“一艘轮船横渡大洋需要七天,七艘轮船横渡大洋就只需要一天吗?”我第一次听到这个段子,是在湖南经视的某档娱乐节目(抨击的是某些专家的“唯数字论”),接下来又听到了那个著名的“吃狗屎与GDP”的例子,“所以,很多时候光靠数字是不能说明问题的”,主持人俨然一脸严肃。
一艘轮船横渡大洋需要七天,七艘轮船横渡大洋就只需要一天吗?面对这个问题,许多人的第一反应就是,“不对”。不对在哪里呢?仔细想想就会明白,“横渡大洋”的工作,没法分拆给七艘轮船来同时完成。
是了,这就是问题的核心(Nature)所在——无法拆分完成的任务,投入更多的劳动力,不见得会有成效。这道理看似简单,变换了情境,就不是如此了。
芯片制造工艺不断发展,在同样方寸内集中更多晶体管的做法已经遇到了瓶颈,人们对计算速度的渴望却永无满足,于是“多核(共享内存的多处理器)”应运而生。多核能给我们的编程带来多大好处?双核真的能比传统的单核快上一倍吗?Amdahl定律(Amdahl’s Law)告诉我们,这是不可能的:
设加速比(完成同样的任务,单处理器所需的时间与n个处理器所需的时间)为S,任务中能并行完成的部分为p。如果单处理器的完成时间为1个时间单位,则理想状态下n个处理器所需时间(不考虑多处理器间的协调成本)是
(1-p)+p/n
那么加速比S的上限就是它的倒数:
1/((1-p) + p/n)
具体到“横渡大洋”的问题,其中的p等于0,所以,7艘轮船的加速比为1,当然还是需要7天。
Morgan Kaufmann的这本书(The Art of Multiprocessor Programming),就以“加速比”和类似“轮船横渡”的例子开头,来介绍多核编程的。全书内容分为两大部分:理论与实践。理论部分关注可计算性——什么样的问题是能够在异步并发环境中完成的,读过这部分,你会明白,为什么有些共享对象无法以任何并发算法来实现,以后不必再白费工夫(It is therefore important to understand what not to try, before proceeding to write multiprocessor programs);实践部分关注并发程序的性能——单核编程依赖的是基础完备的成型抽象,许多东西已经是“约定俗成”;而多核则需要以另一种视角看待,有时程序甚至必须“欺骗(outwit)”内存系统,这样的程序,不熟悉多核结构的程序员可能很难读懂。
传统讲解多核、并发编程的书,大都偏重实践部分,而忽略了理论部分。结果就是,读完虽然知道一堆多线程编程的技巧,也能保证程序的正确性,总是一头雾水,不能有效分析、拆解问题(不过是复杂些的“横渡大洋”问题:)),也难以真正提升程序的效率。相比之下,这本书在Amazon拿到五星,确实不难理解。
如今多核已是大势所趋,有兴趣的朋友,不妨都来读读这本“高年级研究生教材”。
From Life Sailor, post 一艘轮船横渡大洋需要七天,那么……
家长应当和儿童,尤其是低龄儿童谈论“空气动力学”吗? 我的答案曾经是非常肯定的:不应当。不要说儿童,就是成年人也不见得理解这些抽象的概念,与儿童谈论这些名词,只会让人望而生畏。身为父母,我们应当做的是,以孩子能理解的、感兴趣的方式谈论相关的具体问题,但绝对不要提这些大词。 不过世界的奇妙就在于,父母对教育并没有绝对的权威,总是需要根据实际情况来修正自己的观点。在“空气动力学”的问题上,我就吃到了教训。 那是一个下午,家里小朋友在iPad上看完他最喜欢的Blippi(这个节目我之前介绍过,对80后父母来说,Blippi可以理解为“带你见识各种新鲜玩意的董浩叔叔”),忽然抬起头来问我:“爸爸,你知道什么是aerodynamics吗?” “什么?你问我知不知道什么是aerodynamics?”我的下巴都要掉下来了。“空气动力学”这种词还是上中学时,身为军迷的我们在《航空知识》上知道的。再往后英语好一些,能看原版科普视频了,才知道“空气动力学”的原文就是aerodynamics。可是,我家这个还没上小学的家伙,竟然就能真诚地瞪大眼睛,一本正经地问我“知不知道什么是aerodynamics”。 (more…)
我本来是不应该认识孟老师的。 2001年,我在寝室夜谈里第一次听到孟老师的名字。当时有同学说“公共选修课的《法学概论》讲得真好,那个老师叫孟繁超”,开始我不怎么在意,慢慢才发现这么说的人还不少。那个年月网上的资料正丰富,出版管制也不那么严格,刚进大学不久的我正自由自在地看得过瘾,心想“大学里的法学概论讲再好,能讲些什么,还不是教科书上老一套”,所以这种课,不听也罢。 但生活就在这么奇妙。那年冬天,有天中午我吃过饭正准备午睡,忽然有人敲门问“计算机系有位叫余晟的同学在这里吗?” 大中午的谁会来找我?我正好奇这个问题,门一推开就有同学喊“孟老师,孟老师来了”。 那是我第一次见到孟老师,中年人,国字脸,身材高大,打扮很精神,披在身后的深色大衣让我一下子想起电影里的斗篷。他笑眯眯地说“你是余晟?听同学说你搞电脑很厉害,我家的电脑坏了,想请你去看看。” (more…)
中国人大概都对历史有一些特别的偏好。对我们普通人来说,历史首先是文化的象征,一个人“懂历史”,基本等于这个人“有文化”;历史也是民族自豪感的来源,哪怕考古上仍然存在争议,但是“五千年文明”的说法是普通人都耳熟能详的。 不过等我长大之后才发现,这种偏好大概还有更深层次的原因,那就是历史看起来有种道德的意味,因为我们从小就熟悉“以史为鉴”的智慧,也熟悉各种“历史的选择”:每当我们对现实感到失望、困惑的时候,我们经常去历史——而不是先贤的智慧中——中寻找解答。找到曾经发生的类似的故事,就可以预言未来的结局。 于是乎,失望也好、困惑也罢,总归会有光明的未来,历史总会给我们支撑的信念。 我曾经很相信,熟谙历史是种智慧,而且是深层次的智慧。但是看得越多、经历得越多,我就越觉得,这很难称之为“智慧”。 为什么? (more…)
“无人出租车要来了”。以百度“萝卜快跑”为代表的无人出租车,眼看就要在国内多个城市成规模运营。 熟悉IT的人都知道,IT的独特优势就在于“大规模扩展时边际成本极低”。在软件时代,微软开发的Windows,多卖一份的成本只是多刻录一张光盘而已。在无人驾驶时代,从10辆车到10万辆车的成本,也遵循同样的规律。换句话说,一旦模式“跑通”了,就可以迅速大规模铺开。无人出租车的大规模应用,也是“指日可待”了。 只不过,新技术这一次似乎没有那么激动人心,反而引起了很多争议——无人驾驶出租车大规模推广,会不会影响广大出租车、网约车车主的收入甚至生计?如果是,这样的技术进步,真的是我们所需要、所期待的吗?对于这个问题,不同的人有相差迥异的答案。 按照我的观察,许多人对此是相当乐观的。理由在于,“技术的每一次飞跃发展,虽然有阵痛,最终都创造了更多的新岗位”。既如此,无人出租车短期“看似”抢了许多人的饭碗,但也只是短期的“阵痛”而已。看看历史,纺织机的发明,蒸汽机的改良,汽车的诞生,无不证明了“阵痛说”的正确性。 坦白说,这种观点我是怀疑的。 (more…)
因为小朋友放暑假,近期带小朋友回国待了几个礼拜。最深的感受就是标题所说的:松弛一点,愉快一点。 我第一次突出意识到这点,是在上海下飞机乘地铁。当时我们乘的直梯就要关门,远远看见有个年轻小伙子跑过来,我连忙按住开门按钮,并招呼他”别着急,慢慢来“,等他进了轿厢才关门。本来我以为大家起码会打个招呼,露个笑脸,因为我已经习惯如此,但完全出乎我意料的是,他进来之后对我们完全视若不见,自顾自掏出手机,盯着看得入迷。 我继而发现,不管是在电梯里,站台上,还是车厢里,虽然四下里都是广播”请扶好站稳,抓好扶手,不要看手机“,但是似乎人人都盯着自己的手机。年轻人在打手机游戏,年纪大一点的在滑各种小视频,还有不少人在聊天软件里打字如飞……对着屏幕的表情都很生动,可是一旦抬起头来,似乎马上又换了个人。 后来又有一次,我乘地铁的时候,因为比较拥挤,一个小伙子倒退时踩了我一脚,他大概意识到了,很快把脚挪开,脸上闪过一丝不安,马上又恢复正常,我也没有计较。不幸的是,过了十来分钟,他又踩了我一脚,同样是先有一点不安,很快又恢复正常。 这次我忍不了了,于是我开口告诉他:“小伙子,你已经踩了我两脚了。” (more…)
前几天,国内朋友发来一条消息,原来是乌克兰F-16坠落,飞行员丧生的新闻。我本来以为他要讨论此事的真假和原委,他真正的问题却完全出乎我的意料: 新闻里说,飞行员叫阿列克谢·“月鱼”·梅斯,对应原文是Alexei “Moonfish” Mes,为什么会有人把“月鱼”写在自己的名字里,而且还打引号。 之前看新闻,乌克兰还有一个著名的飞行员叫安德烈·“果汁”·皮尔希科夫(Andrii “Juice” Pishchykov),怎么“果汁”也是正式的名字? 未必Moonfish和Juice之类,还有什么特别的含义吗?…… 这堆问题看的我有点想笑,因为自己以前也很苦恼外国人的名字,只有在国外长期生活,才逐渐搞清楚这其中的名堂。所以,除了解答朋友的问题,我也把自己的解释写下来,搞清楚两个最不容易理解的点,就不会对外国人名有那么多问题了。 (more…)