esbasic0013

ES-BASIC #13

• (by K, 2019.11.21)

はじめに

• このページはesbasic0012の続きです。

(19-3) 結果のまとめ

(19-4) gcc x64 8.1.0 -O3

• gccでは以下の「19-1d.c」が最も高速に計算できたので、このコードで処理時間を測定しました。

  // "19-1d.c"
  #include <stdio.h>
  #include <time.h>
  
  int main()
  {
      int n, sn, h = 0;
      long long x, y, cx, cy, zx, zy, xx, yy, xx0;
      for (y = -125152; y > -211168; y -= 224) {
          for (x = 4673760; x < 4788448; x += 224) {
              sn = 7152;
              for (cx = x - 224; cx < x; cx += 56) {
                  xx0 = (cx * cx) >> 24;
                  for (cy = y + 224; cy > y; cy -= 56) {
                      zy = cy;
                      zx = cx;
                      xx = xx0;
                      yy = (cy * cy) >> 24;
                      n = -446;
                      do {
                          zy = (zy * zx) >> 23;
                          zx = xx + cx - yy;
                          zy = zy + cy;
                          n++;
                          if (n >= 0) goto skip;
                          xx = (zx * zx) >> 24;
                          yy = (zy * zy) >> 24;
                      } while (xx + yy <= 0x4000000);
                      sn += n;
  skip:
                      ;
                  }
              }
              h += sn >> 4;
          }
      }
      printf("h=%d\n", h);
      printf("time=%.3f[sec]\n", (float) clock() / CLOCKS_PER_SEC);
      return 0;	// dummy
  }

• これを実行すると、手元の環境では以下のようになりました。

  h=28656617
  time=1.115[sec]

(19-5) ES-BASIC ver.0.1b 64ビット版

• ES-BASICでは以下のコードで処理時間を測定しました。

    1 $DI=R07; // R07を自由に使いたいときは事前にこれを実行する必要がある
    2 ALIAS ZX:R01, ZY:R03, XX:R06, YY:R07, CX:R08, CY:R09, XX0:R10, N:R11, SN:R12, X:R13, Y:R14, H:R15
    3 H=0
    4 FORNE Y=_125152,_211168,_224
    5   FORNE X=4673760,4788448,224
    6     SN=7152; // 447*16
    7     FORNE CX=X-224,X,56
    8       XX0=CX*:CX>>24
    9       FORNE CY=Y+224,Y,_56
   10         ZY=CY
   11         ZX=CX
   12         XX=XX0
   13         YY=CY*:CY>>24
   14         N=_446
   15         DOLOOP
   16           ZY=ZY*:ZX>>23
   17           ZX=XX+CX-YY
   18           ZY=ZY+CY
   19           N=N+1
   20           IF >=0 GOTO SKIP
   21           XX=ZX*:ZX>>24
   22           YY=ZY*:ZY>>24
   23         ENDDO XX+YY<=0X4000000
   24         SN=SN+N
   25         LABEL SKIP
   26       NEXT
   27     NEXT
   28     SN=SN>>4
   29     H=H+SN
   30   NEXT
   31 NEXT
   32 PRINT H

• 実行結果は以下のようになります。

  28656617
  (1.270[sec])

• ちなみにこのプログラムでは、R00とR02の利用を避けて、さらに乗算に A*:B>>C 形式を使うことで、32ビット版のES-BASICでも同じ結果が得られるようになっています（内部では、IMULを使って結果をEDX:EAXに生成した後、SHRD EAX,EDX,24でシフトしている）。でも32ビット版では速度が落ちて、1.899秒くらいはかかります。

(19-6) Ruby 2.6.4p104 x64

• Rubyでは浮動小数点演算を使ったほうが高速だったので、19-1eのアルゴリズムを使いました。

  start_time = Time.now
  h = 0
  y = -125152
  C24 = 1.0 / 16777216.0
  while y > -211168 do
    x = 4673760
    while x < 4788448 do
      sn = 7152
      ix = x - 224
      while ix < x do
        cx = ix * C24
        xx0 = cx * cx
        iy = y + 224
        while iy > y do
          cy = iy * C24
          zy = cy
          zx = cx
          xx = xx0
          yy = cy * cy
          n = -446
          begin
            zy = zy * zx * 2.0
            zx = xx + cx - yy
            zy = zy + cy
            n += 1
            break if n >= 0
            xx = zx * zx
            yy = zy * zy
          end while xx + yy <= 4.0
          sn += n
          iy -= 56
        end
        ix += 56
      end
      h += sn >> 4
      x += 224
    end
    y -= 224
  end
  p h
  p Time.now - start_time

• 実行結果は以下のようになりました。

  28654722
  76.1023528

(19-7) Python 3.7.4

• Pythonでも浮動小数点演算を使ったほうが高速だったので、19-1eのアルゴリズムを使いました。

  import time
  start = time.time()
  h = 0
  C24 = 1.0 / 16777216.0
  y = -125152
  while y > -211168:
    x =  4673760
    while x < 4788448:
      sn = 7152
      ix = x - 224
      while ix < x:
        cx = ix * C24
        xx0 = cx * cx
        iy = y + 224
        while iy > y:
          cy = iy * C24
          zy = cy
          zx = cx
          xx = xx0
          yy = cy * cy
          n = -446
          while xx + yy <= 4.0:
            zy = zy * zx * 2.0
            zx = xx + cx - yy
            zy = zy + cy
            n += 1
            if n >= 0: break
            xx = zx * zx
            yy = zy * zy
          sn += n
          iy -= 56
        ix += 56
      h += sn >> 4
      x += 224
    y -= 224
  print(h)
  print(time.time() - start)

• 実行結果は以下のようになりました。

  28654722
  344.89172649383545

こめんと欄