关于fortran两种执行文件的效率对比实验（debug与release）

lqouc

      最近看书的时候无意间看到了彭国伦的《fortran95程序设计》中347页有这样一节，讲fortran可执行文件的编译。（没有书的可以在论坛搜索下载）
书中说我们的vf编译器一般默认的编译选项是生成一个‘执行效率低，内含调试信息的执行文件’，而不是一个‘经过优化处理，执行效率高的执行文件’。前者是我们在默认状态下编译生成的debug文件夹下的exe文件，后者则会生成一个release文件夹，里面也有一个exe文件。
       这两种不同的编译格式，会使得程序的执行效率产生差别，‘执行效率有的时候会有好几倍的差距’。
       好了，背景交代完了，不知道多少人了解fortran的这两种编译格式，反正我是不知道，而且我十分好奇，这两种格式的执行效率究竟差多少。所以，今晚就在 @ziki 的帮助下，做了这个实验~

首先是不同编译格式的选择，本人是在windows7下使用cvf6.6，在编译界面内

点击后出现两个选项

默认的使我们熟悉的debug格式
之后我对一个程序进行了测试，这是一个文件读取与写入的程序，除了一两个if块，基本都是读写。
结果如图

上图是debug格式的，用时1分11秒

这个是release格式的，用时1分08秒
由于当时 @ziki 在看视频，为了保证可信度，又重新对两种格式进行了运算，另外一次的结果中：debug1分12秒，release1分11秒。
平均来讲release仅仅比debug快2.8%。这一差距与彭书中所说的‘有时好几倍’不大符合。
为了进一步验证，我又换用了另外一个以计算为主的程序，一个我自己编的聚类分析程序。

上图是debug格式，用时51秒。

上图是release格式的，用时43秒。
在这个聚类的程序中release比debug快了15.7%，可见在以运算为主的程序中，release的确比debug快。
但是这也没有达到书中所说的‘好几倍’，甚至这样的差别，平时可能都注意不到。
       本人只用过cvf编译器，也只在windows下跑过程序，所以，是否和我的操作系统以及使用的程序有关，还不得而知，这只是个小小的实验，纯属娱乐。如果有人对此了解也希望能够跟大家分享下哈~~~

letsdo8

我是觉得彭书中的说法是对的。

这个debug和优化编译造成的Wallclock差别，跟你的问题和用那种编译器有关。

你前一个例子，IO占主要，优化选项基本不起作用。后一个则有些差别，但差别不大，这可能是CVF编译器中这两者方式的优化程度本身就差别不大的原因。

在LINUX机器上，gfortran和Intel FORTRAN，用-g （debug选项）和-fast选项，同样算WRF等的一天积分，可能能得出彭书中的结论。（估计用多重嵌套的话会更明显）。

优化级别也有多种方式，-O0，-O1，-O2，-O3，等。

WRF中对有几个子程序（从configure后产生的文件中可见），还特别降低了优化级别（不然会编译很慢，或甚至编译不过）。这几个子程序一般是allocate会占用很大内存的数据。

ziki

嘿嘿~多谢分享~

lqouc

ziki 发表于 2014-4-29 22:27
嘿嘿~多谢分享~

嘿嘿~~~请多指教

longlivehj

一个调试版，一个发行版。发行版对代码进行了各种优化，不仅程序执行速度上加快，可执行程序的大小也变小了哦！
其它编译器也有优化功能。比如，gcc -O，就是来指定优化等级。

问题少女

学习了，用来很长时间，都不知道这些！！！

mofangbao

第一个程序很明显是磁盘IO造成的性能瓶颈  两种模式下不能显示出区别。
第二个程序就能看出点了，不过只测试一次这结果说服力个人感觉还是有点不够的哈  可以多运行几次 取个平均看看   Fortran运行40多秒的程序计算量应该是普通程序中的大块头了

letsdo8

再说一个有用的编译选项
-p 和 -gp

用这个选项后，./a.out运算后，会同时生成一个mon.out文件，
用prof ./a.out mon.out，会告诉各个子程序（和内部函数）占用的计算时间。

用-gp的会更详细。

longlivehj

letsdo8 发表于 2014-4-30 08:23
我是觉得彭书中的说法是对的。

这个debug和优化编译造成的Wallclock差别，跟你的问题和用那种编译器有关 ...

哇，厉害！学习了！

lqouc

letsdo8 发表于 2014-4-30 08:23
我是觉得彭书中的说法是对的。

这个debug和优化编译造成的Wallclock差别，跟你的问题和用那种编译器有关 ...

高手哈~以后有机会也在linux上试试。