怎样在VC里实现精确计时?

mycareer2000 2004-10-04 05:04:57
由于GetTickCount()只能精确到55ms,因此我尝试用QueryPerformanceCounter,结果发现我的机器不支持,请问还有没有其它办法,我想精确到1ms.

谢谢!
...全文
787 7 打赏 收藏 转发到动态 举报
写回复
用AI写文章
7 条回复
切换为时间正序
请发表友善的回复…
发表回复
mycareer2000 2004-10-04
  • 打赏
  • 举报
回复
终于解决了,版主你说的没有错,单位确实是秒,不过你的那个公式应该“分子*1000”,不然1秒以内的值就都变成0了。

再次谢谢你的详细解答。
Kudeet 2004-10-04
  • 打赏
  • 举报
回复
http://blog.csdn.net/laiyiling/archive/2004/08/03/60194.aspx
mycareer2000 2004-10-04
  • 打赏
  • 举报
回复
我把程序改成:
LONGLONG t1, t2;
LONGLONG presecond;
QueryPerformanceFrequency((LARGE_INTEGER *)&presecond);
QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *)&t1);
Sleep(2000);
QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *)&t2);
double time = (double)((t2 - t1) / presecond);
cout << time << endl;
这样,程序不出错了,不过结果极不准确,偶尔是1,偶尔又是2
mycareer2000 2004-10-04
  • 打赏
  • 举报
回复
long t1, t2;
long presecond;
QueryPerformanceFrequency((LARGE_INTEGER *)&presecond);
QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *)&t1);
QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *)&t2);
cout << (t2 -t1) / presecond << endl;

这段程序一运行,马上就弹出一个窗口说程序遇到问题,需要关闭,是怎么回事啊?请指教!
谢谢
mycareer2000 2004-10-04
  • 打赏
  • 举报
回复
谢谢版主,不过有一点疑问,就是你说用那个公式算出来的是秒数,我觉得好像不是,数值太大了。
PiggyXP 2004-10-04
  • 打赏
  • 举报
回复
本文要介绍的,是另一种直接利用Pentium CPU内部时间戳进行计时的高精度计时手段。以下讨论主要得益于《Windows图形编程》一书,第15页-17页,有兴趣的读者可以直接参考该书。关于RDTSC指令的详细讨论,可以参考Intel产品手册。本文仅仅作抛砖之用。
  在Intel Pentium以上级别的CPU中,有一个称为“时间戳(Time Stamp)”的部件,它以64位无符号整型数的格式,记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数。由于目前的CPU主频都非常高,因此这个部件可以达到纳秒级的计时精度。这个精确性是上述两种方法所无法比拟的。

  在Pentium以上的CPU中,提供了一条机器指令RDTSC(Read Time Stamp Counter)来读取这个时间戳的数字,并将其保存在EDX:EAX寄存器对中。由于EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台下C++语言保存函数返回值的寄存器,所以我们可以把这条指令看成是一个普通的函数调用。像这样:

inline unsigned __int64 GetCycleCount()
{
__asm RDTSC
}

但是不行,因为RDTSC不被C++的内嵌汇编器直接支持,所以我们要用_emit伪指令直接嵌入该指令的机器码形式0X0F、0X31,如下:

inline unsigned __int64 GetCycleCount()
{
__asm _emit 0x0F
__asm _emit 0x31
}

以后在需要计数器的场合,可以像使用普通的Win32 API一样,调用两次GetCycleCount函数,比较两个返回值的差,像这样:

unsigned long t;
t = (unsigned long)GetCycleCount();
//Do Something time-intensive ...
t -= (unsigned long)GetCycleCount();

  《Windows图形编程》第15页编写了一个类,把这个计数器封装起来。有兴趣的读者可以去参考那个类的代码。作者为了更精确的定时,做了一点小小的改进,把执行RDTSC指令的时间,通过连续两次调用GetCycleCount函数计算出来并保存了起来,以后每次计时结束后,都从实际得到的计数中减掉这一小段时间,以得到更准确的计时数字。但我个人觉得这一点点改进意义不大。在我的机器上实测,这条指令大概花掉了几十到100多个周期,在Celeron 800MHz的机器上,这不过是十分之一微秒的时间。对大多数应用来说,这点时间完全可以忽略不计;而对那些确实要精确到纳秒数量级的应用来说,这个补偿也过于粗糙了。

这个方法的优点是:

1.高精度。可以直接达到纳秒级的计时精度(在1GHz的CPU上每个时钟周期就是一纳秒),这是其他计时方法所难以企及的。

2.成本低。timeGetTime 函数需要链接多媒体库winmm.lib,QueryPerformance* 函数根据MSDN的说明,需要硬件的支持(虽然我还没有见过不支持的机器)和KERNEL库的支持,所以二者都只能在Windows平台下使用(关于DOS平台下的高精度计时问题,可以参考《图形程序开发人员指南》,里面有关于控制定时器8253的详细说明)。但RDTSC指令是一条CPU指令,凡是i386平台下Pentium以上的机器均支持,甚至没有平台的限制(我相信i386版本UNIX和Linux下这个方法同样适用,但没有条件试验),而且函数调用的开销是最小的。

3.具有和CPU主频直接对应的速率关系。一个计数相当于1/(CPU主频Hz数)秒,这样只要知道了CPU的主频,可以直接计算出时间。这和QueryPerformanceCount不同,后者需要通过QueryPerformanceFrequency获取当前计数器每秒的计数次数才能换算成时间。

这个方法的缺点是:

1.现有的C/C++编译器多数不直接支持使用RDTSC指令,需要用直接嵌入机器码的方式编程,比较麻烦。

2.数据抖动比较厉害。其实对任何计量手段而言,精度和稳定性永远是一对矛盾。如果用低精度的timeGetTime来计时,基本上每次计时的结果都是相同的;而RDTSC指令每次结果都不一样,经常有几百甚至上千的差距。这是这种方法高精度本身固有的矛盾。

关于这个方法计时的最大长度,我们可以简单的用下列公式计算:

自CPU上电以来的秒数 = RDTSC读出的周期数 / CPU主频速率(Hz)

64位无符号整数所能表达的最大数字是1.8×10^19,在我的Celeron 800上可以计时大约700年(书中说可以在200MHz的Pentium上计时117年,这个数字不知道是怎么得出来的,与我的计算有出入)。无论如何,我们大可不必关心溢出的问题。

下面是几个小例子,简要比较了三种计时方法的用法与精度

//Timer1.cpp 使用了RDTSC指令的Timer类//KTimer类的定义可以参见《Windows图形编程》P15
//编译行:CL Timer1.cpp /link USER32.lib
#include <stdio.h>
#include "KTimer.h"
main()
{
unsigned t;
KTimer timer;
timer.Start();
Sleep(1000);
t = timer.Stop();
printf("Lasting Time: %d\n",t);
}

//Timer2.cpp 使用了timeGetTime函数
//需包含<mmsys.h>,但由于Windows头文件错综复杂的关系
//简单包含<windows.h>比较偷懒:)
//编译行:CL timer2.cpp /link winmm.lib
#include <windows.h>
#include <stdio.h>

main()
{
DWORD t1, t2;
t1 = timeGetTime();
Sleep(1000);
t2 = timeGetTime();
printf("Begin Time: %u\n", t1);
printf("End Time: %u\n", t2);
printf("Lasting Time: %u\n",(t2-t1));
}

//Timer3.cpp 使用了QueryPerformanceCounter函数
//编译行:CL timer3.cpp /link KERNEl32.lib
#include <windows.h>
#include <stdio.h>

main()
{
LARGE_INTEGER t1, t2, tc;
QueryPerformanceFrequency(&tc);
printf("Frequency: %u\n", tc.QuadPart);
QueryPerformanceCounter(&t1);
Sleep(1000);
QueryPerformanceCounter(&t2);
printf("Begin Time: %u\n", t1.QuadPart);
printf("End Time: %u\n", t2.QuadPart);
printf("Lasting Time: %u\n",( t2.QuadPart- t1.QuadPart));
}

////////////////////////////////////////////////
//以上三个示例程序都是测试1秒钟休眠所耗费的时间
file://测/试环境:Celeron 800MHz / 256M SDRAM
// Windows 2000 Professional SP2
// Microsoft Visual C++ 6.0 SP5
////////////////////////////////////////////////

以下是Timer1的运行结果,使用的是高精度的RDTSC指令
Lasting Time: 804586872

以下是Timer2的运行结果,使用的是最粗糙的timeGetTime API
Begin Time: 20254254
End Time: 20255255
Lasting Time: 1001

以下是Timer3的运行结果,使用的是QueryPerformanceCount API
Frequency: 3579545
Begin Time: 3804729124
End Time: 3808298836
Lasting Time: 3569712

  古人说,触类旁通。从一本介绍图形编程的书上得到一个如此有用的实时处理知识,我感到非常高兴。有美不敢自专,希望大家和我一样喜欢这个轻便有效的计时器。

参考资料:
[YUAN 2002]Feng Yuan 著,英宇工作室 译,Windows图形编程,机械工业出版社,2002.4.,P15-17
PiggyXP 2004-10-04
  • 打赏
  • 举报
回复
QueryPerformanceFrequency()
QueryPerformanceCounter()

第一个函数返回PC机8253芯片的FCLK,这个值约1.19MHz,也就是说一秒钟可发出这么多的计时信号,它的倒数约840ns,这是定时器的极限精度了。
第二个函数返回定时信号个数,差一下,再乘840ns,就是时间了。

========================================================================

QueryPerformanceCounter()这个函数返回高精确度性能计数器的值,它可以以微妙为单位计时.但是QueryPerformanceCounter()确切的精确计时的最小单位是与系统有关的,所以,必须要查询系统以得到QueryPerformanceCounter()返回的嘀哒声的频率.QueryPerformanceFrequency()提供了这个频率值,返回每秒嘀哒声的个数.计算确切的时间是从第一次调用QueryPerformanceCounter()开始的假设得到的LARGE_INTEGER 为nStartCounter,过一段时间后再次调用该函数结束的,设得到nStopCounter.两者之差除以QueryPerformanceFrequency()的频率就是开始到结束之间的秒数.由于计时函数本身要耗费很少的时间,要减去一个很少的时间开销.但一般都把这个开销忽略.公式如下:
nStopCounter-nStartCounter
ElapsedTime=------------------------------------ - overhead
frequency

double time=(nStopCounter.QuadPart-nStartCounter.QuadPart)/frequency.Quad

=================================================================================

LONGLONG t1,t2;
LONGLONG persecond;
QueryPerformanceFrequency((LARGE_INTEGER *)&persecond);//询问系统一秒钟的频率
QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *)&t1);
//下面是你要计算运行时间的程序代码
...
QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *)&t2);
double time=(t2-t1)/persecond;

这两个函数需要mmsystem.h,并要连接winmm.lib

18,356

社区成员

发帖
与我相关
我的任务
社区描述
VC/MFC 网络编程
c++c语言开发语言 技术论坛(原bbs)
社区管理员
  • 网络编程
加入社区
  • 近7日
  • 近30日
  • 至今
社区公告
暂无公告

试试用AI创作助手写篇文章吧