Ускорение симуляции прыгающих мячей
В этом примере показано, как ускорить выполнение алгоритма MATLAB с помощью сгенерированной MEX-функции. Это использует codegen команда, чтобы сгенерировать MEX-функцию для сложного приложения, которое использует несколько файлов MATLAB. Можно использовать codegen проверять, что ваш код MATLAB подходит для генерации кода и, во многих случаях, чтобы ускорить ваш алгоритм MATLAB. Можно запустить MEX-функцию, чтобы проверять на ошибки времени выполнения.
Предпосылки
Нет никаких предпосылок для этого примера.
О run_balls Функция
run_balls.m функционируйте берет один вход, чтобы задать количество прыгающих мячей, чтобы симулировать. Симуляция запускает и строит шары, возвращающиеся, пока нет никакой оставленной энергии и не возвращает состояние (положения) всех шаров.
type run_balls
% balls = run_balls(n)
% Given 'n' number of balls, run a simulation until the balls come to a
% complete halt (or when the system has no more kinetic energy).
function balls = run_balls(n) %#codegen
coder.extrinsic('fprintf');
% Copyright 2010-2013 The MathWorks, Inc.
% Seeding the random number generator will guarantee that we get
% precisely the same simulation every time we call this function.
old_settings = rng(1283,'V4');
% The 'cdata' variable is a matrix representing the colordata bitmap which
% will be rendered at every time step.
cdata = zeros(400,600,'uint8');
% Setup figure windows
im = setup_figure_window(cdata);
% Get the initial configuration for 'n' balls.
balls = initialize_balls(cdata, n);
energy = 2; % Something greater than 1
iteration = 1;
while energy > 1
% Clear the bitmap
cdata(:,:) = 0;
% Apply one iteration of movement
[cdata,balls,energy] = step_function(cdata,balls);
% Render the current state
cdata = draw_balls(cdata, balls);
iteration = iteration + 1;
if mod(iteration,10) == 0
fprintf(1, 'Iteration %d\n', iteration);
end
refresh_image(im, cdata);
end
fprintf(1, 'Completed iterations: %d\n', iteration);
% Restore RNG settings.
rng(old_settings);
Сгенерируйте MEX-функцию
Во-первых, сгенерируйте MEX-функцию с помощью команды codegen-args 0) указать, что сгенерированная MEX-функция будет вызвана входом, типа double.
codegen run_balls -args 0
run_balls вызовы функции другие функции MATLAB, но необходимо задать только функцию точки входа при вызове codegen.
По умолчанию, codegen генерирует MEX-функцию под названием run_balls_mex в текущей папке. Это позволяет вам тестировать код MATLAB и MEX-функцию и сравнивать результаты.
Сравните результаты
Запуститесь и время исходный run_balls функция сопровождается сгенерированной MEX-функцией.
tic, run_balls(50); t1 = toc; tic, run_balls_mex(50); t2 = toc;
Iteration 10 Iteration 20 Iteration 30 Iteration 40 Iteration 50 Iteration 60 Iteration 70 Iteration 80 Iteration 90 Iteration 100 Iteration 110 Iteration 120 Iteration 130 Iteration 140 Iteration 150 Iteration 160 Iteration 170 Iteration 180 Iteration 190 Iteration 200 Iteration 210 Iteration 220 Iteration 230 Iteration 240 Iteration 250 Iteration 260 Iteration 270 Iteration 280 Completed iterations: 281 Iteration 10 Iteration 20 Iteration 30 Iteration 40 Iteration 50 Iteration 60 Iteration 70 Iteration 80 Iteration 90 Iteration 100 Iteration 110 Iteration 120 Iteration 130 Iteration 140 Iteration 150 Iteration 160 Iteration 170 Iteration 180 Iteration 190 Iteration 200 Iteration 210 Iteration 220 Iteration 230 Iteration 240 Iteration 250 Iteration 260 Iteration 270 Iteration 280 Completed iterations: 281
Оцененный убыстряются:
fprintf(1, 'Speed up: x ~%2.1f\n', t1/t2);
Speed up: x ~2.6