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32KBのメモリでなにができるの?
往年の名機との比較 (偉い先生も、よく遊び & よく遊び)
Apple ][
8bit
PC-8001
8bit
PC-9801
16bit
PIC32MX270
32bit
LPC1114
32bit
年代 1977 1979 1982 2016 2011
CPU 6502 @1MHz Z80 @4MHz 8086 @5MHz MIPS
@40MHz
Cortex M0
@50MHz
ROM 8KB 24KB 96KB 256KB 32KB
RAM 4KB～48KB 16KB～32KB 128KB～640KB 64KB 4KB
整数BASIC:
6KB,
BIOS+モニ
タ: 2KB
浮動小数点
BASIC
(拡張版M-
BASIC)
浮動小数点
BASIC,モニタ
MT-
BASIC:21KB
通常
BASIC:16KB
MT-
BASIC:21KB
通常
BASIC:16KB
21世紀
2010年〜
20世紀
1980年頃](https://image.slidesharecdn.com/lispchibi-190427-190428015111/85/Lisp_chibi_machine-190427-21-320.jpg)
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昔の機械
Apple ][, MZ80K, PC8001 (最初のパソコンらしいパソ
コン)
– 16KB メモリ (Apple][, MZ80Kは4KBからだっけ
か?
– (ROM 24KB: PC8001, MS BASIC入り)
CPU: 6502@1MHz, Z80@4MHz
– 4MHzのZ80は、Intel Core i7 2600Kの「100万分
の5」ぐらいの性能
• http://en.wikipedia.org/wiki/
Instructions_per_second による
–10～15K命令/秒 ＼(^^;／](https://image.slidesharecdn.com/lispchibi-190427-190428015111/85/Lisp_chibi_machine-190427-36-320.jpg)
Lisp_chibi_machine 190427
- 4. 1.「リレーショナルデータベースを内在するカーネル プログラム、方法及び装置」 ● かなり広範囲に適用される… ● データベースをカーネル空間内で動作させる ● Data Base in the kernel space ● 特許番号【特許第5711840号】 ● 登録日 【２０１5年3月１3日】 ● 豊田通商(現在:株式会社ネクスティエレクトロニクスと、 たけおかラボ株式会社との共同特許 ● 2.「アプリケーションに依存することなくファイルにアクセ スするOSプログラム及び方法」 ● データファイルに、データへのアクセス手続きを、くっつ けておく ● Access methods in a data file ● OS API経由で、データファイル内のアクセス手続きを呼び出す ● どんな形式のファイルでも、データの読み書きができる ● 特許番号【特許第６１４３０３８号】 ● 登録日 【２０１７年５月１９日】 ● 株式会社ネクスティエレクトロニクスと、 たけおかラボ株式会社との共同特許 ※たけおかラボ(株)は、(株)アックスの子会社 取得済み特許:今後の基本ソフトウェアの重要な部分
- 5. たけおかのプロフィール1980年代: UNIXの仮名漢字変換システムWnnや Temporal Prolog (時相論理Prolog)を京大数解研の地下辺りで作ったり。渋谷や神保町辺りで 国産X Window端末などの設計開発に携わる。TCP/IPスタックを自分で書く 1990年代初頭:豊橋技科大 湯淺研にて、1024PE規模の超並列計算機“SM-1”の LSIハードウェア、基本ソフトウェアの設計開発に携わる。 現在: 実時間OSを作らせたり、 Linux, BSDのコアな移植をさせたり、 自動運転の研究開発を手伝ったり、 Lispで、AI開発中(推論システム+機械学習のハイブリッドAI) 湯淺研 SM-1 フロントエンドはSparc 開発環境はCommon LispとC 萩谷さんに貰った (サインはしてくれない) ザウルス SH-3版 (XTAL採用) オリンパス デジカメ (XTAL採用)
- 6. 6 オレの三目並べ(論理推論AI)• 1977年(高校2年生)に、三目並べ(○×)を打つプログラムを開発 • ”Artificial Intelligence: The Heuristic Programming Approach”(1971/DEC)の 日本語版,「人工知能 発見的プログラミング」(1972/JAN)を読んで… • 真面目に木探索. AIが自分で最適な手を見つける • 私より、プログラムの方が良い手を打った (私は、勝負事に興味が無い) • 巨大プログラム電卓 500ステップ,30メモリ(2分割使用 可能),命令は アセンブラ風,浮動小数点数は使い放題 • 同じ年にTK-80を入手し、8080機械語でも記述 • 全メモリ:512Bytes, CPUクロック周波数:2MHz • オセロゲームを打つプログラムが流行るのはその何年も後 • 「発見的手法(Heuristic)」がAI • 人間がプログラミングした以上のことがらを、AIが見つける 並列AI開発が ライフワーク
- 7. 機械学習AI(DL)と論理推論AIのハイブリッド • 裸のDL を、論理推論AIで補う • アヒルかウサギか、画像だけでは判断できない • 常識ルール・ベースを持った、論理推論AIに掛けると、最終判定が出る カメラカメラ 入力 学習済み モデル 機械学習による 判定器 推論規則 論理推論システム 出力 機械学習AIの出力: ウサギの確率50%, アヒルの確率50% 池の確率80% 最終出力: アヒル 一般常 ル ル識 ー アヒル(X) :- 池に居る(X). ウサギ(X) :- に居る陸 (X).
- 8. 温故知新
- 9. CONS(MIT) Symbolics Alto(Xerox) NTT ELIS (1986年) 神戸大 FAST Lisp (1979年) 大阪大EVLIS (1982年)並列 富士通 FACOM α (1985年) 理研FLATS (1984年) Lispマシン,高級言語マシン
- 11. 11 高級言語マシン,Smalltalkマシン ● Xerox Dシリーズ ● Alto ● 世界で始めてマウスが付いた機械 ● ウインドウ・システム ● コヒーレント・キャッシュが最初に開発されたのは、 Xerox Dシリーズ(Dragon) ● いろんな言語が動作したが… ● Smalltalk ● Mesa ● Interlisp-D DEC Firefly(Dragonの後継) Alto Star (Dandelion)
- 12. 12 20世紀の高級言語マシン 「AIマシン」と言われた – Lispマシン, Smalltalkマシン OSなにそれ? プログラミング言語が動けば幸せ OSなんて要らない 大昔のBASICマシンを知っているか? ファイル操作 ls, rm, mv など、すべてBASIC言語から操作した 対話的な言語で、CPU(計算機)と直接対話 LL, スクリプト系言語はインタープリタ それなのに、対話的に使わないとは、けしからん
- 15. 通常マシンの特徴 昔 vs 今 - - 昔 - - メモリがクソ遅い マイクロコードで回った方が速かった – 高速ROMからのマイクロコー ド・フェッチ/ワイヤ制御 – ラッチ(レジスタ)か高速SRAM で作られた記憶 – 外からマクロ命令をちょっと 読んで、マイクロで回る – 細粒度並列性は マイクロコードとハードワイ ヤで実現 ベクトルマシン – ベクトル命令を1つ読んで、た くさん計算 - - 今 - - キャッシュが大きい – マクロ命令フェッチ,デー タ・フェッチ 遅くない スーパースカラ&投機実行 素敵 – でも、コア内に • 十分なデータと、 • スレッドが必要 GPU – ベクトル・アーキテク チャ – ベクトル・パイプが多い
- 16. CADRのハードウェア・アーキテクチャ解説書 和訳 CADRのハードウェア・アーキテクチャ解説書 MIT AIメモ, AIM 528 http://www.bitsavers.org/pdf/mit/cadr/AIM-528_CADR.pdf 私が和訳した http://www.takeoka.org/~take/ailabo/cadr/cadr-j.html LispとCPUハードウェアの機微を知りたい若者に さすがに、本当にちゃんと動いているだけのことはある (低レイヤな)若い人は読んだ方がいい
- 17. Lisp マシンのマクロ命令セットの説明 和訳 Lisp マシンのマクロ命令セットの説明 MIT のTom Knight氏の、 "The LISP Machine Macro-instruction Set." http://www.mirrorservice.org/sites/www.bitsavers.org/pdf/ mit/cadr/Knight-LISP_Machine_Macro_Instruction_Set- 1979.pdf 私が和訳した http://www.takeoka.org/~take/ailabo/cadr/knight-lispm- macroinst.html
- 18. りすぷ・しーんにゅある Lispマシン・マニュアル一式 も読める http://www.bitsavers.org/pdf/mit/cadr/ しーんにゅある 和訳する気はない Hackers’ dictionary も読もう MIT Lispドキュメントを読む には 必須
- 19. URL CADRハードウェア和訳 http://www.takeoka.org/~take/ailabo/cadr/cadr-j.html Lispマシン マクロ命令解説 和訳 http://www.takeoka.org/~take/ailabo/cadr/knight-lispm- macroinst.html WAM論文 和訳 http://www.takeoka.org/~take/ailabo/prolog/wam/wam.html 実用Prolog入門(短い文書) http://www.takeoka.org/~take/ailabo/prolog/metakuta.html CRAY-XMP マニュアル 和訳 http://www.takeoka.org/~take/supercom/cray-xmp.html www.takeoka.org/~take/ www.axe.bz
- 20. 20 20世紀を回顧
- 21. 21 32KBのメモリでなにができるの? 往年の名機との比較 (偉い先生も、よく遊び & よく遊び) Apple ][ 8bit PC-8001 8bit PC-9801 16bit PIC32MX270 32bit LPC1114 32bit 年代 1977 1979 1982 2016 2011 CPU 6502 @1MHz Z80 @4MHz 8086 @5MHz MIPS @40MHz Cortex M0 @50MHz ROM 8KB 24KB 96KB 256KB 32KB RAM 4KB～48KB 16KB～32KB 128KB～640KB 64KB 4KB 整数BASIC: 6KB, BIOS+モニ タ: 2KB 浮動小数点 BASIC (拡張版M- BASIC) 浮動小数点 BASIC,モニタ MT- BASIC:21KB 通常 BASIC:16KB MT- BASIC:21KB 通常 BASIC:16KB 21世紀 2010年〜 20世紀 1980年頃
- 22. 22 32KBのメモリでなにができるの? ● GBのメモリとか、バカじゃないの ● 64bitポインタのほとんどが無意味な情報 ● 配列を整数インデックス(ベース+オフセット)で管理した 方がいいんじゃね? ● オフセットは 16bit? 32Bit? ぐらいでいいんでしょ ● GHz CPU、お前らアルゴリズムという言葉知ってるの? ● アルゴリズムが適正なら、CPUが極端に遅くてもできるこ とは多い ● オレは、1977年に○×をプレイするAIを TK-80上で作ったぜ ● TK-80: RAM 512Bytes ● CPU:8080 @2MHz
- 23. 23 高級言語マシン Alto Symbolics 3600 Mac初代 PIC32MX 270 年代 1973 1983 1984 2016 CPU bit slice (マイクロ・プログラム) 0.3MIPS Bit slice @5MHz〜 8MHz 68000 @5MHz 0.3MIPS MIPS @40MHz 1.5MIPS ROM (micro code) (micro code) 64KB 256KB RAM 128KB～512KB 〜2.3MB 128KB 64KB 16bit word 36bit word 16bit word 32bit word 21世紀 平成 20世紀 1980年代
- 25. 25 組込みマイコン用 独自Lisp実装 ● 2013年10月〜 ● 32bit組込みマイコンに、独自開発のLisp ● IoT時代に、Lispで ● Lispは安全(メモリを踏みつぶしたりしない) ● フィールドで、実機と対話的できる ● 開発環境がなくともデバッグ、調整ができる ● C言語で記述。ほぼいかなるマイコンでも動作 ● PIC32 ● 32bit MIPS core ● 秋葉原で200〜380円程度である。 ● PIC32MX270は、ROM:256K Bytes, RAM:64K Bytes を内蔵。 ● PIC32MX250は、ROM:128K Bytes, RAM:32K Bytes を内蔵。 ● PIC32MX220は、ROM:32K Bytes, RAM:8K Bytes を内蔵。 ● クロック周波数は40MHzで、1.56 DhrystoneMIPS。 ● LPC1114 ● ARM Cortex-M0 ● 秋葉原で110円程度である。 ● LPC1114FN28 は、ROM:32K Bytes, RAM:4K Bytes ● クロック周波数は50MHz(最大),内臓CR発信器で12MHzで使用。
- 26. 26 極小Lispマシン (PIC32) PIC32MX250 – 秋月で￥350円 – ROM:128KB – RAM:32KB – CPU速度:約1.5VaxMips(公称) 液晶: Aitendo 1.4inch, 128x64 dot 上下キーで、ワードを選択 – LispのSymbol tableから引いてく る • 一度入力したワードは、 補完よりはるかに速く入力可能 ● ケースは、100円ショップの クリップの入れ物
- 29. 29 子供パソコンIchigoJam (LPC1114) ● ARM LPC1114 ● ROM:32KB ● RAM:4KB ● CPUクロック:12MHz ● (公称 最大50MHz ) ● PS/2キーボード ● NTSC画面出力 ● BASIC言語マシン ● IchigoJamでも、 ● 私のLisp,Basicが動く ● NTSC画面は無し
- 33. 33 Lisp Badge !?!!! ● 10th January 2019 ● This is a self-contained computer with its own display and keyboard, based on an ATmega1284, that you can program in the high-level language Lisp: ● Memory available: 2816 Lisp cells (11,264 bytes). ● EEPROM: 1024 Lisp cells (4096 bytes), allows you to save the Lisp workspace using save-image. ● the AVR version of uLisp Version 2.5 http://www.ulisp.com/show?1AA0 ● Processor: ATmega1284P ● Clock speed: 16 MHz. ● ATmega1284はしょぼい ● 偉い! http://www.technoblogy.com/show?2AEE
- 34. 34 Lisp Badge !?!!! ● キー配置がLisp的なのか、やや外しているのか… http://www.technoblogy.com/show?2AEE
- 36. 36 昔の機械 Apple ][, MZ80K, PC8001 (最初のパソコンらしいパソ コン) – 16KB メモリ (Apple][, MZ80Kは4KBからだっけ か? – (ROM 24KB: PC8001, MS BASIC入り) CPU: 6502@1MHz, Z80@4MHz – 4MHzのZ80は、Intel Core i7 2600Kの「100万分 の5」ぐらいの性能 • http://en.wikipedia.org/wiki/ Instructions_per_second による –10～15K命令/秒 ＼(^^;／
- 37. 37 極小マシンと言えど – RAM: 32KB vs 16KB ;勝った – ROM: 128KB vs ROM 24KB; 勝ってるwww CPU: 1.5Mips vs 15KIPS ; 百倍ぐらい速い – 15Kipsと 1Mipsの差は極めて大きい • SUN2 (0.8 Mips程度)と Z80では、できることの質が違いすぎ る メモリ総量に対して、CPUが高速過ぎる www – GCで、いくらメモリをなめても、人間の体感的には気づかない ＼(^^)／ – 他のリソースがしょぼすぎるwww PIO, ADCが Lispから触れるのは画期的だよ!
- 38. 38 デモ ap: 普通のappend aaa: クロージャが使える (set! aaa (let (z) (set! z 0) (lambda (x) (set! z (cons x z)))))
- 39. 39 デモ aaa: クロージャが使える (set! aaa (let (z) (set! z 0) (lambda (x) (set! z (cons x z))))) Lise>>(aaa 'a) (a .0) gc Lise>>(aaa 'a) (a a .0) gc Lise>>(aaa 'a) (a a a .0) gc Lise>>(aaa 'a) (a a a a .0) gc Lise>>z NIL gc Lise>>z NIL gc Lise>>(set! z 'qqq) qqq gc Lise>>z qqq gc Lise>>(aaa 'aa) (aa a a a a .0) gc Lise>>aaa closure-40D0 gc
- 40. 40 ユビキタスAI ユビキタス AI 時代が、近日、来る (当社比) – 俺たち、推論エンジン(Lisp,Prologハイブリッド)を作ってみたら、 超 成績いい! – ケータイの中で十二分に動作する センサの中に Lisp – PIO, ADCが Lispから触れるのは画期的だよ! – ADC, PIO の入力を、Lispで前処理 – Lispは安全(メモリを踏みつぶしたりしない) – フィールドで、実機と対話的できる – 開発環境がなくともデバッグ、調整ができる ケータイの中に推論エンジン バックエンド・サーバに、大型 知識ベース OSに、人工知能 搭載が普通の時代になるっ!!!
- 42. 42 付録
- 43. 0.1μF 0.1μF 330Ω TXD RXD + 470μF 2017/JUL/07 LCD, ADC, Motor Takep-M0, LPC1114FN28/102 Reset ROM write LCD-CS LCD-SCLK LCD-SDA LCD-D/C LCD-RES 300Ω VR LCD-LED AD5 motor-R2 motor-R1 motor-L2 motor-L1 0.1μF GND VCC PS/2 CLK PS/2Data
- 46. -MCLR 1 N.C. PGED3 PGEC3 VSS U1TX U1RX VDD RB7 RB8 VSS VCAP + 10μF 0.1μF VUSB3V3 0.1μF 10Ω 10kΩ RXD TXD GND VCC PIC32MX220F032B/ PIC32MX250 TAKEP minimal Lisp Machine 2014/SEP/09 Shozo TAKEOKA AVdd AVss VBus D+ D- LCD-CS1 LCD-RES LCD-A0 LCD-SCK LCD-SDI LCD-VCC3.3v LCD-GND LCD-LED+ Programmer ConnectorLCDConnector SW$8000RB15 RB5 RB0 RB1 RB2 RB3 RB14 RB13 SW$4000 SW$2000 RB9 SW$200 SW$100 SW$80 ◎$80 ◎$2000 ◎$100 ◎$200 ◎$8000 ◎$4000 Reset
- 47. pic32 minimal Lisp Machine LCD Connector PIC32 Sym pin △1 CS1 RB0 4 2 RES RB1 5 3 A0 RB2 6 4 SCK RB3 7 5 SDI RB5 14 6 VCC(3.3 V) 7 GND 8 LED+ 9 RX U1RX 12 10 VDD VDD 13 11 RB5 12 TX U1TX 11 PIC32 Sym pin Mask RB15 26 $8000 RB14 25 $4000 RB13 24 $2000 RB11 22 $800 RB9 18 $200 RB8 17 $100 RB7 16 $80 Switch ◎$80 ◎$2000 ◎$100 ◎$200 ◎$8000 ◎$4000