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試圖理解阿姆達爾定律

2022-01-12 13:20:40 後端開發

我正在嘗試回答一項學校作業,但我對這個問題試圖問什么感到困惑。

將設計優化應用于計算機系統,以便將給定執行模式的性能提高 10 倍。優化模式的使用率為 50%,以優化完成后執行時間的百分比來衡量應用。

(a) 通過這種優化實作的全域加速值是多少?提醒:阿姆達爾定律將全域加速比定義為應用優化前優化分數的函式。因此,不能直接使用 50% 的比率來評估這個加速值。

(b) 受此優化影響的原始執行時間的百分比是多少?

(c) 為了達到 5 的全域加速,這種執行模式應該優化多少?可以實作 12 的全域加速嗎?還有11?

當試圖計算答案 A) 我來到答案 1.81 (20/11)

T' = 0.5 * T 0.5 * T/10 = T/2 (1/20)T = (11/20) * T

加速比 = T / T' = T / ((11/20) * T = 20/11 = 1.81

對我來說,這個答案是有道理的,但在教授的解決方案中卻另有說法:

(一) 5.5

(b) 91%

(c) 是的,它可以優化 25/3 倍。不,因為 factor 不能為負,所以不可能。也不是,因為 ∞ 優化 → 不可能

我無法解決其他問題,因為我對第一個感到困惑。

為什么 5.5 是正確答案?

uj5u.com熱心網友回復:

假設一臺計算機有兩種狀態 A 和 B,經過任何優化,它的時間都花在0 ≤ p ≤ 1狀態 A 和q = 1 - p狀態 B 上。(p類似 0.5 或 0.27)。

狀態 A 加速了 X 倍。狀態 B 加速了 Y 倍。

所以以前,它是花費時間p * X q * Y時間,現在它可以p q = 1以時間單位完成。所以它的加速是p * X q * Y

將其應用到你給出的問題: p = q = .5X=10Y=1(不加速)。 10 * (.5) 1 * (.5) = 5.5

這很容易概括。

uj5u.com熱心網友回復:

優化后時間=x分鐘優化模式 x分鐘其他=2x。

優化前,時間 = 10x 分鐘未優化模式 x 分鐘其他 = 11x。

加速 = 11x/2x = 5.5

uj5u.com熱心網友回復:

我喜歡阿姆達爾的論點,包括。改進者”,讓我們從事實開始

我不會直接回答作業問題,但會幫助您了解原因,這是我最深的信念和數十年來與最熟練的人一起作業的樂趣,這是教育應該在我們的知識中促進的核心

(介紹文字,分解)

A design optimization was applied to a COMPUTER SYSTEM ___ [Fig.1:A]
                      in order
                      to increase the performance
                      of a given
                           EXECUTION MODE_________________ [Fig.1:B]
                      by a FACTOR
                           of 10._________________________ [Fig.1:C]

圖。1 :

BEFORE  
       ------------------------------------------------------------A: SYSTEM
      |   ----------------------------------------------------B    |
      |  |                                                    |    |
      |  |                                                    |    |
      |  |                                                    |    |
      |   ----------------------------------------------------     |
       --:----------------------------------------------------:---- 
         :                                                    :
         :                                                    :
         :           C: FACTOR ~ 10 x_________________________/
         :          /
AFTER    :         /
       --:--------/--A*
      |   ------B*   |
      |  | 10x  |    |
      |  | less |    |
      |  | time |    |
      |   123456     |
       12 ------ 3456 

D:         in smarter, optimised  "EXECUTION MODE",
  the 50% was duration of the said EXECUTION MODE, whereas
      50% was duration of the original, not modified, part

(...文字繼續,分解)

The optimized mode is used 50% of the TIME,__________ [FACT Fig.1:D]
                                      measured
                                   as 
                                    a percentage of the execution time
                                AFTER the optimization
                                      has been applied.

(...第一個問題,分解)

  (a) What is the global SPEEDUP value
                                 that is achieved
                                             with ( AFTER )
                                             this optimization?

提醒:阿姆達爾定律將全域加速比定義為應用優化前優化分數的函式。因此,不能直接使用 50% 的比率來評估這個加速值。

(...第二個問題)
(b) 受此優化影響的原始執行時間的百分比是多少?

full-A-duration ~  10 x duration-of-B* // == duration-of-B         as was BEFORE
                    1 x duration-of-B* // == duration-of-( A - B ) as is
                                       // == duration-of-( A*- B*)    the same
( ref: FACT [Fig.1:D] )

因為在這里,
經典應用

--- just do not forget what to compare to what ( and keep in mind, that one and the very same word may bear quite different actual meanings - just compare the original paper with Dr. Gene M. AMDAHL's ( IBM Research ) argument with the E. BARSIS' ( Sandia Natl. Lab.s ) "scaled speedup" and the later John L. GUSTAFSON's presented ( reversed optics or "opposite point of view" ) speedup - all use the same word S-P-E-E-D-U-P, yet their respective definitions differ ( and a lot )


You might like to read the very original, authentic, Dr. Gene M. AMDAHL's paper, to see the actual argument wording as was archived in FAQs, the file is in section "FAQ part 20: IBM and Amdahl",紙張位于該文本的最底部)。Alan KARP 的價格(以及它的贏家)也是這部分計算歷史的一個令人愉快的部分:o)

(...第三、第四和第五個問題)
(c) 這種執行模式(僅改進塊B-to- B*應該優化多少才能實作5 的全域加速?這里


的全球加速能否
不僅僅局限于觸摸B,所以可以聰明地改進A-to- A*:P教授要么接受并熱情地欣賞你的技能和對此的深刻見解,要么懲罰你敢于使用清晰的邏輯文本沒有禁止我們這樣做的極限任務;)-[ SAFETY WARNING ]最好不要在自動評分器或人工“智能”驅動的評分機器人上使用這種熟練的策略......出于顯而易見的原因,這些嚴格的、預先連接的或受 LSqE 懲罰的演算法幾乎不會為你的創新加分思考,因為思考“不包括”在那里,而電池可能已經存在,可能沒有?)
12 能實作嗎?

還有11?

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