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Text File  |  1976-11-24  |  5.6 KB  |  243 lines
  1. TURBO-LESSONS - A Pascal Tutorial        Version 1.01    Page 79
  2.  
  3.  
  4. TURBO-LESSON 17:  A TIMING FUNCTION
  5.  
  6. OBJECTIVES - In this lesson, you will learn about:
  7.  
  8. 1.  Include files
  9. 2.  A timing function
  10. 3.  Improving timing accuracy
  11. 4.  Sources of errors in timing
  12.  
  13.  
  14. 1.  Include files.
  15.  
  16. After you have debugged and tested a subprogram, you no longer 
  17. need to see the source statements anymore.  It would be great if 
  18. you could just use the subprogram like one of the predefined 
  19. functions or procedures.
  20.  
  21. You can, almost!
  22.  
  23. Here's how:
  24.  
  25. (1)  Store the subprogram in a file.   You may want to use a 
  26. filename extension such as .INC to mark your "Include" files.
  27.  
  28. (2)  In the program where you will use the subprogram, use the 
  29. special comment statement to include the file.  It's form is:
  30.  
  31.    {$I ABC.INC  }
  32.  
  33. How it works:
  34.  
  35. As the program is compiling, the contents of the file, ABC.INC 
  36. will be compiled at the point where {$I ABC.INC } occurs in the 
  37. program.
  38.  
  39. ##### DO:
  40.  
  41. Look at PROG17.   Notice the statement
  42.  
  43. {$I Time.Inc   Get System time in seconds  }
  44.  
  45. This statement instructs the compiler to compile whatever it 
  46. finds in a file named Time.Inc.  
  47.  
  48. The actual function, Time, is not in PROG17.  All that appears in 
  49. PROG17 is the include statement.  Include files provide a way to 
  50. keep your programs uncluttered.
  51. î
  52. TURBO-LESSONS - A Pascal Tutorial        Version 1.01    Page 80
  53.  
  54.  
  55. ##### DO:
  56.  
  57. Inspect Time.Inc.
  58.  
  59. For now, just note that the contents of this file are program 
  60. statements that can be compiled.
  61.  
  62. ##### DO:
  63.  
  64. Compile PROG17.  Watch the bottom left of the screen.
  65.  
  66. How do you know when the include file is being compiled?
  67.  
  68. Did you see the "I"?  If not, compile the program again.
  69.  
  70.  
  71. 2.  A timing function.
  72.  
  73. The include file, Time.Inc, contains a function called Time which 
  74. provides the time from the system clock.  
  75.  
  76. Since this is an include file, you don't have to know how it 
  77. works, just what it does.  It can be viewed like a predefined 
  78. function.
  79.  
  80. The function provides the system clock time converted to seconds.
  81. This makes it easy to compare two times by subtracting the 
  82. earlier time from the later.  
  83.  
  84. ##### DO:
  85.  
  86. Examine PROG17 again.
  87.  
  88. PROG17 gets Start_Time from the function, Time.
  89.  
  90. A FOR loop is used to repeat something you want to time.
  91.  
  92. After the FOR loop is done, Stop_Time is obtained from Time.
  93.  
  94. The results printed give both total elapsed time and the time for 
  95. a single repetition.
  96.  
  97. ##### DO:
  98.  
  99. Run PROG17 using 1000 as the number of repetitions.
  100.  
  101. The function, Time, is itself being timed in PROG17.
  102. î
  103. TURBO-LESSONS - A Pascal Tutorial        Version 1.01    Page 81
  104.  
  105.  
  106. ##### DO:
  107.  
  108. Run the program with the 10 as the number of repetitions.  Input 
  109. 10 several times and compare the output.
  110.  
  111. ##### DO:
  112.  
  113. Run the program inputting 1 several times.
  114.  
  115. Do you think the time function is accurate?
  116.  
  117.  
  118. 3.  Improving Timing Accuracy.
  119.  
  120. One way to improve the timing accuracy, in this case, is to 
  121. average the time over many repetitions.
  122.  
  123. ##### DO:
  124.  
  125. Run the program to complete the table below.
  126.  
  127.   Number of        Time for
  128. Repetitions     One Repetition
  129.     10
  130.     50
  131.    100
  132.    500
  133.   1000
  134.   2000
  135.   5000
  136.  
  137. What conclusions can you make from the results you observed?
  138.  
  139. What is the minimum number of repetitions needed for reasonably 
  140. accurate results?
  141.  
  142. ##### DO:
  143.  
  144. Run the program, inputting the "minimum" you chose above several 
  145. times.  Are the results accurate?
  146.  
  147. Try it again with a minimum about half as large.  Are the results 
  148. less accurate?  
  149. î
  150. TURBO-LESSONS - A Pascal Tutorial        Version 1.01    Page 82
  151.  
  152.  
  153. 4.  Sources of errors in timing.
  154.  
  155. Time to look at another problem!  
  156.  
  157. What is actually being timed in PROG17?  
  158.  
  159. The statement (A:=Time;)?  
  160.  
  161. The timing section of PROG17 follows:
  162.  
  163.   Start_Time := Time;
  164.   FOR I := 1 to K DO
  165.     A := Time;
  166.   Stop_Time := Time;
  167.  
  168. What period of time is actually included in Elapsed_Time?
  169.  
  170. The period measured starts at the end of the execution of the 
  171. statement:   Start_Time := Time;
  172.  
  173. and ends at the end of the execution of the statement:
  174.             Stop_Time := Time;
  175.  
  176. This includes the time needed to execute 
  177.  
  178.             FOR I := 1 to K DO
  179.       and   Stop_Time := Time;
  180.  
  181. in addition to the time for the action we want to measure:
  182.  
  183.             A := Time;
  184.  
  185. Is this a serious problem?
  186.  
  187. ##### DO:
  188.  
  189. Run the program for 1000 repetitions.   
  190.  
  191. Record the total elapsed time and the time for one repetition for 
  192. later comparison.  
  193. î
  194. TURBO-LESSONS - A Pascal Tutorial        Version 1.01    Page 83
  195.  
  196.  
  197. ##### DO:
  198.  
  199. Change the FOR statement to:
  200.  
  201. FOR I := 1 to K DO; {Do nothing.  Semicolon ends the FOR loop.}
  202.  
  203. Delete or comment out the statement, (A := Time;).
  204.  
  205. Run the program for 1000 repetitions.  
  206.  
  207. Record the total elapsed time and the time for one repetition.
  208.  
  209. These are times with the (A := Time;) statement removed.
  210.  
  211. How do these times compare to the times recorded in the previous 
  212. exercise?
  213.  
  214. Are these times at least 10 times as small as the times in the 
  215. previous exercise?
  216.  
  217. Do you think you are getting a reasonable measure of the Time 
  218. function?
  219.  
  220. ##### DO:
  221.  
  222. Change the FOR statement back to its original form:
  223.  
  224. FOR I := 1 to K DO
  225.  
  226. After the FOR statement, add the statement:
  227.  
  228. J := 2;
  229.  
  230. Run the program for 1000 repetitions.
  231.  
  232. Record the results.   How do they compare with the times for the 
  233. FOR loop?  
  234.  
  235. Do you know how much time is needed to execute (J := 2;)?
  236.  
  237. ##### DO:
  238.  
  239. Try to formulate a rule to help you decide whether you are 
  240. getting reasonable results in a particular case using the Time 
  241. function.
  242. î
  243.