1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 | /* 4x09-Buffer_de_memoria 14/01/2012 Una forma de hacer más eficiente el trabajo con ficheros secuenciales es la paginación, método consistente en la utilización de un buffer intermedio de memoria donde se guarden los siguientes n datos a ser leídos, o donde se escriban los siguientes n datos a ser escritos, en vez de estar interaccionando constantemente con el disco duro. Los sistemas operativos ya introducen su propio buffer para hacer más ágiles estas operaciones. Se trata de añadir un buffer más sobre el que tenga pleno control el programador. La forma de implementar esto es que el fichero ya no es de datos, sino de páginas de datos. Lo que se lee y escribe en él es una página de datos completa. Implementa este tipo de ficheros para el caso de enteros. Haz pruebas de generación y lectura/tratamiento del fichero para diferentes tamaños de buffer y para un tamaño de fichero considerable y mide el tiempo que cuesta en cada caso, comparándolo con un fichero sin paginación. Junto con el ejercicio debes entregar una tabla de datos con las mediciones realizadas y las conclusiones que extraes. */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> // Función que crea ficheros secuenciales con números enteros: void crearFicheroDeDatos() { /* Poscondición: A partir de un parámetro solicitado al usuario se crean X números enteros, todos ellos se almacenan en un fichero secuencial. */ FILE *fichero = fopen("datos.dat","w"); float num; int numAle; int i; // Se genera una semilla de números aleatorios: srand((unsigned int)time(NULL)); printf( "Indique el tamaño en MiB que quiere que tenga el fichero: " ); scanf( "%g", &num ); for( i=0; i < 250000*num; i++ ) { numAle = rand()%10000; fwrite( &numAle, sizeof(int), 1, fichero ); }; printf( "\n Se creo el fichero \"datos.dat\" con %.0f números enteros y un tamaño de %.0f MiB.\n\n", 250000*num , num ); fclose( fichero ); }; // Función que muestra por pantalla el contenido de un fichero secuencial de enteros: void leerFicheroDeDatos() { /* Precondición: Es necesario que exista el fichero “datos.dat” Poscondición: Se muestra el contenido del fichero por pantalla, si su contenido es desmesurado no podrán mostrarse por pantalla debido a las limitaciones del terminal. */ FILE *fichero = fopen("datos.dat","r"); int num, i; if( fichero == NULL ) printf( "Genere el fichero secuencial primero\n" ); else { printf( "Principio del fichero\n\n " ); fread( &num, sizeof(int), 1, fichero ); while( !feof(fichero) ) { if( i != 20 ) { printf( "%i, ", num ); i++; } else { printf( "%i\n ", num ); i=0; }; fread( &num, sizeof(int), 1, fichero ); }; printf( "\n\nFinal del fichero\n" ); fclose( fichero ); }; }; // Función para contar el tiempo: double timeval_diff(struct timeval *a, struct timeval *b) { // Fuente: http://goo.gl/JF5v2 return (double)(a->tv_sec + (double)a->tv_usec/1000000) - (double)(b->tv_sec + (double)b->tv_usec/1000000); }; void realizarPruebasDeBuffer() { /* Precondición: Es necesario que exista el fichero “datos.dat” Poscondición: Se calcula el tiempo que se tarda en hacer las operaciones con los números leídos del fichero de datos de dos formas diferentes, al primera haciendo lecturas de entero en entero, y la segunda haciendo lecturas en "tamPagina" en "tamPagina". Las operaciones con los números enteros se basan en la suma de los pares e impares cada uno por un lado. Con los resultados no se hace nada. */ FILE *fichero = fopen("datos.dat","r"); int unNumero; int *vectorNumeros = NULL; // Como no sabemos el "tamPagina" que elegirá el usuario, tampoco sabemos de que tamaño ha de ser el vector, por ello creamos un puntero ........... int tamPagina; long long pSuma, nSuma; int i; // Variables para calcular los tiempos: struct timeval t_ini, t_fin; double tEjecUno, tEjecDos; if( fichero == NULL ) printf( "Genere el fichero secuencial primero\n" ); else { printf( "Al leer un fichero, puede hacerse de dato en dato o mediante la lectura de un conjunto de datos que serán almacenados en memoria y desde donde se leerán.\n" ); printf( "A continuación deberá de especificar el tamaño de esa memoria o buffer y podrá observar las diferencias de tiempo que existen de leer un fichero de una forma o de la otra.\n" ); printf( " Indique el tamaño del buffer: " ); scanf( "%i", &tamPagina ); printf( "\n\n" ); /** INICIO TEST 1: Medición del tiempo leyendo enteros de uno en uno ****************/ // Se calcula el tiempo al comenzar: gettimeofday(&t_ini, NULL); pSuma=0; nSuma=0; fread( &unNumero, sizeof(int), 1, fichero ); while( !feof(fichero) ) { if( unNumero%2 == 0 ) pSuma += unNumero; else nSuma += unNumero; //printf( "%i, ",unNumero ); fread( &unNumero, sizeof(int), 1, fichero ); }; // Se vuelve a calcular el tiempo al terminar: gettimeofday(&t_fin, NULL); // Se calcula el tiempo de diferencia: tEjecUno = timeval_diff(&t_fin, &t_ini) * 1000.0; /************************************************************************ FIN TEST 1 **/ // Se regresa al principio del fichero para volver a leerlo: rewind(fichero); /** INICIO TEST 2: Medición del tiempo leyendo enteros en grupos de "tamPagina" *****/ // Reservamos la memoria necesaria para el vector: vectorNumeros = (int *)malloc(sizeof(int) * tamPagina ); if( vectorNumeros == NULL ) printf( "No hay suficiente memoria\n" ); else { // Se calcula el tiempo al comenzar: gettimeofday(&t_ini, NULL); pSuma=0; nSuma=0; fread( vectorNumeros, sizeof(int), tamPagina, fichero ); while( !feof(fichero) ) { for( i=0; i < tamPagina; i++ ) { if( vectorNumeros[i]%2 == 0 ) pSuma += vectorNumeros[i]; else nSuma += vectorNumeros[i]; }; fread( vectorNumeros, sizeof(int), tamPagina, fichero ); }; // Se vuelve a calcular el tiempo al terminar: gettimeofday(&t_fin, NULL); // Se calcula el tiempo de diferencia: tEjecDos = timeval_diff(&t_fin, &t_ini) * 1000.0; // Se libera la memoria del vector free(vectorNumeros); }; /************************************************************************ FIN TEST 2 **/ printf("Leyendo de uno en uno:\t%.3f ms.\n", tEjecUno ); printf("Leyendo de %i en %i:\t%.3f ms.\n", tamPagina, tamPagina, tEjecDos ); printf("Usando un buffer de memoria se mejora un %i%% el rendimiento.\n\n", (int)(((tEjecUno/tEjecDos)*100)-100) ); printf( " Como vemos en los resultados, usar un buffer de memoria permite que nuestro programa se ralentice menos de lo que lo haría si no usásemos dicho buffer, pues al necesitar menos accesos al fichero evitamos las ralentizaciones producidas por el cuello de botella del disco duro.\n\n" ); // Se cierra el fichero: fclose( fichero ); }; }; main() { enum opcciones{ generarDAT='1', leerDAT='2', realizarTEST='3' } opc; char eleccion; // Se imprime y se solicita una opción del menú: printf( "Seleccione que desea hacer:\n" ); printf( " 1. Generar un fichero secuencial\n" ); printf( " 2. Mostrar el contenido del fichero\n" ); printf( " 3. Realizar pruebas a partir del fichero\n" ); do{ scanf( "%c", &eleccion ); } while( eleccion < '1' || eleccion > '3' ); opc = (enum opcciones)(eleccion); // Se ejecuta la opción elegida: switch( opc ) { case generarDAT: crearFicheroDeDatos(); break; case leerDAT: leerFicheroDeDatos(); break; case realizarTEST: realizarPruebasDeBuffer(); break; }; }; |
4×09: Buffer de memoria con ficheros
