优化程序性能—《深入理解计算机系统》

第一部分：基本策略

1）高级设计：适当的算法和数据结构

2）基本编码原则：使编译器产生高效的代码，理解 编译器 的能力和局限性，消除不必要的内容

·消除连续的函数调用

·消除不必要的存储器引用，要考虑是否为 同一地址

以上两点，也是妨碍编译器优化的主要因素，编译器很难判断以进行优化。

3）低级优化：将一个任务分成多个部分，利用多核和多处理器的并行计算；了解计算机的时序特性，为实现指令集并行，降低不同部分之间的数据相关；利用图形数据流和确认关键路径来确定一个循环需要的时间下界

·循环展开，代码移动（将循环中不会变的计算部分，移到循环外边，如 for(int i=0;i<strlen(s);i++)中的strlen）

·多个累计变量和重新结合（如数据结合，整形编译器可以自动重新结合，浮点数因为精度的原因，不会）等

·用功能的风格重写条件操作，用条件传递代替条件控制，减小 预测惩罚

第二部分：定义与工具

1）表示程序性能：每元素的周期数（Cycles Per Element，CPE），越小越好，线性运行时间时，即为线性变量n的系数。

延迟界限（latency bound）：当一系列操作必须按照严格顺序执行时

吞吐量界限（throughput bound）：处理器功能单元的原始计算能力

2）现代处理器包括：指令控制单元（instruction control unit,ICU） （取址和译码 控制、退役单元（记录正在进行的处理，确保他遵守机器级程序的顺序语义））、执行单元（execution unit,EU）（功能单元和高速缓存的控制）。

数据流图：循环寄存器之间的操作链 决定了限制性能的数据相关。

3）一些限制因素：寄存器溢出（寄存器不够用）、预测错误处罚

4）理解存储器性能：加载（在链表遍历中成为关键瓶颈） 与 存储，必须注意 写/读相关。

5）代码剖析程序

unix>gcc -o1 -pg prog.c -o prog

unix> ./prog file.txt

unix> gprof prog

6）Amdahl 定律

S=Told / Tnew = 1/( (1-a)+a/k ),a 为系统某部分需要时间的百分比，将他的性能提高了k倍。

文中有很多 例子的代码和数据流图，很不错。