日記帳だ! with Tux on Libserver

研究希望調書書くためにいろいろネタを集めているが、なかなか難しい。

この志願しようとしている研究室がコンピュータのハードウェアを扱っているのだが、

コンピュータのハードウェアのことを調べると、専用の信号処理用のハードウェアとは違う点が多い。

それを踏まえてテーマも決めないとつらいなぁって。

なにが違うかというと、コンピュータのCPUは命令を与えてそれに応じて動かすことか。

命令をフェッチして、デコードして、実行して、メモリアクセスして、ライトバックする、という流れで動いている。

なので1つ命令を動かすのもけっこうめんどくさい。

そこでパイプライン処理といって、各演算ユニットを独立に動かすことで高速化を図っている。

命令1を実行してるとき、次の命令2をデコードして、次の命令3をフェッチしてるとかそういうの。

とはいうものの、そううまくいく話でもない。

命令間にデータの依存関係があったりすると思うように行かない。

そこで依存性がないかチェックしながら読み込んでいく必要がある。

命令の順序を入れ替えることで依存性を減らしパイプライン処理の実効性を上げることも行われる。アウトオブオーダー実行っていうんだが。

データの依存はまだましだが、問題は分岐があるときで、分岐先がわからないと思うようにはいかない。

そこで分岐予測をしたりとか複雑なことをしてるようで。

なんでこんな話をしたのかというと、自分の思いついたアイデアが志望している研究室ですでに取り組まれていて、

そこでVLIWを使う話が出ていて、上手いやり方だなぁと思って見てたんだわ。

VLIWというのはVery Long Instruction Wordの略で、長い命令って意味か。

これもパイプライン処理と関係があって、さっき挙げた、命令フェッチからライトバックまでの演算ユニットそれぞれに対して並列に命令を与えるから長くなると。

コンパイラで依存関係とかチェックして、命令を生成すると。そういう考えですね。

動かさないユニットにはNOP命令を与えて休ませる。そんなんだから命令サイズが大きくなるが、そのへんは圧縮する技術もあるよう。

ただ、いまいち流行らなかったようで。というのも、CPUが変わるごとにコンパイルし直さないといけないから。

組み込み用途で考えればその程度大したことないやん、と思うところだが、汎用のコンピュータでこれは相当不便なことらしい。

そこで、汎用のCPUではスーパースカラーというCPU上でパイプライン処理のためのスケジューリングをする方法が主流となって、

GPUとかではVLIWも使われてたけど、これも最近は流行らなくなってきたんだとか。

この辺の話を調べてて思ったのは、CPUで高速化しにくい最たるものは分岐らしいということですね。

データの依存性はアウトオブオーダー実行とか、工夫のしようはあるが、分岐は本質的にどうしょうもない。

確かに、自分の作った回路を振り返ってみても、分岐する場合は、分岐先の計算を2つともしてそのどちらかを選択するようなことが多い。

しかし、これは計算した一方は無駄になると言うことで効率が悪い。速度重視の力業といったところか。

現実には一方にアテをつけておいて、当たったらしめしめ、外れたらこれを捨てて、新しく計算するということをしている。

この辺がバランスがいいというのが現実なんだろう。

パイプライン処理界隈の事情はこんな感じらしい。

しかし、コンピュータのハードウェアというのはプログラムを動かすのが前提だから、

やはり専用のハードウェアとはいろいろ事情が違って難しいね。

高速にデータ処理するならこういうハードウェアがいいけど、プログラムから扱えるかというとそう簡単ではないと。

さて、どういうネタに落とし込むか。難しいが、さっさと落としどころを見いだしたいところ。

Simutransでバスやら列車やらたくさん走らせてると困ったことが起きる。

それは運行間隔が偏ってくることですね。

バスでも列車でもよいが、等間隔に出して走り始めたとする。

いかに等間隔で走らせても乗客数にゆらぎが生じる。

Simutransでは乗客・積み荷の重さによって加速度などが変わる。

なので混んだ列車は遅くなってしまう。すると前の列車との間が開き、後ろとの列車の間が詰まる。

列車の間隔が開くとその後ろを走ってる列車は混み、間隔が詰まると後ろの列車は空く。

ということで混んでた列車は、その先でも混雑がひどくなり遅くなる、一方で後ろの列車は空くため、さらに詰まってくる。

こうして列車はどんどん偏ってくる。

こういう問題は現実世界でもある話ではある。もっとも現実世界で遅れる原因は乗降にかかる時間が長くなることが大きいと思うが。

そこで、ある程度等間隔になるようにダイヤを組んで、それに従い運転している。必要に応じて余裕も入れている。

列車遅延時にはダイヤ通りとはいかないが、運行間隔を均等にするために列車を待たせるとか、間に列車を挟むとか、そういうことが行われている。

ところがSimutransではダイヤを決めて走らせることができない。さてどうするか。

そこで車両基地を設けるという方法が紹介されていた。

車両基地のススメ。Simutransで車両基地を作る動画 (ニコニコ動画)

なにをやってるかというと、系統の起点付近に車両を溜めておくところと待機場を作る。

系統の設定は終点→車両溜まり→待機場→始発にしておき、待機場では一定時間待つような設定にしておく。

待機場で待ち時間経ち列車が出発すると、溜まっている列車の1つが待機場に移動して待機を始める。

常に1つの列車が待機すれば、概ね設定した待機時間の間隔で列車が運行される。こうして等間隔運転が実現されるわけだ。

今のマップは始めたばっかりで鉄道を敷設するほどではないこともあって、バスで同様のことをやってみた。

バスの場合は信号がないが、道路上に一列に並べさせることができるのでわりに簡単だった。

一方通行に設定した待機場を作り、その出口に旅客属性のないバス停、郵便ポストを使ったがこれを置いておく。

そしてここで一定時間待機を設定して、常に1台以上並ぶようにしておく。

これで等間隔に発車させることができる。

都市間を結ぶかなりの長距離バスだが、この方法ならうまく間隔が調整できてやりやすい。

こうしてある程度混雑が平準化できているようでいい感じ。

今後、列車を走らせることになったら、こうやって運行間隔を調整していきたい。

ただ、待機場の面積がそれなりにいるので、待機場のために運行区間を伸ばしたりとかそういうデメリットもないわけではない。

それを超えるメリットがあるとは思うけど、スペースの問題は難しい。

僕の夜の日課に2chで注目しているスレッドの新しい書き込みを見ることがある。

専用ブラウザとしてFirefoxのアドオンのchaikaを使っている。

Firefoxに統合されてて便利ですわ。専用ブラウザはあったほうが断然はかどるし。

その2chだが、いらない書き込みが大変多い。

いらないというのはスレッドで取り扱う話題と無関係の書き込みのこと。ようは荒らしですね。

2chの特色として、よっぽどのことがなければ書き込みは消されることはないということがあると思う。

それゆえに自由な議論ができるということはあるのだが、無関係に見える書き込みがたまっていくという問題がある。

これが最近ひどくて、意味があると思える書き込みが埋もれてしまいかねない。

そういうわけで、多くの専用ブラウザには あぼーん機能 が付いている。

2chで書き込み削除が行われたとき、「あぼーん」という表記に置き換えられることにちなんでいる。

ようは無視リストですね。登録した条件にあてはまる書き込みを無視すると。

これを適切に登録することで、無関係の書き込みを除去して見通しをよくすることができる。

どういうのを登録するかという話だが、なかなか難しい。

一番簡単なのは、特定の名前を使って書き込むタイプの荒らしについて、その名前を登録するというもの。

基本的に2chの書き込みって名無しなんだけど、たまに名前を入れて書き込む人がいる。

ただ、名前を書く人って、クセのあるひとで、まともな議論になる人もいるけど、どう見ても荒らしにしか見えない人もいる。

そういう人の名前を登録して狙い撃ちにすると。ただしそもそも自分で名を名乗る荒らしなんてそんなにいるわけもなく効果は限定的。

一番効果が見込めそうなのが、書き込みの中の単語を登録する方法だが、けっこう難しい。

僕がみるところでは地域を差別する書き込みが特に目立つので、そういうのをはじくようにキーワードを設定している。

ただ、なかなかどの単語を登録するかは悩みどころで、うーんって。なかなか思うようにいかん。

よく使われる単語を登録すると消えすぎるので、ろくでもない使い道しかない単語を選んで登録するしかない。

あともう1つ悩まされていたのがあまりに巨大なアスキーアートですね。

これについては目の部分など、特徴的なところを登録している。こちらは効果てきめん。

こうやってリストを充実させて行くにつれて、いらない書き込みは見えなくなるわけなのだが、

未読何件と相当な数があると思って行ったら、ほとんど消えてしまっていたなんてことがあってうーんって。

こんなけ消えてしまうと本来消すまでもないものまで消してしまってるのではと不安になるのだが、調べてみると適切に消せているようで。

しかし、活発な議論がなされているスレッドとそうでないところの差のひどいこと。仕方ないけどね。