2016年10月24日月曜日

待ち行列の計算はコレだけ覚えておくこと

情報処理などの待ち行列(M/M/1)の計算は、次の3つの式を覚えればOK。





一番最後の式の3つの値が設問から求められれば、平均待ち時間 Tq は求まる。

  利用率     ρ (ロー)
  到着率     ɤ (ガンマ)
サービス時間   Ts


そして、ほとんどの問題は「Ts」は書かれている。


出題率が高いので、とりあえず直前に覚えておくこと。






以下は補足。


まず式が覚えにくいワケ


記号とその意味が分かりにくい。

Tq
Tw
Ts

これらは、「T」で始まるので、まず時間だとわかる。

次に、q、w、sはそれぞれ、

q Queue
w Wait
s Service

であろうから、

Tq 平均待ち時間(平均応答時間)
Tw 待ち時間
Ts サービス時間

というのは、まだわかりやすい。



問題は、


  利用率       ρ (ロー)
  到着率       ɤ (ガンマ)
平均サービス時間  μ (ミュー)


式だけ覚えていても、この記号の意味が分からないと解けない。。


平均サービス時間 μ について


平均サービス時間(μ)は、単位時間あたりにサービスを受けれる人の数と言える。

これは1人あたりにかかるサービス時間(Ts)の逆なので、

Ts = 1 / μ

となる。

ところで、「平均サービス時間」という言葉から、「単位時間あたりにサービスを受けれる人の数」を想像できるだろうか。

どちらかと言えば、平均サービス時間=Tsの平均ではないかと思えてしまう。

このため、このμは記憶から消してしまってよい。

(おそらく設問でも、この混同しやすい「平均サービス時間」という言葉は使われない)



次に、利用率 ρ について


1つの窓口がどれくらい利用されているか、という意味で、

例えば80%利用されていれば、ρ=0.8 となる。


120%利用されているという問題は出ない。この場合は、

ρ=1.2 となるが、窓口の処理能力を超えて、待ち行列は永遠に増え続けることになってしまう。


つまり、ρは0~1の間に収まっていなければならない。


ρは次の式でも表される。

ρ = ɤ ・ Ts



次に、到着率 ɤ について



ɤは簡単に言えば、単位時間あたりに何人来るか。


1時間に30人来るのであれば、秒に直すと、ɤ = 30/(60×60)となる。





サービス時間が60秒なら、Ts=60なので、

利用率 ρ = 30/(60×60) × 60 = 0.5 となる。




まとめると、ρ、ɤ、μ はそれぞれ利用率、到着率、平均サービス時間の意味であり、すべて「単位時間当たりの」利用率、到着率、サービス時間である。

μは「平均」サービス時間と記載されているので、利用率も到着率も「平均」と記載すべきだと思うが。。逆にμをρやɤに合わせて「平均」の記載を消すと、Tsと同じ「サービス時間」という訳になってしまい都合が悪いので、μだけ平均サービス時間としている気がする。

ρもɤもμも「平均」だと思ってよい。



そしてρを使った式の、Tw や Tq も単位時間当たりの「平均」である。


Tqは平均待ち時間と書かれているが、Twは待ち時間となっている。

どちらも平均では?と思うのだが、それだとTqもTwも同じ「平均待ち時間」になってしまうので、Twには「平均」と書いていない。。

この辺りが分かりづらくしていると思う。

しかしこんな場当たり的な事があるだろうか。 文系の人が作ったんでしょうか。


次に核心のρ/(1-ρ)について、そして平均待ち時間 Tq へ。


ρ/(1-ρ)が核心で、これが「窓口に平均的に既に待っている人」を表す。

(導き方については割愛)


つまり、

Tw = ρ/(1-ρ)・Ts

というのは、

待ち時間 = 既に待っている人 × サービスにかかる時間


を意味する。 これは分かりやすい。



そして、

Tq = Tw + Ts

というのは、

平均待ち時間 = 既に並んでいる人の待ち時間 + 自分のサービスにかかる時間

ということが分かる。


Tq = ( 既に並んでいる人 + 自分 ) × サービスにかかる時間

Tq = { ρ/(1-ρ)+1 } ・ Ts

と言ってもよい。















2016年10月23日日曜日

技術士 情報工学 専門 平成23年 Ⅳ-21

設問


下図のように、視点から順に、赤、緑、青3枚のセロファンシートが互いに平行に置かれている。ここで、各シートの下に示した数値はシートの不透明度を表している。



このとき、目に届く3枚のシートを重ねた色を表すRGBベクトルはどれか。ただし、空中を通過する際の光の減衰は無視する。なお、色C2の光は、色C1・不透明度aの色セロファンシートを通過すると、

a × C1 + ( 1 - a ) × C2

の色に変化するものとする。また、赤、緑、青のRGBベクトルは各々、

 R = [ 1,0,0 ]

 G = [ 0,1,0 ]

 B = [ 0,0,1 ]

で与えられる。



解説



下図のように記号に置き換えて、セロファンシート3枚の時の式を考える。




C1、C2の2枚のときは設問から、

a1 × C1 + ( 1 - a1 ) × C2


となる。



3枚のときは、上記「C2」部に、上記の式をC2とC3で置き換えた式が当てはまるので、


a1 × C1 + ( 1 - a1 ) × C2


a1 × C1 + ( 1 - a1 ) × { a2 × C2 + ( 1 - a2 ) × C3 }


となる。


a1、a2、a3にそれぞれ、0.5、0.4、1.0を入れて計算をすると、

   0.5 × C1 + 0.5 × { 0.4 × C2 + 0.6 × C3 }


= 0.5 × C1 + 0.2 × C2 + 0.3 × C3


R,G,B = [ 0.5,0.2,0.3 ]



答え


① R,G,B = [ 0.5,0.2,0.3 ]


技術士 情報工学 専門 平成23年 Ⅳ-8

設問


IEEE754形式(単精度)における内部表現が16進数表記で(C12C0000)16と(40A40000)16で表される2つの浮動小数点の和の10進数表記として正しいものはどれか。
なお浮動小数点

f = (-1)^s × (1.M) × 2^(E-127)

は、IEEE754形式では下図のように構成されている。

ここで符号部Sは0で正を、1で負を表し、指数部Eは127を加えて表し、仮数部Mは1.Mとなるように正規化されている。



  1.   -5.625
  2.   -5.25
  3.    5.25
  4.    5.625
  5.   15.875


解説

※回答に時間がかかりすぎるので他の簡単な方法があるかもしれない。


まず16進を2進に分解する。

① (C12C0000)16  = 1100.0001.0010.1100.0・・・0

② (40A40000)16  = 0100.0000.1010.0100.0・・・0

 (後半はすべて0なので省略)

これを題意に沿ってS、E、M 部にビット単位で分ける。


① (C12C0000)16
   S = 1
   E = 100.0001.0  = 130 (10進数では130)
   M = 010.1100.0・・・0


② (40A40000)16
   S = 0
   E = 100.0000.1  = 129
   M = 010.0100.0・・・0



ここで、設問の式にそれぞれを当てはめると、それぞれ次のように書き直せる。

f = (-1)^s × (1.M) × 2^(E-127)



① f = -1 × (1.M) × 2^(3)

② f = +1 × (1.M) × 2^(2)




  次に (1.M) × 2^(3) 部について、整数部と少数部に分けてそれぞれ掛け算をする。

少数部は2の乗数分、1ビットシフトする


  10進数に直すと次のようになる。

  ①のカッコ内   8 + 2.750 = 10.750

  ②のカッコ内   4 + 1.125 =  5.125


式に代入する。

① f = -1 × 10.750

② f = +1 ×  5.125


① + ② = -10.75 + 5.125 = -5.625

答え


① -5.625


技術士 情報工学 専門 平成24年 Ⅳ-19

設問


2点間でTCPを用いてデータ転送をする。2Gppsの帯域をもつ通信回路において往復の遅延が500マイクロ秒、TCPのウィンドウサイズを50KBとするとき、1秒あたりのデータ転送量の上限値に近い値はどれか。

  1.  25MB
  2.  50MB
  3.  100MB
  4.  250MB
  5.  500MB



解説



「往復の遅延」という言葉を、「行き」と「戻り」のそれぞれの遅延(=レイテンシ)と勘違いすると混乱する。

往復の時間は図のように、ウィンドウサイズ分を送信して受け取ったという信号が戻ってくるまでをいう。

このため、設問は次のように読み替えられる。


50KBを送るのに500μsecかかる場合、1秒で送れるデータ量は?


帯域は関係ないことがわかる。


答え


50KB × 1 / 500μsec = 50KB / 0.5msec = 100MB/sec

③ 100MB




2016年10月10日月曜日

NEC Lavie 電源部の故障修理

ノートPCが充電できない



見てみると、ACアダプタの接続部が壊れているようだ。


簡単に直せるだろうと思ったが、意外と大変のようだ。


どれぐらい大変(面倒)なんだろうか、というのが分かればと思ってメモ。


機種はNEC Lavie LL550/V



キーボードも外す必要があるので、蝶番のカバー(Lavieの文字の上あたり)を外す


裏側もネジを外していく。
電源部は写真左下。

ファンやCPUクーラーも外す。
写真下部に写っている赤と黒のケーブルの先にACアダプタのコネクタがある。

キーボードを外したところ。
キーボードはネジを外した後、写真右上の位置のレバーをずらすと外れる。
ここに見えているコネクタ類を外していく。

これでやっとACアダプタの接続部が見えるようになる。
○で囲っている部分。金具が曲がってしまったようだ。

コネクタが曲がって外れていた。
何度も挿してズレたせいか、赤ケーブルは半田が取れてしまっていた。

赤ケーブルを半田で取り付け。
もう2度と抜けないように金具を両方から押し当てて、接着剤で固定。
固定してしまったので、もう次は外せない。




どうでしょうか。結構大変です。

コネクタの取り外しには、コツが必要ですので、過去にさわった事がないと戸惑うかもしれません。

コツはだいたい、

  • フックでとまっている
  • 左右から押さえている
  • フィルムを上から押さえている
  • 単にささっている

といった感じです。

慣れてくると見ただけでだいたい分かります。



必要なものは、

  • ドライバーなどの工具として一般的なもの
  • 半田
  • 接着剤
  • 熱収縮チューブ(難燃性のあるもの推奨)
  • CPUグリス

でした。


CPUグリスはCPUを交換したことがあれば馴染みはあると思いますが、CPUの熱をヒートシンクなどに伝えて、冷却効果を得るのに必要です。

グリスが無くても大丈夫かもしれませんが、CPUとヒートシンクの間で熱がうまく伝わらないと、CPUが熱くなりすぎて、熱暴走や最悪壊れたりします。

私は自己責任で塗り直しませんでしたが。


ここまでやるなら、もう諦めたほうがよいかもしれません。


また、赤ケーブルが損傷、あるいは半田がうまくできていない部分があった場合、通電中に電気抵抗が生まれて熱が発生する可能性があります。

最悪は発火する可能性もあるので十分注意が必要です。

修理は事故責任で。




東京タワーはかっこいいね

赤羽橋駅出口付近から撮影



よく外人が写真を撮っている。

曇らないゴーグル(プレミアムアンチフォグ)

PREMIUM ANTI FOG は、良い。


だいたい「曇り止め効果がある」と書いてあっても曇る。

今まで諦めていたが、これは曇らないのでよい。



PREMIUM ANTI FOG




ゴーグルにもマークが付いてる



もう2~3ヵ月使っているが、メンテナンスフリー。


おかげで曇り止めを塗らなくてもよくなった。




最近買ったものの中ではとても満足している。

ジャグジーで温まってプールに入ると流石に曇る。でも、それくらいしなければ曇らない。


これはスキーやボードなんかのウインタースポーツ用にも出してくれないかな、と思ってたら既に出ていた。