	16.11.2011, 13:22	24
	Сообщение от Deviaphan Измерял производительность при помощи AIDA (или как там её). В начале теста скорость была ниже номинальной. В середине выше. Под конец снова чуть ниже. А ведь это серьёзно спроектированный тест производительности системы. А как ты предлагаешь на 100% загрузить многопроцессорный комп? Циклом? Я понятия не имею, как там Аида работает. Может она на 1 процессорный рассчитана? Но я знаю, что тесты тем более точные, чем больше делалось количество замеров. И брать нужно усредненные значения. И в любом случае будит погрешность. Вопрос только в том, какая. На одно процессорном компе оценивать секунды тиками с помощью rdtsc было вполне нормальным вариантом. Во всяком случае разбега в показаниях сильного не наблюдалась. А вот на многоядерниках сразу затупила. 0

@solar_wind 770 / 760 / 59 Регистрация: 06.07.2009 Сообщений: 3,021
	17.11.2011, 11:21	28
	taras atavin, Никакой точности ты так не получишь. Если измерять время работы программы, то оно в зависимости от разных внешних причин будет различным, причем будет отличаться на миллисекунды. И твое значение с точностью микросекунда, будет не ценнее чем значение с точностью миллисекунда. 0

@Deviaphan Делаю внезапно и красиво 1313 / 1228 / 72 Регистрация: 22.03.2011 Сообщений: 3,744
	17.11.2011, 11:22	29
	Сообщение от vitaly1981 И твое значение с точностью микросекунда ...будет средней температурой по больнице. 0

@taras atavin 4226 / 1795 / 211 Регистрация: 24.11.2009 Сообщений: 27,562
	17.11.2011, 11:52	30
	Сообщение от vitaly1981 Никакой точности ты так не получишь. Если измерять время работы программы, то оно в зависимости от разных внешних причин будет различным, причем будет отличаться на миллисекунды. Время миллиона повторов, различающееся на миллисекунды - $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?t=T/N$ , где t-искомое время, T - истинное время работы цикла, N - число шагов цикла. $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?T=T_i+\delta T$ , где $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?T_i$ - измеренное время, $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\delta T$ - неизвестная фактическая погрешность измерения, о которой известно только, что её модуль не превышает определённой величины. $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?t=\left(T_i+\delta T \right)/N$ , теперь выразим t аналогично T: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?t=t_i+\delta t$ , где t - истинное значение, t_i - результат косвенного измерения, $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\delta t$ - погрешность косвенного измерения, сопоставляем: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?t_i+\delta t=\left(T_i+\delta T \right)/N$ , а считали мы так: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?t_i=T_i/N$ , тогда: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?T_i/N+\delta t=\left(T_i+\delta T \right)/N$ , раскрываем скобки: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?T_i/N+\delta t=T_i/N+\delta T/N$ , упрощаем: $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?T_i/N-T_i/N+\delta t=\delta T/N$ $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\delta t=\delta T/N$ , вспоминаем, что $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\delta T/N$ по модулю не превышает пяти минут (трёхсот секунд), а N равняется трёмста миллионам и приходим к тому, что $https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\delta t/N$ по модулю не превышает микросекунды. Это азы метрологии. Добавлено через 2 минуты Сообщение от Deviaphan будет средней температурой по больнице. Ага. Средняя температура воздуха в больнице. А теперь вспоминаем, что температура - мера средней энергии, то есть параметр статистический. И если на интересует воздух не в палате, а во всей больнице, то таким образом у нас и будет точное значение этой температуры. Не средней температуры, а просто температуры. Мера средней энергии молекул воздуха, усреднённой по всему воздуху, а не по части, приходящейся на палату. 0

@~~Bers~~ Заблокирован
	17.11.2011, 11:54	32
	Сообщение от vitaly1981 taras atavin, Мы это прекрасно все знаем, но вот смотри, допустим ты получишь какое то значение с точностью до микросекунды. Запускаем программу еще раз и новое значение отличается от твоего на 30 миллисекунд, и где точность? Специально для тупых: многозадачные системы, аля Виндовс, Линукс, и тп никогда не дадут точного замера. Речь идёт о стабильно корректных результатах, которым можно доверять. Для этого и используют статистику 0

@solar_wind 770 / 760 / 59 Регистрация: 06.07.2009 Сообщений: 3,021
	17.11.2011, 11:57	33
	Bers, Так понятно что не дадут, я о том и говорю. 0

@Deviaphan Делаю внезапно и красиво 1313 / 1228 / 72 Регистрация: 22.03.2011 Сообщений: 3,744
	17.11.2011, 12:01	34
	Чтобы получить "усреднённое" время выполнения функции лично я готов сделать порядка десяти запусков. Не более. И это в автоматическом режиме.) Добавлено через 44 секунды taras atavin, математический смысл несколько отличается от практического. 0

@~~Bers~~ Заблокирован
	17.11.2011, 12:09	36
	Сообщение от vitaly1981 Bers, Так понятно что не дадут, я о том и говорю. дык если тебя устраивает погрешность, чего тогда париться? А если ещё математически её дополнительно можно улучшить хитроумными формулами, совсем хорошо. Но вообще то, если очень сильно надо высокую точность, нужно выбирать другую ОС 0

@solar_wind 770 / 760 / 59 Регистрация: 06.07.2009 Сообщений: 3,021
	17.11.2011, 12:14	37
	Bers, Так в том то и дело что taras atavin предлагает считать в миллисекундах по таймеру, а потом статистическим методом получить точность до микросекунды. Под многозадачной операционкой можно получить точность до микросекунды, но только для каких то вычислений, но не для программы, притом забив одно ядро проца на 100% 0

@~~Bers~~ Заблокирован
	17.11.2011, 12:19	38
	Сообщение от vitaly1981 Bers, Так в том то и дело что taras atavin предлагает считать в миллисекундах по таймеру, а потом статистическим методом получить точность до микросекунды. Под многозадачной операционкой можно получить точность до микросекунды, но только для каких то вычислений, но не для программы, притом забив одно ядро проца на 100% Не буду балаболить... но.. скажем так, я слышал (слухами земля полнится), что есть тулзы, которые предназначены для измерения скорости алгоритмов. И позволяют сделать это с очень высокой точностью. Особый вид тестирования. По крайней мере, даже не являясь математиком, и в многозадачных системах можно оценивать, насколько один алгоритм медленее/быстрее другого. А вот фактическое время выполнения функции в многозадачных измеряют только в пределах некоторых погрешностей. Сами единицы измерения - всего лишь единицы измерения. Какая тебе разница сколько это в среднем в милли, или микро секуднах? Главное, что бы из общего графика не выбивалась 0

@Deviaphan Делаю внезапно и красиво 1313 / 1228 / 72 Регистрация: 22.03.2011 Сообщений: 3,744
	17.11.2011, 12:21	39
	Сообщение от Bers тулзы, которые предназначены для измерения скорости алгоритмов Скорость алгоритмов вычисляется задолго до начали их программирования. 0

@~~Bers~~ Заблокирован
	17.11.2011, 12:29	40
	Сообщение от Deviaphan Скорость алгоритмов вычисляется задолго до начали их программирования. Это суровая мысль. Потому что я все время думал - надо сначала собрать архитектуру. А потом уже, если что то не устраивает - оптимизировать. Но с привязкой по времени - это вдвойне суровая мысль. Научите заранее считать фпс? 0