Comparação (de velocidade de processamento): mesclando código .FOR + .F90, usando ou não subrotinas (funções)...

O QUE É COMPARADO?

Neste post são comparados alguns resultados (de tempo de processamento) para a realização de um conjunto determinado de operações, englobando os casos a seguir. Todos os exemplos foram desenvolvidos utilizando o Compaq Visual Fortran 6.6.


1. F90
O código é todo escrito em Fortran 90. São feitos dois arquivos, MAIN.F90 e FUNC.F90. O programa MAIN chama a função presente em FUNC.F90 um total de NUM_ITE vezes, e repete o procedimento um total de NUM_REPETICOES vezes, obtendo a média do tempo de processamento.


2. F90 + FOR
Semelhante ao caso .F90, sendo que o arquivo MAIN é um .F90, e o arquivo FUNC é um .FOR (formato fixo).


3. F90 Direto
O arquivo FUNC deixa de existir, as operações são inseridas no arquivo MAIN diretamente. O código é todo escrito em F90.


4. FOR Direto
Semelhante ao F90 Direto, mas o código é todo escrito em formato fixo (.FOR).


5. F90 mesclado
Todo o código do arquivo FUNC é inserido após o fim do programa MAIN, de forma que se trabalha com uma subrotina (função) à parte, mas tanto o programa quanto a função ficam presentes no mesmo arquivo. Todo o código é escrito em formato livre (.F90).


6. FOR mesclado
Semelhante ao F90 mesclado, mas o código é escrito em formato fixo.





QUAIS SÃO AS OPERAÇÕES EFETUADAS?


Foram executados três exemplos com diferentes conjuntos de operações, para todos os casos NUM_REPETICOES = 3 (para efetuar a média de tempo de processamento).



PRIMEIRO CONJUNTO DE OPERAÇÕES
Y = X**2
Y = Y + 0.02D0
NUM_ITE = 1E9



SEGUNDO CONJUNTO DE OPERAÇÕES
Y = X**2
Y = Y + 0.02D0
Y = SQRT(Y)
Y = Y/2.25D0
NUM_ITE = 5E8



TERCEIRO CONJUNTO DE OPERAÇÕES
Y = X**2.2D0
Y = Y + 0.0225D0
Y = SQRT(Y)
Y = SIN(Y)
Y = Y/2.25673D0
Y = COS(Y)
NUM_ITE = 5E7






QUAIS FORAM OS RESULTADOS?



O tempo de processamento para cada caso é mostrado na figura abaixo.

CONCLUSÕES

Para os casos estudados:

1 - Mesclar códigos escritos em .FOR com códigos em .F90 não leva a grandes diferenças de custo computacional.

2 - Utilizar subrotinas (funções) em diferentes arquivos ou mescladas num mesmo arquivo não leva a grandes diferenças também.

3 - Efetuar as operações diretamente no código principal é mais rápido do que efetuar as operações em subrotinas (funções) à parte. No entanto, à medida que a complexidade das operações aumenta, o custo de chamada da função perde importância.

Portanto, para grandes problemas (com operações complexas) a clareza de código obtida utilizando subrotinas supera de longe o acréscimo de custo computacional.

4 - Para problemas mais complexos (conjunto de operações 3) todos os seis casos apresentaram praticamente o mesmo custo computacional.

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