Предварительная оценка
Трудно заранее оценить, насколько быстрой получится программа, и вдвойне трудно оценить скорость специфических конструкций языка или машинных инструкций. Однако совсем не трудно создать модель затрат (cost model) языка или системы, которая даст, по крайней мере, общее представление о том, сколько времени занимает выполнение основных операций.
Одним из способов, часто применяемых к стандартным языкам программирования, является использование программы, которая замеряет скорость исполнения задаваемых последовательностей кода. При этом существует ряд сложностей вроде получения воспроизводимых результатов и отсечения случайных затрат времени, обусловленных конкретной средой, однако главное – наличие возможности получить некоторую информацию, хотя бы с точностью до порядка, и при этом без особых усилий.
Например, у нас есть программа для создания модели затрат для С и C++ – она приблизительно оценивает затраты на исполнение отдельных выражений, помещая их в цикл, повторяющийся несколько миллионов раз, и вычисляя затем среднее время. На машине MIPS R10000 250 MHz мы получили следующие данные (время измеряется в наносекундах на операцию):
Целочисленные операции достаточно быстры, за исключением деления и взятия остатка. Операции для чисел с плавающей точкой так же быстры или даже быстрее – сюрприз для тех, кто вырос во времена, когда операции с плавающей точкой были на порядок медленнее, чем целочисленные.
Другие базовые операции также достаточно быстры, включая и вызовы функций (они представлены в последних трех строках данного фрагмента):
