括弧でくくる: Sample 1: 基本(FORTRAN)

高速化プログラミング   
トップ  >  演算数と高速化  >  括弧でくくる  >  Sample 1: 基本(FORTRAN)

括弧でくくる: Sample 1: 基本(FORTRAN)

言語の変更:   C版

■ 概要

このサンプルでは式(1)にしたがって配列xから配列yを計算します。式(1)では掛け算が3回、足し算が2回あります。式(1)を変形すれば足し算が同じですが、掛け算が1回になります。

y=ax+bx+cx           ... 式(1)

下の「回答例」ボタンをクリックすれば、式(2)に回答例が表示されます。興味がある方はクリックする前にぜひ考えてみてください。

          ... 式(2)

Code 1は式(1)によってコーディングしたものです。Code 2は式(2)によってコーディングしたものです。配列xとyのサイズnは10,000とします。計算時間が非常に短いので、より正確な計算時間を得るためにこの計算は100,000回まわします。

■ ソースコード


  ◆ Code 1   ◆ Code 2
 
      program main
      implicit none
      real*8, allocatable :: x(:), y(:)
      real*8 a, b, c, time
      integer*8 time0, time1, dtime
      integer i, j, n, m
c
      n = 10000
      m = 100000

c Initialization
      allocate(x(n), y(n))
      a = rand()
      b = rand()
      c = rand()
      do i=1,n
        x(i) = rand()
      end do

c Start time
      call system_clock(time0)

c Main calculation
      do j=1,m
        do i=1,n
          y(i) = a * x(i) + b * x(i) + c * x(i)
        end do
      end do

c Finish time
      call system_clock(time1, dtime)

c Output time
      time = 1d0*(time1-time0)/dtime
      write(*,"(a7,f16.7)")"Time = ",time

      deallocate(x, y)
      end program

    
 
      program main
      implicit none
      real*8, allocatable :: x(:), y(:)
      real*8 a, b, c, time
      integer*8 time0, time1, dtime
      integer i, j, n, m
c
      n = 10000
      m = 100000

c Initialization
      allocate(x(n), y(n))
      a = rand()
      b = rand()
      c = rand()
      do i=1,n
        x(i) = rand()
      end do

c Start time
      call system_clock(time0)

c Main calculation
      do j=1,m
        do i=1,n
          y(i) = (a + b + c) * x(i)
        end do
      end do

c Finish time
      call system_clock(time1, dtime)

c Output time
      time = 1d0*(time1-time0)/dtime
      write(*,"(a7,f16.7)")"Time = ",time

      deallocate(x, y)
      end program

    

■ 計算時間の測定結果

Code 1Code 2の計算時間の測定結果を表1に示します。ここではそれぞれのコードを5回実行して、平均とCode 1Code 2との計算時間の比率も表示します。

表1 計算時間の測定結果(単位: sec)
1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 平均 倍率
Code 1 6.21 6.21 6.19 6.19 6.19 6.198 1.57
Code 2 3.95 3.93 3.95 3.93 3.99 3.95 -

■ 考察

Code 1Code 2に比べて掛け算が2回多いため、計算時間も1.57倍遅いという結果が得ました。



はじめに

演算数を減らす

メモリジャンプを減らす

高性能のアルゴリズム

その他



3 5 5 4 8 2