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パソコンの能力の限界の壁について

パソコンを使って、計算をさせる
ことを続けてきたのですが、
常に一つの壁にぶつかります。

パソコンに、計算をさせる時に、
その、計算が速ければ速いほど、
より、精密な、より、大規模な
計算が出来るようになります。

計算の速度は重要です。

いくら、精度良く、沢山の計算が
出来て、結果を予想出来たと
しても、もし、その計算が、何日
もかかるようであれば、いっその
こと、計算などせずに、実験をして、
確かめてしまう方が良くなったり
してしまいます。

ですから、

計算が速ければ、速いほど良い
(同じ精度であれば)のです。

そこが、例えば、計算ソフトを
作成している会社では、激しい
競争となるわけです。

では、

計算の速さは何で決まるのでしょうか。

ここで、たとえ話になります。

買い物に行って、パンを買ってくると
いう例えにしてみましょう。

パンの値段は、100円だとします。

Aさんは、頭の良い人で、家から
パン屋までの近道を知っています。

しかし、ポケットには、10円しか
なく、銀行に1万円の貯金があり、
それを引き出す必要があります。

一方、

Bさんは、あまり頭が回る人では
なく、パン屋まで、たどり着くのに
時間がかかります。ポケットには
小銭が沢山、数百円ほどあります。

しかし、銀行に預金はありません。

パンを買いに出たら、Aさんと
Bさんは、どちらが速く、パンを
買って家に戻れるでしょう。


もしも、近道が普通のルートより
はるかに、短縮されるのであれば
Aさんが、速いでしょう。

でも、もし、近道といっても大して
変わらない場合には、Bさんが、
速いでしょう。

パソコンでも、計算を(もっと広く
言えば、パソコンの処理)させる
ときには、同じことがおこります。

●頭のよさ = CPUの処理速度

●小銭 = メモリー

●銀行口座 = ハードディスク

の関係です。

いくら、頭が良くても、小銭が
なければ、パンは買えません。

銀行口座に100万円あっても、
引き出すのに時間がかかります。

つまり、

いくら、性能の良いCPUを持って
いても、メモリーが大きくなければ
大きなハードディスクを持っていても
処理は遅くなってしまいます。

また、

少々、頭が良くなくても、小銭が
あればパンは買えますが、銀行口座に
大金がなければ、車は買えません。

つまり、

CPUの性能が良くなくても、小さい
処理は、メモリーに余裕があれば、
問題なく出来ます。しかし、ハード
ディスクに余裕がないと、大きな
処理は出来ません。

実際には、

CPUの性能(処理速度)というのは、
CPUのクロック数だけではなく、
CPUに与える指示(プログラム)の
仕方にも影響されます。

いくら、性能の良いCPUでも、
指示(プログラム)がまずければ、
効率の低い処理になってしまって
CPUの性能が発揮されません。

ということで、

パソコンの処理能力には、

CPUタイム=CPUの処理にかかる時間

メモリーサイズ=必要なメモリーのサイズ

として、

CPUタイム×メモリーサイズ=K(一定)

という一つの壁があります。

「天は、人にニ物を与えず」と言いますが、

CPUタイムを短くするよう、プログラムを
作成すると、必要なメモリーのサイズが
大きくなってしまうのが普通なのです。

この、Kの値を、いかに小さく出来るか、

ここが、計算速度の速いソフト開発で
あったり、性能の良いパソコンを作る時に
壁になります。

二つの、相反するものを、いかにして、
取り入れて、より良いものにするか?

パソコンに限らず、生きていく上で、
常に悩まされる問題です。

そして、それは、簡単ではありません。
それでは、不可能なことでしょうか。

最近思うのは、相反する二つのもの、
出会うと、もう一つ、三つ目のものが
生まれて、それが新しい価値になる
原動力になるということ。

もう一つは、相反するといっても、
全くの、プラス、マイナスの関係では
なく、お互いに、多少はその性質が、
似ている部分もないことは、ない、
ということです。または、ある程度は、
どちらも、崩れているということです。

だから、厳密に、プラスとマイナスが
作用すると、プラスマイナス0で何も
生まれませんが、その共通点か、
崩れている部分があってこそ、何か
新しい物が常に生まれるといことです。

素粒子論の世界に似てきますが、
先日、ノーベル物理学賞をとられた
益川先生の話も、そういうことに
近いようです。参考になりました。

とにかく、

パソコンの処理能力に関する一つの
大きな壁の問題を、どう乗り越えるか
CPU、メモリー、ハードディスク
ソフトウエアーの関係が変わらない
限り続きそうな、課題の方向です。

プログラムを作成する側としては、
メモリーに負担をかけない、より
無駄の少ない近道(アルゴリズム
と呼びます)を考えて書けるか?

K(一定に見える)を最小化しよう!

これが、合言葉であり、当面の
課題なのです。
(ああ、難しい)

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