quarta-feira, 11 de setembro de 2019

Multiplicação Russa e suas Consequências

A multiplicação russa é interessante porque funciona muito bem na base 2.

A idéia é simples:
  • Crie uma coluna para cada número (maior à esquerda, menor à direita);
  • Divida o número maior por dois até chegar a 1;
  • Multiplique o número menor por dois o mesmo número de vezes;
  • Descarte as linhas em que o número da esquerda for par;
  • Some os números que restavam à direita.
Por exemplo, 3 * 18:

18   3
 9   6
 4  12
 2  24
 1  48

Resultado= 6+48=54


Ela fica mais divertida em base 2:

00010010 00000011
00001001 00000110
00000100 00001100
00000010 00011000
00000001 00110000    

Resultado = 00000110+00110000= 110110


Ou seja, basta ir fazendo shifts.

Uma otimização óbvia é pegar a maior potência de dois para dividir o problema. As multiplicações por potências de dois sempre acabam com apenas uma linha sendo considerada: a maior do lado direito (porque todos os números do lado esquerdo são pares, exceto a última).

8  3
4  6
2 12
1 24

A resposta é 24. nenhuma soma é precisa, porque 8*3=3*2*2*2


E se eu repetir esse processo de sempre pegar a maior potência? Nesse caso, vou poder descrever sucintamente o processo como: para multiplicar m por n, percorro os bits de m e, para cada bit 1, adiciono n deslocado à esquerda pela posição desse bit.

Sucintamente, em Perl (devia ser assembly!), seria algo assim:

#!/usr/bin/perl
use strict;
use warnings;
use integer;

my $n=$ARGV[0];
my $m=$ARGV[1];
my $p=0;
my $total=0;

do {
  $total+=$m<<$p if $n&1;
  $p++;
} while ($n>>=1);

print $total;


Ou seja, se quero multiplicar 46 por 5, como cinco é 101, executo 46<<2 + 46<<0 (46*4+46*1 para os binário-deficientes). A respostá é óbvia, dado que 46*5=46*(4+1).

Uma solução alternativa um pouco mais elegante é essa função recursiva:

#!/usr/bin/perl
use strict;
use warnings;
use integer;

my $n=$ARGV[0];
my $m=$ARGV[1];

sub mult {
  my ($n, $m)=@_;
  
  return $m if $n==1;
  
  my $d=0;
  
  $d=$m if $n&1;
  return $d + mult($n>>1, $m<<1);
}

print mult($n, $m);

sexta-feira, 23 de agosto de 2019

Minha Reforma Ortográfica

Muita gente ficou insatisfeita com a última reforma ortográfica. Eu tenho minhas diferenças com ela também. E com a maneira como os acentos são ensinados na escola.

O problema dos acentos no português é que eles não sabem bem o que querem ser na vida: se indicam tonicidade, ou se indicam o som, ou se indicam as duas coisas.

Eu acho que deveriam apenas indicar a tonicidade (com a exceção única da crase). Já convivemos com porco e porcos; ovo e ovos.

O alfabeto cirílico possui letras para ditongos. Isso também nos ajudaria a eliminar duas categorias de acentos: os hiatos e os paroxítonos terminados em ditongo crescente. Os dois são meio atravessados, porque o que eles querem, na verdade, é deslocar a tonicidade para nos obrigar a pronunciar o ditongo. Querem resolver um problema por segunda intenção.

Podíamos muito bem adicionar umas letras para os ditongos, mas talvez seja mais prático aproveitar o fato de que o y e o w voltaram ao alfabeto e dar-lhes utilidade.

Então, na minha nova ortografia, teríamos: "saude" e "sawdade"; "distancya" e "policya"; "pais" e "pays".

Eu moro num pais tropical com meus pays, temos saude mas a distancya de nossa terra nos traz sawdade. Nenhum acento nessa frase!

quarta-feira, 19 de junho de 2019

Medição de Poluição em Porto Alegre II

O clima em maio e junho está realmente estranho. Fez calor e houve pouca chuva. Além disso, notei que o ar tinha cheiro de São Paulo. Ou seja, tinha cheiro de combustível. Por isso resolvi religar o meu medidor de partículas.

O ar realmente piorou desde minha última medição. Entretanto, ao menos em relação às partículas, ele continua dentro do razoável.


Uma única medição de PM10 passou do 100 (indo de satisfatório para moderadamente poluído). A medição de PM2.5 nunca passou de 44, então permaneceu no reino do ar bom.

O tempo não esteve seco durante esses dias, indo a 100% de umidade relativa todas as noites.

Deduzo que a diferença se deva à falta de chuva e à falta de ventos.

quarta-feira, 8 de maio de 2019

Atenciosamente

Acho curiosa essa forma de terminar as correspondências: Att. Querem supor que é abreviação de Atenciosamente. Não é. Além de estar errado, abreviar a saudação é o oposto de ser atencioso. É pior ainda quando está na assinatura do e-mail: o sujeito não se dá sequer ao trabalho de fingir ser atencioso.

A abreviação chega a ser irrelevante. Deveria ser proibida para esta palavra. Quem quer ser atencioso, não encurta a saudação final.

Atenciosamente,

Forinti.

sexta-feira, 22 de março de 2019

Fourier em SQL (e Perl)

Dada uma nova ferramenta, resolvi experimentar no SQL. A transformada discreta de Fourier resume-se, basicamente, a um montão de multiplicações e somas. É fácil repetir em SQL. Já a FFT nem tanto. SQL simplesmente não se presta a recursões.

Outra desvantagem do SQL é a ausência de suporte a números complexos (Perl oferece o fantástico módulo Math::Complex que, inclusive, reimplementa todas as operações da linguagem). A DFT não exige muito, basta separar a conta em cos() e i*sin(). Mas se fôssemos implementar a FFT, seria preciso fazer a multiplicação por extenso. Isso só seria chato, resolver a recursão é que é o problema do SQL.

Mesmo assim, a DFT pode ser bem útil e, se vamos usá-la num banco, é porque não estamos com pressa mesmo.

Comecei por um algoritmo FFT em Perl para poder conferir os resultados do SQL. O script executa a FFT sobre a função sin(x), assim como a consulta (que escrevi para conferir os resultados do Perl).

DFT de sin(x)

Os dois deram o mesmo resultado, mas a implementação do FFT foi muito mais rápida, como esperado.

O grande porém da FFT é que precisamos ter um número de elementos que seja potência de 2. Com DFT, podemos usar qualquer quantidade. Então, resolvi experimentar numa tabela de pagamentos.

Usei dois anos de pagamentos e obtive o seguinte gráfico (que parece indicar que há um componente trimestral nos pagamentos):


Aprender a implemenar a DFT e a FFT é só o primeiro passo. Analisar os resultados e achar aplicações é o próximo passo.

sábado, 16 de março de 2019

Desenhando para Entender

A DFT (Transformada Discreta de Fourier) é relativamente simples de entender, mas é um algoritmo de complexidade o(n2). A FFT (Transformada Rápida de Fourier) tem complexidade o(nlogn), mas é mais complicada, naturalmente.

Para ajudar minha compreensão, resolvi desenhar os valores para enxergar as zonas comuns que ajudam o FFT a acelerar as contas.

Com ajuda do GD, excrevi um programa em Perl para gerar uma imagem com os valores das funções-base para diferentes resoluções (potências de dois).

A imagem abaixo vai de 20 a 210. Cada valor tem 100 linhas de altura e 2n divisões. Isto é, a imagem começa com 1 valor, depois 2, depois 4, etc. Deixei linhas pretas para demarcar os valores (cada um ocupa um retângulo de altura 100 e largua 1024/2n.

O valor de cada célula é e-i2pik/N. O componente vermelho é abs(re)*255, ou seja, a parte inteira. O componente verde é a parte imaginária e o azul é zero.



Já dá para enxergar por onde otimizar o DFT.

Se adiciono um componente azul para valores negativos da parte real, terminho com isto:


Se faço o mesmo para a parte imaginária, tenho isto:


Já que não tenho 4 componentes de cor, vario a intensidade do azul conforme as partes real e imaginária são postivas ou negativas.


Juntando essas ideias, dá para imaginar como atacar o problema.



sexta-feira, 8 de março de 2019

Internet com Horário Comercial

Uma aplicação sensível precisa estar disponível na Internet. O administrador, preocupado sempre com a segurança, decide que o melhor é limitar o acesso ao horário comercial. Entretanto, supõe que quem estiver dentro do prédio fora do horário comercial seja de confiança.

A solução é usar o mod_rewrite e aprender a usar o [OR].


  #Disponível externamente somente das 8h às 18h, de segunda a sexta.
  RewriteCond %{TIME_HOUR} ^(00|01|02|03|04|05|06|07|18|19|20|21|22|23)$ [OR]
  RewriteCond %{TIME_WDAY} ^(0|7)$
  RewriteCond %{REMOTE_ADDR} !^192\.168.*$
  RewriteRule ^.*$ - [F,L]

Entre 8h e 18h e aos sábados e aos domingos, o acesso é bloqueado, exceto se o IP iniciar com 192.168.

Por omissão, as regras são analisadas com AND. O que não está claro é como agrupar quando há ORs também.

O código indica que o OR tem precedência. Então, a solução acima interpreta-se como (A OR B) AND C.