2016-10-13

何もしていないとき、何をしているのか？　その３

コンピュータの世界では「デットロック」という問題がある、

・Aを処理するためにBが必要なのでAをキープしてBの空きを待つ

・Bを処理するためにAが必要なのでBをキープしてAの空きを待つ

二人の子供が互いに、「はさみ」と「のり」を占有し貸しっこできない状態。これでは先に進まないし何も作れない。こういうのをデットロックという。お互いがお互いのリソースを求め合い先に進まない。堂々巡りに似ていますよね。

ではデットロックが起きたとき、コンピューターはどうするのだろうか？

こういう問題の時、どうするべきか？というのはコンピューターにとっては、割と高度な問題になる。のりをもっているA君とはさみをもっているB君どっちも悪くはない。悪いのはリソースを競合させてしまった「せんせい」にある。かといってほったらかしておいても、にらみ合いは続く。人間の世界であれば３０分もすれば均衡は崩れ、どちらかが根負けすることになるが、残念ながらコンピュータの世界に根負けという言葉はない。ひたすら相手のリソースが空くのをにらみ続けることになる。一昔前のコンピューターでは「せんせい」にあたる仕組みが仲裁に入る。でもいちいち仲裁に入ると色々な問題が出てくるという別の問題もあります。

Windowsではこの問題を解決するために、今までとは全く違う方法が用いられた。Windowsではにらみ合いが起きると、そのうちの1人をえこひいきする。せんせいは出てこない。代わりに年長者にものすごい権力を与えて、ほかの人が握っている「のり」を取り上げる力を一瞬だけ分け与えるのです。こうして力の均衡をあえて崩すことで、デッドロックを回避しているのです。では人間はどうやって堂々巡りを回避すればいいのだろうか？

つづく

2016-10-12

何もしていないとき、何をしているのか？　その２

逆に人間の脳に当てはめてみると

処理能力の30%くらいは基本的な生命維持に充てられているとして、残りの70%くらいを使って、仕事をしたり生活していたりする。30％は寝ているときも常に消費し続けるので、これだけでも一定の負担が脳にはかかっている。仕事で思い悩んだり、人と会話をしたりすると、70％の領域を使って脳が稼働し始める。緊張したり、興奮したりすると、すごい勢いで回転して100%を張り付くことになる。稼働率が高い状態が続くと、睡眠をとっても処理が山積となり、なかなか寝付けなかったりする。いったん睡眠に入ると、残った部分を処理して解消させるために夢を見る。

効率よく物事をこなして充実した毎日を送るには、脳の稼働率を上げる必要がある。ただ、上がりっぱなしでは疲れが残りそのうちオーバーワークとなる。なんとなくだるい、疲れが取れない、ストレスかな？そんな状態はCPUのオーバーワークと関係がある。

特に問題なのが、「堂々巡り」あれこれ悩んだりするのはしょうがないことではあるけど、繰り返し同じことを何度も何度も考えて、グルグル回ってしまうとムダに脳の使用率が上がってしまう。一旦こうなると、ぼーっとしている間もずっと、同じことを考えている。つまり脳の使用率が高い状態をキープしてしまうのだ。対して難しくもない問題でも、同じことを繰り返し考えていると陥る。

ところで、堂々巡りは人間だけではない。コンピューターでもあるのを知っていますか？

つづく

2016-10-11

何もしていないとき、何をしているのか？　その１

コンピューターでCPUの使用率っていうのがあって、これが100%に張り付いている状態だととても遅くなるのです。マウスがカクカクって動き出したときは大体CPUの使用率が100%で張り付いている状態です。何かが暴走しているので、なんとかしないといけないのですが、今日の話はそこではなく、何もしていないときはCPUは何をやっているか？ってご存知ですか？

つまりCPUの使用率が30%だとして、残りの70%は一体何をやっているのでしょう？

人間にたとえてみると、70%は何もしないで、ぼーっとしているということですが、人間であれば、何もしていないって言いながら、どうでもいい事をあれこれ考えている、つまり雑念が次々と浮かびますね。コンピューターは何もしていないとき、どうしているのでしょうか？

実はCPUも「何もしていない」というプログラムが実行されているのです。

CPUは常に決まった速度で動作し、CPUに入ってきた命令を順番に処理します。割り込みが発生すると今までの仕事をいったん中断し、それを実行してから、次の処理を実行し始めます。とはいえ処理することが何もなくなると、止まっているのかというとそうではありません。止まれないんですね。なので「アイドリングインストラクションセット」という実行しても何も結果を生まない命令をひたすらグルグル回しているのです。ただ、やみくもにグルグル回していると電気代の無駄ですので、最近のCPUは処理の回数を自動的に減らすような高度な仕組みが内蔵されています。でも、「何もしない命令」を実行し続けるのは同じことです。1+1=2みたいなのをひたすらやっているのです。