ホットスポット（コンピュータプログラミング）

コンピュータ サイエンスにおけるホットスポットは、通常、実行された命令の割合が高いコンピュータ プログラムの領域、またはプログラムの実行中にほとんどの時間が費やされる領域 (一部の命令は他の命令よりも高速であるため、必ずしも同じではありません) として定義されます。

プログラムがランダムに割り込まれると、プログラム カウンター(次に実行される命令へのポインター) に特定の範囲内の命令のアドレスが含まれていることが頻繁に検出されます。これは、最適化が必要なコードを示している可能性があり、さらには「タイトな」 CPU ループの存在を示している場合もあります。この単純な手法では、頻繁に使用される命令を検出できますが、命令セット シミュレーターやパフォーマンス アナライザーなどのより高度な方法では、より正確かつ一貫してこれを達成できます。

コンピュータ科学者の ドナルド・クヌースは、1996 年にドクター・ドブズ・ジャーナルのインタビューで、ジャンプ トレースと彼が呼ぶものとの最初の遭遇について次のように述べています。

60 年代に、誰かが「ジャンプ トレース」という概念を発明しました。これは、プログラムのマシン言語を変更して、制御を維持するために次の分岐またはジャンプ命令を変更する方法でした。これにより、各命令を 1 つずつ解釈するのではなく、プログラムをかなり高速に実行し、プログラムが連続性から逸脱した場所をファイルに記録できます。このファイルを処理することで、プログラムがほとんどの時間を費やしている場所を把握できます。このソフトウェアを実行した最初の日に、当時Control Data Corporation が提供していたFortran コンパイラに適用しました。その結果、コンパイラが時間の 87 パーセントをコメントの読み取りに費やしていることがわかりました。その理由は、あるコード システムから別のコード システムへ、さらに別のコード システムへ変換していたためです。^[1]

上記の例は、効果的なホット スポット検出は、多くの場合、反復的なプロセスであり、おそらく常に実行する必要があるプロセスであることを示しています (プログラムが適切に実行されていると単純に受け入れるのではなく)。余分な処理をすべて排除した後 (たとえば、埋め込まれたコメントをすべて削除するだけ)、新しいランタイム分析によって、翻訳内の「本物の」ホット スポットをより正確に検出できます。ホット スポット検出がまったく行われなかった場合、プログラムはおそらく何年もの間、多数のマシンで必要以上に多くのリソースを消費していた可能性があり、誰もそのことに完全に気付かなかった可能性があります。

命令セット シミュレーターを使用すると、特定の命令が実行されるたびにカウントし、その後、画面表示、印刷されたプログラム リスト (命令パスの合計長のカウントおよび/またはパーセンテージを含む)、または個別のレポートのいずれかを生成して、最も多くの命令が実行された場所を正確に示すことができます。ほとんどの命令は多くのマシンでタイミングが異なるため、これはホット スポットの相対的なビュー (命令ステップの観点から) を提供するだけです。それでも、頻繁に使用されるコードの測定基準を提供し、アルゴリズムを調整するときにそれ自体が非常に役立ちます。

• プロファイリング（コンピュータプログラミング）