Principio di località temporale e spaziale in informatica
Introduzione:
La Legge di Amdahl, oltre ad essere un principio fondamentale dell’informatica, assume un’importanza ancora maggiore se applicata ai programmi eseguiti da un calcolatore. La proprietà principale di un programma, la cosiddetta località del riferimento, permette di ottimizzare le prestazioni in modo significativo.
Località del riferimento:
I programmi tendono a riutilizzare i dati e le istruzioni che hanno usato di recente. Una regola pratica, la regola 90/10, afferma che un programma spende il 90% del suo tempo di esecuzione solo per il 10% del suo codice. Questa caratteristica permette di predire con ragionevole accuratezza quali dati ed istruzioni il programma utilizzerà nel “prossimo futuro”.
Esempi di località del riferimento:
- Programma Spice:
- Meno del 4% delle istruzioni rappresenta l’80% delle istruzioni eseguite dinamicamente.
- All’interno di questo 4%, la percentuale di istruzioni eseguite sale al 90%.
- Solo il 50% delle istruzioni statiche viene eseguito almeno una volta ad ogni esecuzione del programma.
- In generale, solo il 30% delle istruzioni viene eseguito una o più volte.
Ottimizzazione del codice sorgente:
Dati come quelli di Spice permettono di ottimizzare il codice sorgente, concentrandosi sulle istruzioni con maggiore probabilità di essere eseguite.
Località dei riferimenti e memorie cache:
La località del riferimento si applica anche all’accesso ai dati. Si distinguono due tipi di località:
- Località temporale: Elementi ai quali si è fatto riferimento di recente saranno usati ancora nel prossimo futuro.
- Località spaziale: Elementi i cui indirizzi sono vicini ad un dato indirizzo di riferimento tendono ad essere referenziati in tempi molto brevi.
Questi concetti sono alla base delle memorie cache, unità di memoria ad accesso rapido che migliorano le prestazioni di una macchina rendendo più velocemente disponibili i dati con maggiore probabilità di utilizzo.
Conclusione:
La Legge di Amdahl e la località del riferimento sono concetti fondamentali per comprendere e ottimizzare le prestazioni dei programmi e dei sistemi informatici. Sfruttando questi principi, è possibile ottenere significativi miglioramenti in termini di velocità ed efficienza.
