1999-12-30[n年前へ]
■6502と並列計算とムーアの法則
人間のクロック&スケールアップ
「物理の散歩道」を読み直していると、とある文章に興味を覚えた。
- 第五物理の散歩道 ロゲルギスト著 岩波新書
「通信を考える」の中の興味を惹かれた部分は「信号の伝わる速度と距離と処理速度の関係」を論じている部分だ。例えば、計算機は処理速度を高めるためには回路の大きさを小さくしなければならないとか、人間の頭脳の働きの速さから集団生活の広がりの限界について論じているのだ。例えば、
- 計算機の演算速度の時間スケール -> ナノ秒 = 10^-9s (クロックで考えると、1GHz)
- 人間の演算速度の時間スケール -> サブ秒 = 10^-1s (クロックで考えると、10Hz)
つまり、通信の速度が光速度であるとして、演算の単位クロックの間に通信が行われなければならないとするならば、計算機の時間・空間スケールと人間の時間・空間スケールは等しいだろう、という推論だ。
そして、さらにロゲルギストの想像は広がり、並列計算についても論じている。
計算機が東京と大阪に離れて置かれていて、通信をしながら作業をするとしたら、人間の場合にはそれと同じ条件というのはどんなものだろうか、と彼らは考える。それは、光の速度で55時間、ちょうど冥王星の軌道直径の5倍程度の空間スケールになる、と論じている。それ以上、離れた場合には演算の過程を共に行うのは無理ではないかというのである。
こういう文章を読んでいると、この文章が作られたのが30年以上前であることを忘れてしまいそうである。この人達の思索の自由さに憧れを感じてしまう。この人達は、頭の中にタイムマシンにでも持っているのだろうか、と感じてしまうのだ。
ところで、私がコンピューターをいじるようになった頃は、Apple][の時代だった。といっても、私はお金があふれていたわけではないので、ＸＸＸ電子でAplle][のコンパチ基盤を買って組み立てて使っていた。その基盤上の6502は1MHzで動いていた筈だ(あぁ、I/Oの6809派vs6502派の論争が懐かしい!)。
それから20年程たち、CPUのクロックスピードは1GHzを越えようとしている。20年で1000倍である。そして、その集積度は、ムーア(GordonMoore)の法則の「半導体の性能と集積は、18ヶ月ごとに2倍になる」に従っている。
それでは、人間はどうだろうか？人間の脳味噌のクロックがどの程度であるか測定されているかどうか、素人の私にはよくわからない。しかし、WEB上のデータとしては、例えば
- Mayo's Profile( http://www.ceres.dti.ne.jp/~mayo/profile.html )
ロゲルギストの時代、すなわち30年以上前、から現在のMayo's Profileの値がほとんど変わっていないように、人間の演算スピードは変わるようなものではない。それは、そうだろう。ヒトのクロックスピードや集積度といったものは、変えるわけにはいかない。当然である。CPUと違ってプロセスルールを変化させるというような訳にはいかないのだ。
それでは、演算性能を上げようとしたらどうするだろうか？そうなると、並列計算を行うのが自然だろう。単独のCPUの性能を上げるわけに行かなくても、共同作業を行えば、演算性能を上げることができる。
現代はほとんどの作業が共同作業で行われる。また、その共同作業も大人数が関わるようになってきている。それは、どんな業種でも同じだ。一人では、なかなかできないことが多くなっている。
それら共同作業、すなわち並列計算、を行う人達(例えれば並列計算機における各ノード)を増やし、それらの間の情報転送をすばやく行うことが多くの作業(計算)を行うための手順だろう。
そこで、
で用いた- 人口増加( http://www.t3.rim.or.jp/~kabutoya/KABHTML/Yoi/2-1.html )
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なるほど、人間界の並列計算機におけるノード数は増加している。そして、各ノード間の通信速度を調べるために、まずは、
- 来て、見て、触って、情報伝達
- ( http://www.f-jhs.fukuoka-edu.ac.jp/3-3/jyoho.html )
西暦 内容これを全部転送速度に直してみる。といっても、よくわからない部分も多いので、私が適当に決めてみる。それでは、その変化を示してみよう。とりあえず、ここ200年位の間のものを考える。
-4000 のろし
-2400 伝書鳩
-2300 馬による伝令制度
1837 モールス電信機
1876 ベグラハム=ベル電話機
1909 グリエルモ=マルコーン無線電話機
1973 Ethernet XeroxPARCで生まれる。(ちなみにEther=エーテル)
1979 DIX規格=10Mbps
1992 FastEthernet=100Mbps
西暦 内容という感じだ。グラフにすると、
1837 モールス電信機 = 2bps
1909 グリエルモ=マルコーン無線電話機=10kbps
1979 DIX規格=10Mbps
1992 FastEthernet=100Mbps
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こんな感じである。対数グラフにおいて直線的に情報伝送速度が速くなっている。この関係は結構きれいである。
別に意図してこういう数字にした訳ではないのだが、不思議なことである。
このようにして、人間(ノード)間の転送レートが高くなることにより、先のような人口増加に伴うトラフィック増加をしのぐことができていると考えることもできるかもしれない。そして、人間達の共同作業、すなわち並列計算、を行うだけのバススピードを確保しているのである。
最近、会社組織などで分社化とか事業分割とかの話題をよく耳にする。こういった時に、分割における時間と空間のスケールはよく考える必要があるだろう。分割が有効なのは、ほとんど独立なものを分割する場合のみである。並列計算における領域分割などと同じだ。
共同作業がほとんどなく、結果のみをやりとりすれば良いような場合には分割による効果はあるだろう。その一方で、同じ事業・作業を行っているところが、離れていては作業の効率は上がらない。もし、技術系の会社でそのようなことを行うのであれば、事業や部署を並列化した際の真面目なシミュレーション位は行うべきだろう。いや、別に深い意図はないけど。
こういったことは「新・闘わないプログラマ No.109 時代錯誤」に書かれていることとも少し似ているような気がする。
さて、1999/12/30-2000/1/1は野沢温泉で温泉&スキーである。2000年問題で会社に泊まり込む人も多いが、私はスキー場で泊まり込みである。同時期に野沢温泉に行く人がいるならば、ぜひ一緒に「スキー場の特殊相対性理論」について討論したいと思う(スキー場で)。
2001-05-19[n年前へ]
■代理母出産の記事を読んで思ったこと
代理母出産について朝日新聞の「治療が先行 議論不足」という記事。議論してどうにかなるの？
「（様々な不妊に関する治療は）いずれも社会のルールがつくられる前に、一人の医師による独自の判断で踏み切られ、その後、現状が追認されてきた。」って、どうしてもそうならざるを得ないんじゃないのかな、と私は思うのだけれど。「社会」って一体、何？
2001-12-10[n年前へ]
■スクール水着のひみちゅ 改訂版
朝、職場の居室の机の上に社内メールの封筒が。しかし、宛先が私なのは良いのだが、差出人も私になってる。ちょっと、いや、かなり変だ…？
で、開けると…。思わず絶句の「スクール水着のひみちゅ 改訂版」という同人誌。送ってくれた方はきっと画処理部屋のあのお方。この封筒から中身が出てしまった日には、と考えるととてもアブナ過ぎ…。
うむむ、あの画処理部屋のメンバーはみんな変態ではなかろうか、と思う今日この頃。だって、
1.弁当持参で多摩川へ女子高生を眺めに行く人
2.オッパイのみずみずしさ？に強〜くこだわる人
3.こんな同人誌を何処かで買った人
…。大丈夫か？某C社…。と、思ったが、ルールだらけの裾野よりはるかにマシと一言言っておきたい。
2003-03-10[n年前へ]
■松井の不思議な「マッハ弾」？
スタンドまでわずか0.7秒の超打球
先日、asahi.comを読んでいると「松井の『ションベン小僧』は飛ばします」なんていう記事が目に入ってきた。ＪＲ北山形駅前のションベン小僧がニューヨークヤンキースに行った野球の松井選手のコスプレをしているという話だった。ヤンキースのユニホームを着てバットを小脇に抱えた松井ションベン小僧が、大きな放物線を空に描いているそのようすを見ると、確かに染ノ助・染太郎ではないが「いつもより余計に飛ばしておりま～す」という印象で力強さを感じさせるのである。「しょんべん小僧」の物理学、風上に向かう「しょんべん小僧」と「ションベン小僧が描く放物線」に関してはちょっとばかりうるさいワタシの目から見ても、確かに「松井の『ションベン小僧』は飛ばします」なのだ。
こんなションベン記事を筆頭に松井の記事を至るところで見かけるのだけれど、この記事と相前後して「松井のマッハ弾」なんていうフレーズも何処かで見かけた。何でもその松井の打球は「打ってからスタンドに飛び込むまで、わずか3秒のマッハ弾」だったという。この記事が本当であるとするなら、スタンドにいる人の安否が心配になるような殺人打球なのである。こんな殺人打球で狙われた日には、きっとセンタースタンドは二百三高地をも彷彿させるような惨状になっているに違いないのである。
ところで、その「松井のマッハ弾」という表現を見ながら、私はふと思ったのである。
「あれ？ホームベースからスタンドってそんなに遠かったかな？」
「音速で3秒もかかるほど遠かったかな？」音速で3秒ってことは、350m/s * 3 s ≒ 1km…？ホームベースから観客席まで１キロメートル…？そんなに野球場って大きかったのか…？野球のルール上は「中堅のフェンスまでの最短距離は400フィート（121.918メートル）を必要とする」という規定があるらしいが、400フィートより長ければホームベースから観客席まで１キロメートルもあってもＯＫだったのか…。
いやいや違う…、絶対に何かがオカシイ。そうだ、この地球上には空気抵抗というものがある。少なくとも通常の野球場には空気抵抗が絶対にあるハズだ。きっと、打球をバットで打った直後は音速を超えるマッハ弾なのだけれど、空気抵抗ですぐにスピードがおちてしまい、スタンドに入るまで3秒もかかっているに違いない。素直なワタシは新聞記事を信用するわけで、きっとそうであるに違いないのである。きっと、「松井のマッハ弾」の軌跡はスタンドに向かって真っ直ぐではなくて、急激にスピードが遅くなって失速したりしているに違いないのである。そこで、試しに打球の軌跡のシミュレーション(referto Matthew M. Thomas)をしてその辺りのことを調べてみることにした。
まずは、松井選手の挑戦先でもあるメジャーリーグのホームランキングでもある「サミー・ソーサ選手の打球」をシミュレーションをして眺めてみることにしよう。上方向30度センターに打球が飛んで、その打球の打った直後の初速度が110mile/h(≒180km/h)である場合のシミュレーションである。ちなみに、打球が回転していない場合と、打球に3000rpm程度のバックスピンがかかっている場合を調べてみることにした。
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この結果を見ると、例えばサミー・ソーサの打球の飛距離は「打球が回転していない場合」にはたかだか350フィートくらいでセンターのフェンスまでの距離400フィート（121.918メートル）にも達していないことが判る。つまり、これでは単なるセンター・フライなのである。しかし、実際にはボールの少し下の部分を打つことにより、ボールにはバックスピンがかかっているわけで、その回転によりマグナス力を受けてボールは浮き上がる。そのため飛距離が伸びて、420フィート程度までも打球は飛ぶことになる。つまり、サミー・ソーサ選手の打球は見事（ホームラン・キングなのだから当たり前か）ホームランになるわけである。
それではそのサミー・ソーサ選手らが活躍するメジャーリーグに挑戦している「松井のマッハ弾（初速度=765mile/h）」の場合にはどうなるだろうか？サミー・ソーサの場合と同じように打球が回転していない場合と、打球に3000rpm程度のバックスピンがかかっている場合を調べてみた。
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すると、「松井のマッハ弾（初速度=765mile/h）」の場合には「空気抵抗ですぐにスピードがおちてしまい、スタンドに入るまで3秒もかかってしまっていたり」「急激にスピードが遅くなって失速したり」なんか全然していないのである。いや、そもそも打球が「スタンドに飛び込む」ことすらいないのである。「打球が回転していない場合」でも、「バックスピン=3000rpmの場合」でも、何処まで飛んでいるか全然判らないほどの場外ホームランになってしまうのである。松井の打球は一直線に青空に向かって飛んでいくのである。
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そこで、試しに打球の角度を低くしてスタンドを狙って計算してみると、今度は0.7秒ほどでスタンドに打球が突き刺さってしまったのである。「打ってからスタンドに飛び込むまで、わずか3秒のマッハ弾」どころでなくて、「打ってからスタンドに突き刺さる、わずか0.7秒のマッハ弾」なのである。やはり、何かが記事とは違うのだ。一体、松井の「打ってからスタンドに飛び込むまで0.7秒のマッハ弾」とはどんな打球なのだろうか？あの記事は事実無根の記事なのだろうか？素直なワタシたちはスポーツ新聞のプロバガンダに、見事なまでに騙されているのだろうか？
それは違うのである。何でも信用する素直なワタシはついに記事通りの「打ってからスタンドに飛び込むまで0.7秒のマッハ弾」となる松井の打球の条件を見つけたのである。それは、初速度=765mile/h、打ち上げ角度=65°、打球の回転= トップスピン(22000rpm)という条件なのである。マッハ1の音速の初速度を持ち、打ち上げ角度=65°という通常なら単なる凡フライのように打ち上げてしまい、そして、打ち上げているくせに何故か二万二千回転ものトップスピンで打球が回転しているという侍ジャイアンツの魔球もビックリ、インド人だってビックリの魔打球なのである。どんな不自然なフォームで打っているのか判らないのだが（おそらくバットをボールの真下から真上にすくい上げるように振り抜くサムライ・スタイルに違いない…）、とにかくそんな打球であればループを描きながら、約3秒でスタンドに達するのである。そんなトップスピンなんかかけなければ余裕で場外（どころじゃない）大ホームランなのに、松井選手はきっと日本人特有の奥ゆかしさできっとそんなトップスピンをかけているに違いないのである。簡単に場外ホームランにせずに、そんな苦労をしてわざわざスタンドに飛び込むホームランを打とうとしているに違いないのである。記事がシンジツであるとするならば、素直なワタシはそんな打球のヒミツを読みとってみたりするのである。
打ち上げ角度=65° トップスピン=22000rpm  |
自分の夢を実現してメジャーリーグに行った松井選手が、これからもさらに活躍していくかどうかはよく判らない。こんな「マッハ弾」を量産していけるかどうかは判らない。けれど、松井選手の「夢」を通して、きっと色んな人達が「自分たちの夢」を見ているんだろうなと想像すると、これからも松井選手には「マッハ弾」を青空へ放ち続けて欲しいと思う。「しょんべん小僧」が風に負けないように、みんなに夢を見せる「マッハ弾」をこれからも空へ打ち上げて欲しい、と願ってみたりする。
2004-04-13[n年前へ]
■れっつ! 日本語（ひらがな）プログラミング(ATOKで…)
というわけで、ATOKでrubyでもawkでもperlでもなんでも使うことができるソフトウェアを作ってみたわけです。しかも、今度のバージョンはCONFIG.TXTに自分で定義した関数や置換ルールを決めておくことができるわけです(結局どちらもただの「辞書登録と同じ」置換ルールに過ぎませんが)。これで、ATOKの辞書登録は64文字までよルールに縛られずに済むわけです。「にちじ(日時)」でも「じこく(時刻)」でも何でもやり放題です。
で、このバージョンでは、そのCONFIG.TXTの定義次第で一見ヘンに見える色んなことができます。例えばCONFIG.TXTの作り方次第では
「0」のこさいんをしゅつりょくなんて入力して変換すると
perl -e "$param=0;$param=cos($param);print $param;"が実行されて、"1"という計算結果が表示されたり、
「でんたく」をきどうを入力・変換すると電卓が起動したり、
「かいぎょう」のかずをしゅつりょくをAMET変換すると、クリップボードに保存されている内容中に改行コードが何回出てくるかを出力したり、なんてことも簡単にできるわけです。もちろん、大阪弁や津軽弁のルールを決めておいて、お国言葉でプログラミングをしてみるのももちろんアリに違いありません。
というわけで、「レッツ！日本語（ひらがな）プログラミング」です。ATOKユーザーで何かのスクリプト言語や一般的なプログラミング言語を使う方なら、このソフトをインストールして、ぜひぜひCONFIG.TXTをテキトーに仕立ててみましょう。懐かしの「ぴゅう太日本語ベーシック」顔負けの、あなただけの「ひらがなプログラミング言語」を作ってみるのも面白いかも。えっ？全然面白くない…ですか？
