这个 MIPS 程序应该花这么长时间吗？ （近似于 pi 的程序）

Question

Part 2 of this

这样做的目的是编写一个使用该算法的 MIPS 程序。 我做到了。它有效，只需大约 30 分钟即可完成 delta = 1E-2。 C 程序（用 gcc 编译）需要大约 1 分半钟的时间。 我已经在 C 程序上尝试使用 delta = 1E-3 但在 2 多个小时后不得不中止它。

我只想知道：这应该发生吗？结果对我来说看起来足够准确（3.13909200，delta = 1E-2）。我是不是做错了什么？

我知道这个算法可能不是最有效的，MIPS 或 MARS（我用于 MIPS）也不是。

MIPS 代码：

    .data

l_cubo:     .double     1.0
delta:      .double     1E-2
zero:       .double     0.0
dois:       .double     2.0
six:        .double     6.0


    .text
    .globl main

main:
    la  $a0,l_cubo
    l.d $f20,0($a0) #l_cubo
    la  $a0,dois

    l.d $f4,0($a0)
    div.d   $f22,$f20,$f4   #r_esfera
    la  $a0,delta
    l.d $f24,0($a0) #delta
    la  $a0,zero
    l.d     $f26,0($a0)     #v_cubo ou v_total
    l.d $f28,0($a0)     #v_esfera

    l.d $f4,0($a0)      #x
    l.d $f6,0($a0)      #y
    l.d $f8,0($a0)      #z

loop_x:

    c.lt.d  $f4,$f20
    bc1f    end_loop_x
    l.d $f6,0($a0)
    loop_y:

        c.lt.d  $f6,$f20
        bc1f    end_loop_y
        l.d $f8,0($a0)
        loop_z:

            c.lt.d  $f8,$f20
            bc1f    end_loop_z
            add.d   $f26,$f26,$f24
            mov.d   $f12,$f4
            mov.d   $f14,$f6
            mov.d   $f30,$f8

            jal in_esfera


            l.d $f10,0($a0)

            beqz    $v0,continue

                add.d   $f28,$f28,$f24
            continue:
                add.d   $f8,$f8,$f24
                j loop_z
            end_loop_z:
        add.d   $f6,$f6,$f24
        j loop_y
        end_loop_y:
        add.d   $f4,$f4,$f24
        j loop_x
end_loop_x:

mul.d   $f24,$f24,$f24
mul.d   $f28,$f28,$f24
mul.d   $f26,$f26,$f24

div.d   $f28,$f28,$f26

la  $a0,six
l.d $f10,0($a0)
mul.d   $f28,$f28,$f10

li  $v0,3       #
mov.d   $f12,$f28   #
syscall         # print pi

li $v0,10       #
syscall         #exit

####################################

    .text
    .globl  in_esfera

in_esfera:

    sub.d   $f12,$f12,$f22
    mul.d   $f12,$f12,$f12
    sub.d   $f14,$f14,$f22
    mul.d   $f14,$f14,$f14
    sub.d   $f30,$f30,$f22
    mul.d   $f30,$f30,$f30
    add.d   $f30,$f12,$f30
    add.d   $f30,$f14,$f30

    mul.d   $f16,$f22,$f22

    li $v0,0
    c.le.d  $f30,$f16
    bc1f    continue2
        li $v0,1
    continue2:
        jr  $ra

我只是想知道我的教授将如何纠正一个需要 30 分钟才能执行的程序。

Answer 1

我假设这使用与C 版本相同的算法。通过测试立方体中的点的 3D 网格以查看它们是否在球体内，这近似于 Pi 的值。这是一个O(N^3) 计算，其中N 是网格每个维度中的单位（增量）数。

所以...是的...您的 MIPS 代码预计需要很长时间来计算 Pi 的准确近似值。

• 如果 l_cubo 为 4，delta 为 1/100，那么您应该执行 400 x 400 x 400 = 64,000,000 次迭代。 30 分钟似乎太长了。

• 如果 l_cubo 为 4，delta 为 1/1000，那么您应该执行 4000 x 4000 x 4000 = 64,000,000,000 次迭代。

但是，如果您想对其进行完整性检查，则您的 MIP 代码应该与在具有相同参数的相同硬件上运行时的 C 实现一样快，如果不快的话。 （注意：如果您在 MIPS 模拟器上运行 MIPS 代码，您将无法这样做。）