Los puntos de referencia de Rugg / Feldman son una serie de siete programas breves de lenguaje de programación BASIC que se utilizan para probar el rendimiento de las implementaciones BASIC en varios microordenadores . Fueron publicados por Tom Rugg y Phil Feldman en el número de junio de 1977 de la revista de informática estadounidense Kilobaud .
El artículo informó que Integer BASIC , un programa de interpretación escrito por Steve Wozniak para la computadora Apple II , era mucho más rápido que los otros programas probados. Esto provocó comentarios generalizados sobre las pruebas, incluida una extensa carta de Bill Gates . Un artículo de seguimiento en la edición de octubre de 1977 abordó estas preocupaciones en profundidad y agregó muchas máquinas nuevas y BASIC al conjunto de resultados.
John Coll añadió una octava prueba utilizando funciones trascendentales en un artículo de la edición de febrero de 1978 de la revista británica Personal Computer World (PCW). Este conjunto ampliado se conoció como PCW Benchmarks y fue particularmente popular como prueba para máquinas diseñadas en el Reino Unido como Grundy NewBrain y BBC Micro .
El punto de referencia se utilizó ampliamente hasta finales de la década de 1970 y aparece como estándar en muchas revistas y revistas de informática. En la década de 1980 no se usaba tanto en los EE. UU. Como Creative Computing Benchmark o Byte Sieve , pero seguía siendo de uso común en el Reino Unido.
Historia
Primeras pruebas
La suite de referencia se introdujo para probar las afirmaciones que estaban haciendo los proveedores de que su BASIC era mucho más rápido que otros que se ejecutaban en las mismas máquinas. Los autores no pudieron encontrar un conjunto de puntos de referencia estandarizados y decidieron escribir los suyos propios. [1] Las pruebas ignoraron deliberadamente el rendimiento de la cadena y el punto flotante, ya que muchos BASIC de la época, especialmente los descendientes de Tiny BASIC , carecían de estas características. Las cadenas se vieron obstaculizadas aún más por diferencias importantes en la sintaxis entre las diferentes versiones. [2] [a]
Los dos ejecutaron los puntos de referencia en todas las máquinas que pudieron encontrar, generalmente en las casas de amigos. Se probaron todas las principales CPU de 8 bits, incluidas Intel 8080 , Zilog Z80 , Motorola 6800 y MOS 6502 . A modo de comparación, también lo ejecutaron en una supercomputadora CDC Cyber 174 , que es tan rápida que tuvieron que agregar un código para cronometrar la ejecución utilizando el reloj del sistema, ya que no podían operar un cronómetro con la suficiente rapidez. Usaron esta máquina por dos razones; uno era simplemente ver qué tan rápido corría una máquina de este tipo, y el otro era asegurarse de que ningún micro terminara en la parte superior de la lista y luego afirmar que se había demostrado que era el más rápido. [3]
El artículo hace una nota especial del BASIC que se envió con las computadoras IMSAI , ya que básicamente no funcionó. La máquina era muy nueva en ese momento y la empresa describió el BASIC como "preliminar". Durante este período, se entregaron diferentes máquinas IMSAI con diferentes versiones de BASIC. Cada versión tenía características diferentes, pero ninguna de ellas podía ejecutar ni siquiera la mayoría de los programas. [4]
El Apple II , usando el Integer BASIC original , terminó bien por delante de todas las demás máquinas. Como las pruebas no utilizaron ninguna característica de punto flotante , este resultado no fue sorprendente dada la representación interna mucho más simple de los números. [b] El siguiente más rápido, aunque significativamente más lento, fue Zapple BASIC en una tarjeta adicional Zilog Z80 en un Altair 8800 . El resto de la lista contenía una serie de entradas muy poco espaciadas, dominadas por lo que más tarde se conocería como Microsoft BASIC . En todo el conjunto de máquinas 8080 y Z80 y versiones de BASIC, el margen fue solo del 20%. Por el contrario, las máquinas basadas en 6800 se aislaron por completo al final de la lista, entre un 30% y un 40% más lentas que las entradas 8080 y Z80. [4]
Cuando el artículo se imprimió, los editores de Kilobaud visitaron varias tiendas de computadoras locales para probar los programas en máquinas más nuevas. Este proceso agregó la versión de producción de IMSAI BASIC, North Star BASIC y 11 kB BASIC en el Poly-88 . Los resultados de IMSAI estaban en la parte inferior del paquete, mientras que North Star y Poly estaban en el medio. [5]
Seguimiento
Rugg y Feldman volvieron a visitar la suite en el número de octubre de 1977. El nuevo artículo se abrió señalando que habían recibido una avalancha de correos sobre el artículo original. Entre ellos se encontraba una carta de Bill Gates , a quien presentan como el autor de "Altair BASIC (versiones 8080 y 6800), OSI BASIC y PET BASIC". La última entrada se refiere a un miembro de la " trinidad de 1977 " de máquinas, el Commodore PET , que se puso a disposición en forma de prototipo para su inclusión en el artículo. [6]
Gates se quejó de que la serie de pruebas original "permitía comparar un BASIC entero con ... un BASIC más potente ... usando punto flotante". Sugirió que la prueba incluyera un DEFINT A-Z
al principio, lo que haría que las versiones más nuevas de Altair BASIC también usaran matemáticas enteras. En cambio, Rugg y Feldman adoptaron otro enfoque y eliminaron todos los BASIC de solo enteros de los nuevos resultados de la prueba. [6] Esto no eliminó el Apple II, que en ese momento había introducido el Applesoft BASIC derivado de MS en casete. [7]
Gates también señaló que los resultados para la máquina 6800 no eran indicativos de este procesador. La máquina que utilizaron, Altair 680, ejecuta la CPU a la mitad de su velocidad nominal. Sugirió que una máquina más típica basada en 6800 sería un poco más rápida que la 8080. Sin embargo, la 6800 una vez más tuvo un desempeño pobre incluso en máquinas más nuevas que funcionan a velocidades más altas. [6]
Gates también sugirió que el tiempo del Cyber 173 probablemente se debió a que era un compilador en lugar de un intérprete . Los autores señalan que este no fue el caso del TRW BASIC que usaron en la prueba original, y luego lo usaron como una transición para comparar las diferencias entre compiladores e intérpretes. [6]
Gates concluyó su carta señalando que varios de los resultados eran idénticos a pesar de estar en máquinas diferentes. Sugiere que esto se debe a que los BASIC en cuestión contenían "firmas" de Altair BASIC y, por lo tanto, son "software ilegítimo". No especificó cuáles afirmó que fueron robados, y los autores respondieron diciendo que si "Bill puede evitar que la gente los venda por medios legales, dejaremos de incluirlos". [8]
Rugg y Feldman concluyen el artículo mencionando algunas de las otras preocupaciones que surgieron después del artículo original. Un problema común fue la falta de funciones matemáticas más avanzadas, que reconocen, pero sugieren que esto es algo que es mejor dejar al lector. La otra fue la falta de manipulación de cadenas, pero señalan que la sintaxis del manejo de cadenas difiere considerablemente entre plataformas y, por lo tanto, no se puede realizar en una sola versión. [8] [c]
En esta serie de pruebas, la lista fue encabezada por el OSI Challenger , una máquina basada en 6502 que había sido "mejorada" a 2 MHz, el doble que las típicas máquinas 6502 de 1 MHz de la época como Apple II y PET. Cuando funcionaba a su velocidad normal de 1 MHz, el Challenger acababa de ser superado por Zapple BASIC en máquinas Z80 que funcionaban a 4 MHz. PET BASIC fue el siguiente, solo un poco detrás del Challenger. [9] Concluyen que la 6502 es la CPU de mayor rendimiento, coincidiendo con los comentarios que había hecho Gates en su carta. El 6800 vuelve a quedar en último lugar. [10]
Versión PCW
Como parte de un artículo más extenso sobre las nuevas entradas en el mercado de las computadoras, incluido el TRS-80 , John Coll utilizó las pruebas Rugg / Feldman para comparar una variedad de máquinas disponibles para él en el Reino Unido en octubre de 1977. Agregó una octava prueba a ejercitar las rutinas matemáticas y proporcionar los tiempos de ejecución resultantes tanto por sí mismos como por el tiempo adicional en comparación con la Prueba 7, de acuerdo con el concepto anterior de cada prueba modificando la última. [11] Los resultados se publicaron en el primer número de Personal Computer World en febrero de 1978, [12] con un breve seguimiento en su número de noviembre de 1978. [13]
Usar
Como uno de los primeros conjuntos de puntos de referencia BÁSICOS, las pruebas F / R se vieron principalmente a finales de la década de 1970 y principios de la de 1980. Era un estándar entre las revisiones en Kilobaud , utilizado para comparar las muchas variedades nuevas de BASIC que continuaron apareciendo para las primeras microcomputadoras. [14] ¡Computa! lo usó para su revisión de 1979 del Challenger 1P , [15] y 68 Journal lo usó para demostrar el desempeño extremadamente alto de BASIC09 . [16] InfoWorld lo usó para su revisión de 1981 de un nuevo BASIC para el TRS-80, [17] y el TRS-80 Color Computer como un todo. [18]
Después de ese punto, el Byte Sieve comenzó a popularizarse y el número de artículos que se referían al benchmark FR se volvió menos común, pero se pudo encontrar incluso en fuentes tan enrarecidas como el HP Journal. [19]
Las versiones de PCW siguieron siendo muy populares en el Reino Unido y se pueden encontrar en muchas reseñas de máquinas centradas en el Reino Unido como Grundy NewBrain , varias máquinas de Sinclair Research [20] y BBC Micro . [21]
Programas
Los programas se diseñaron para permitir que un usuario escriba la primera prueba, la ejecute y luego la modifique en el lugar para ejecutar las pruebas posteriores. Esto significaba que el usuario no tenía que escribir siete programas diferentes, sino simplemente modificar uno solo. [3] Los primeros siete listados son los originales del artículo de 1977, [1] el octavo es la adición de PCW. [22]
Punto de referencia 1
300 IMPRESIÓN "S"400 PARA K = 1 A 1000500 SIGUIENTE K700 IMPRESIÓN "E"800 FIN
Los bucles FOR-NEXT son una de las construcciones más fundamentales en el lenguaje BASIC, y si el rendimiento de estos bucles es lento, es muy probable que cualquier programa que se ejecute en ese BASIC también lo sea. Un ejemplo famoso de esto es Atari BASIC , que tenía varios problemas que ralentizaban enormemente el rendimiento de los bucles FOR-NEXT en comparación con los ejemplos contemporáneos, y como resultado, los programas BASIC en Atari eran generalmente muy lentos. [23]
Punto de referencia 2
300 IMPRESIÓN "S"400 K = 0500 K = K + 1600 SI K <1000 ENTONCES 500700 IMPRESIÓN "E"800 FIN
En última instancia, esta prueba realiza las mismas operaciones que la prueba 1, pero en este caso utiliza una prueba y un salto explícitos en lugar de utilizar la construcción FOR-NEXT incorporada. Generalmente, este programa se ejecuta mucho más lento que 1 porque la mayoría de los BASIC empujan la dirección del FOR en una pila para que el SIGUIENTE sea relativamente rápido, mientras que el uso de un GOTO requiere que el intérprete busque en el programa el número de línea correspondiente, en este caso 500
. Aunque esta prueba no lo muestra debido a su pequeño tamaño, esta búsqueda tarda cada vez más a medida que aumenta la duración del programa. Algunas versiones de BASIC optimizaron GOTO usando etiquetas explícitas, [24] o empujando los objetivos GOTO en una pila para hacerlos funcionar como NEXT. [25] Turbo-Basic XL hizo ambas cosas y, como resultado, corrió mucho más rápido que cualquier BASIC similar. [24]
Punto de referencia 3
300 IMPRESIÓN "S"400 K = 0500 K = K + 1510 LET A = K / K * K + KK600 SI K <1000 ENTONCES 500700 IMPRESIÓN "E"800 FIN
La prueba 3 es una expansión de la prueba 2, esta vez agregando algunas matemáticas básicas y acceso a variables. Al comparar el tiempo para ejecutar las pruebas 2 y 3, uno puede tener una idea del rendimiento de la biblioteca de matemáticas del idioma. [1]
Punto de referencia 4
300 IMPRESIÓN "S"400 K = 0500 K = K + 1510 LET A = K / 2 * 3 + 4-5600 SI K <1000 ENTONCES 500700 IMPRESIÓN "E"800 FIN
Lo mismo que la prueba 3, excepto que la variable K
se reemplaza por constantes numéricas. Esto requiere que el intérprete convierta los valores de su representación textual a su formato de almacenamiento interno, lo que lleva tiempo (a menos que esto se realice de una vez por todas, antes de la ejecución, como en algunos BASIC más avanzados). Se puede determinar una idea del rendimiento de esta función de conversión comparando este tiempo con el punto de referencia 3. [1]
Punto de referencia 5
300 IMPRESIÓN "S"400 K = 0500 K = K + 1510 LET A = K / 2 * 3 + 4-5520 GOSUB 820600 SI K <1000 ENTONCES 500700 IMPRESIÓN "E"800 FIN820 REGRESO
La prueba 5 introduce una llamada de subrutina. Los programas largos en las primeras versiones de BASIC harían un uso extensivo de subrutinas y, por lo tanto, la eficiencia del mecanismo de llamada era importante. Dependiendo de la forma en que funcionó el sistema, la devolución puede almacenar en caché la ubicación de la línea de llamada de una manera similar a NEXT y, por lo tanto, ejecutarse muy rápidamente. Otros pueden almacenar el número de línea de la línea que llama y, por lo tanto, requerir el código para escanear los listados de programas a RETURN. [1]
Punto de referencia 6
300 IMPRESIÓN "S"400 K = 0430 DIM M (5)500 K = K + 1510 LET A = K / 2 * 3 + 4-5520 GOSUB 820530 PARA L = 1 A 5540 SIGUIENTE L600 SI K <1000 ENTONCES 500700 IMPRESIÓN "E"800 FIN820 REGRESO
La prueba 6 define una pequeña matriz al principio y agrega otro bucle FOR-NEXT dentro del bucle principal. Esto tiene poco efecto en el código, pero se usa para establecer una línea de base para la prueba 7. [1]
Punto de referencia 7
300 IMPRESIÓN "S"400 K = 0430 DIM M (5)500 K = K + 1510 LET A = K / 2 * 3 + 4-5520 GOSUB 820530 PARA L = 1 A 5535 M (L) = A540 SIGUIENTE L600 SI K <1000 ENTONCES 500700 IMPRESIÓN "E"800 FIN820 REGRESO
Esto asigna un valor a cada uno de los elementos de la matriz cada vez que pasa por el ciclo. La comparación del tiempo necesario para ejecutar 7 a 6 indica la eficiencia del acceso a la matriz. [1]
Punto de referencia 8
300 IMPRESIÓN "S"400 K = 0500 K = K + 1530 A = K ^ 2540 B = REGISTRO (K)550 C = SIN (K)600 SI K <100 ENTONCES GOTO 500700 IMPRESIÓN "E"800 FIN
La prueba 8 fue agregada por PCW, [11] realizando varias funciones trascendentales para probar su desempeño. Este código no incluye el código de la prueba 7, que rompe el patrón original de cada prueba añadiendo a la anterior. En cambio, el artículo asociado enumeró tanto el tiempo para ejecutar 8 como 7 y 8 combinados. [12]
Resultados de muestra
Esta lista no pretende ser exhaustiva, sino una descripción general rápida de los resultados observados en algunos sistemas populares de la era temprana de las microcomputadoras y las computadoras domésticas . La primera tabla incluye una selección de máquinas de las pruebas originales en junio de 1977, con las excepciones mencionadas. [1] El tiempo de prueba es en segundos.
Sistema | UPC | BÁSICO | Prueba 1 | Prueba 2 | Prueba 3 | Prueba 4 | Prueba 5 | Prueba 6 | Prueba 7 | Prueba 8 | Notas |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Manzana II | 6502 a 1 MHz | Entero BÁSICO | 1.3 | 3.1 | 7.2 | 7.2 | 8.8 | 18,5 | 28,0 | Los números de PCW son aproximadamente 0,1 s más largos | |
Manzana II | 6502 a 1 MHz | Applesoft BASIC | 1.3 | 8.5 | 16,0 | 17,8 | 19,1 | 28,6 | 44,8 | 55,5 | de PCW, para comparar con el anterior |
Altair 8800 | 8080 a 2 MHz | Altair BASIC 4.0 | 1,7 | 10,2 | 21,0 | 22,5 | 24,3 | 36,7 | 52,4 | ||
Altair 8800 | 8080 a 2 MHz | Altair BASIC 4.0 | 1,9 | 7.5 | 20,6 | 20,9 | 22,1 | 38,8 | 57,0 | 67,8 | de PCW, incluido FP |
Altair 8800 / TDL ZPU | Z80 a 4 MHz | Zapple | 1,7 | 9.5 | 20,6 | 21,7 | 23,7 | 36,7 | 52,4 | Placa complementaria Z80, Zapple BASIC enviado con ella | |
Compucolor 8001 | 8080 a 2 MHz | Compucolor 8k BÁSICO | 2.1 | 13,1 | 27,0 | 29,0 | 31,3 | 47,5 | 67,8 | ||
SWTPC 6800 | 6800 a 898 kHz | SWT 8k BÁSICO | 1.4 | 9.0 | 16,8 | 18,1 | 20,0 | 31.0 | 45,2 | 53,7 | de PCW |
SWTPC 6800 | 6800 a 898 kHz | Altair 680 BÁSICO | 14,9 | 24,7 | 96,1 | 105,3 | 109,8 | 174,1 | 204,5 | ||
Altair 680 | 6800 a 500 kHz | Altair 680 BÁSICO 1.1 | 2.6 | 16,4 | 30,9 | 33,7 | 36,6 | 56,0 | 81,9 | 96,9 | de PCW |
Sistema | UPC | BÁSICO | Prueba 1 | Prueba 2 | Prueba 3 | Prueba 4 | Prueba 5 | Prueba 6 | Prueba 7 | Prueba 8 | Notas |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IBM 5100 | 4.5 | 21,1 | 57,4 | 54,5 | 59,0 | 88,2 | 174,9 | 201,6 | |||
BBC Micro | 6502 a 2 MHz | BBC BÁSICO | 0,8 | 3.1 | 8.1 | 8.7 | 9.0 | 13,9 | 21,1 | 49,9 | el más rápido de los BÁSICOS de 8 bits en inglés / estadounidense |
Electrón de bellota | 6502A a 2 MHz | BBC BÁSICO | 1,11 | 4.01 | 11.12 | 11,76 | 12.40 | 18,72 | 28,71 | 72,53 | de PCW [26] |
Atari 800XL | 6502 a 1,79 MHz | Atari BASIC | 2.2 | 7.3 | 19,7 | 24,1 | 26,3 | 40,3 | 60,1 | n / A | no hay explicación por la falta de la prueba 8 |
Comodoro 64 | 6510 a 1 MHz | MS BÁSICO | 1.2 | 9.3 | 17,6 | 19,5 | 21,0 | 29,5 | 47,5 | 119,3 | |
Sinclair ZX80 | Z80 a 3,25 MHz | Sinclair BÁSICO | 1,5 | 4,7 | 9.2 | 9.0 | 12,7 | 25,9 | 39,2 | N / A | solo entero |
Espectro de Sinclair | Z80 a 3,58 MHz | Sinclair BÁSICO | 4.4 | 8.2 | 20,0 | 19,2 | 23,1 | 53,4 | 77,6 | 239,1 | |
Átomo de bellota | 6502 a 1 MHz | Átomo BÁSICO | 0,5 | 5.1 | 9.5 | 10,8 | 13,9 | 19,1 | 31,1 | 92 | de DatorHobby 1/84 [27] |
Luxor ABC 80 | Z80 a 3 MHz | ABC BÁSICO | 1.1 | 2.3 | 11,1 | 12,1 | 12,6 | 17,7 | 23,9 | 136 | desde DatorHobby 1/84 |
ABC 80 (usando variables enteras en lugar de punto flotante) | Z80 a 3 MHz | ABC BÁSICO | 0,3 | 1.1 | 3,5 | 3,5 | 3.6 | 5.8 | 9.3 | sesenta y cinco | de Mikrodatorn 1982 |
ABC 800 (usando un punto flotante de precisión simple) | Z80 a 3 MHz | ABC BÁSICO II | 0,9 | 1.8 | 6.0 | 5.9 | 6.3 | 11,6 | 19,6 | 29 | de Mikrodatorn 1982 |
ABC 800 (usando coma flotante de doble precisión) | Z80 a 3 MHz | ABC BÁSICO II | 1.2 | 2.2 | 10.0 | 10,6 | 11,0 | 17,8 | 26,4 | 144 | de Mikrodatorn 1982 |
Comodoro VIC 20 | 6502 a 1 MHz | MS BÁSICO | 1.4 | 8.3 | 15,5 | 17.1 | 18,3 | 27,2 | 42,7 | 99 | desde DatorHobby 1/84 |
Dragón 32/64 | 6809E a 0,89 MHz | MS Extended BASIC | 1,6 | 10,2 | 19,7 | 21,6 | 23,3 | 34,3 | 50,0 | 129 | desde DatorHobby 1/84 |
Spectravideo SV-328 | Z80 a 3,6 MHz | MS Extended BASIC | 1,6 | 5.4 | 17,9 | 19,6 | 20,6 | 30,7 | 42,2 | 236 | desde DatorHobby 1/84 |
Texas Instruments TI-99 / 4A | 9900 a 3 MHz | TI BÁSICO | 2.9 | 8.8 | 22,8 | 24,5 | 26,1 | 61,6 | 84,4 | 382 | desde DatorHobby 1/84 |
Oric Telestrat | 6502 a 1 MHz | Oric BÁSICO | 0,5 | 3.6 | 11,4 | 13,2 | 13,4 | 18,7 | 26,3 | 109 | Cartucho BÁSICO, medido por miembro de la comunidad |
Oric Atmos | 6502 a 1 MHz | Oric BÁSICO 1.1 | 1,6 | 15,2 | 25,4 | 27,4 | 33,0 | 45,6 | 68,5 | 136 | medido por miembro de la comunidad |
Oric 1 | 6502 a 1 MHz | Oric BASIC 1.0 | 1.8 | 17.1 | 29,0 | 31,4 | 38,0 | 51,8 | 77,8 | 230 | medido por miembro de la comunidad |
Mandarina Microtan 65 | 6502 a 0,75 MHz | MS Extended BASIC | 1,9 | 12,8 | 24,7 | 27,8 | 29,6 | 43.2 | 68,9 | 243 | con la expansión de TANEX? Medido por miembro de la comunidad. |
VTech CreatiVision | 6502 a 2 MHz | CreatiVision BASIC (1983) | 20 | 60 | 79 | 119 | 180 | 298 | 398 | 120 | se ejecuta en VRAM [28] |
VTech Laser 2001 | 6502 a 2 MHz | VTech Laser 2001 BÁSICO | 1,7 | 6,7 | 11,6 | 12,9 | 15,3 | 26,0 | 39,7 | 64,5 | mismo hardware que CreatiVision pero se ejecuta en la RAM de la CPU |
Notas
- ^ En ese momento, había dos dialectos principales de manejo de cuerdas que se usaban en BASIC. El primero había sido presentado por Hewlett-Packard como parte de sulínea HP 2000 y utilizaba el corte de matriz para su manipulación. El segundo había sido introducido por Digital Equipment (DEC) y utilizaba funciones de cadena en su lugar. Microsoft BASIC , basado en el dialecto DEC, se convirtió en el estándar de facto y, a finales de la década de 1970, la sintaxis anterior había desaparecido en gran medida con la excepción de Atari BASIC .
- ^ Integer BASIC utilizó números binarios de 16 bits, mientras que la mayoría de los BASIC utilizaronformatos de coma flotante de 32 o 40 bits, que requieren más tiempo de procesamiento. Consulte Formato binario de Microsoft para obtener más detalles.
- ^ El problema con la sintaxis de cadenas se debe a la diferencia entre los BASIC que se inspiraron en los dialectos de DEC y los de HP. Microsoft BASIC se basó en lavariedad BASIC-PLUS de DECy usa las
MID/LEFT/RIGHT
funciones para manipular cadenas, mientras que HP usó un sistema de "matriz de caracteres" más similar a FORTRAN 77 y C que se encuentra en Atari BASIC , North Star BASIC y otros. . Los dos son lo suficientemente diferentes como para que la migración directa de uno a otro no sea trivial, y tal portabilidad era un objetivo de la suite de referencia.
Referencias
Citas
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