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第六章 程序性能分析

1. 假设现在的计算机比 Appel 做实验时所用的计算机快 1 000 倍。如果使用相同的总计算时间（大约一天），对于 O(n^2) 算法和 O(nlogn) 算法，问题的规模 n 分别增加到多少？

2. 在各个不同的设计层面讨论下列问题的加速：对 500 位的整数进行因子分解、傅立叶分析、模拟 VLSI 电路、在大文本文件中搜索给定字符串。讨论各个加速方法之间的依赖性。

3. Appel 发现，将双精度运算改为单精度运算，可以令他的程序运行速度加倍。选择一个合适的测试，在你的计算机系统中度量这种加速效果。

4. 本章集中讨论了运行时效率。程序性能的其他常见度量包括容错性、可靠性、安全性、开销、开销/性能、精度以及对用户错误的健壮性。讨论如何在几个不同的设计层面上对这些问题进行改进。

希望自己的系统可靠吗？在设计初期就应该建立可靠性，否则以后很难加上。在设计数据结构时，应该使其能够在部分受损时恢复信息。通过仔细的察看和简单的运行来检查代码，并进行广泛的测试。在可靠的操作系统上、在使用错误校正内存的冗余硬件系统中运行您的软件。制订一个计划，以便在系统崩溃（一定会崩溃）时能够快速恢复。仔细记录每次崩溃以便学习。

5. 讨论在不同的设计层面上使用最新技术所需的开销。要求包括所有可度量的开销：开发时间（人月）、可维护性和费用。

6. 有这样一句流传很久的谚语：“效率永远排在正确性后面——如果程序的运行结果是错误的，速度再快也没有用。”这句话正确吗？

“在提高效率之前先确保正确性”通常是一个好建议。不过，Bill Wulf 只花了几分钟就让我觉得这一古训并没有我以前想象得那么正确。他举了一个文档生成系统的例子，该系统需要几个小时才能生成一本书。Wulf 的评论如下：“这个程序跟其他任何大型系统一样，今天有 10 个已知的小错误，下个月又将出现 10 个新的错误。如果让你在纠正当前的 10 个错误和使程序提速 10 倍之间选择，你会选择哪一个？”

7. 讨论如何从不同的层面处理日常生活中的问题，如交通事故导致的受伤。

可以通过驾驶培训、严格限速、限制饮酒的最小年龄、严惩酒后驾车、建立良好的公共交通运输系统等措施来避免交通事故。一旦发生了交通事故，可以通过乘客舱的设计以及安全带（可能跟法律的规定一样）和安全气囊的使用来降低乘客的受伤程度。一旦有人受伤了，可以借助现场护理、救护直升机、外伤中心和矫正手术来降低伤害造成的后果。