Otimização de loop é o processo de aumentar a velocidade de execução e reduzir os overheads associados a loops. Ele desempenha um papel importante na melhoria do desempenho do cache e no uso eficaz dos recursos de processamento paralelo. A maior parte do tempo de execução de um programa científico é gasto em loops.

A Otimização de Loop é uma otimização independente da máquina.

Diminuir o número de instruções em um loop interno melhora o tempo de execução de um programa, mesmo que a quantidade de código fora desse loop seja aumentada.

Técnicas de otimização de loop:

1. Redução de frequência (Code Motion):
   Na redução de frequência, a quantidade de código no loop é diminuída. Uma instrução ou expressão, que pode ser movida para fora do corpo do loop sem afetar a semântica do programa, é movida para fora do loop.
   
   
   

   Exemplo:

   Código inicial:
   
   enquanto (i <100)
   {
    a = Sin (x) / Cos (x) + i;
    i ++;
   }
   
   Código otimizado:
   
   t = Sin (x) / Cos (x);
   enquanto (i <100)
   {
    a = t + i;
    i ++;
   } 

2. Loop Unrolling:
   Loop Unrolling é uma técnica de transformação de loop que ajuda a otimizar o tempo de execução de um programa. Basicamente, removemos ou reduzimos as iterações. O desenrolamento do loop aumenta a velocidade do programa, eliminando a instrução de controle do loop e as instruções de teste do loop.

   Exemplo:

   Código inicial:
   
   para (int i = 0; i <5; i ++)
       printf ("Pankaj \ n");
   
   Código otimizado:
   
   printf ("Pankaj \ n");
   printf ("Pankaj \ n");
   printf ("Pankaj \ n");
   printf ("Pankaj \ n");
   printf ("Pankaj \ n"); 

3. Loop Jamming:
   Loop jamming é a combinação de dois ou mais loops em um único loop. Isso reduz o tempo necessário para compilar o grande número de loops.

   Exemplo:

   Código Inicial:
   
   para (int i = 0; i <5; i ++)
       a = i + 5;
   para (int i = 0; i <5; i ++)
       b = i + 10;
   
   Código otimizado:
   para (int i = 0; i <5; i ++)
   {
    a = i + 5;
    b = i + 10;
   } 

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