Вычисление 1000000 знаков числа Пи. На iPhone

[@Kenya-West]

Реквестирую расчеты смартфонов на Windows!

[@galaxy]

И наконец, обещанный результат: на iPhone 5S миллион знаков числа Пи вычислялись 49296 секунд, или около 14 часов

Фиговенький результат.
Вот, например: http://numbers.computation.free.fr/Constants/PiProgram/pifast.html
This mode is the fastest when there are enough physical memory.
Timings sample on a Pentium 4 1.4 Ghz with 1024 Mo running on Windows
NT (notice that no particular compilation has been made to benefit from
Pentium 4 specific instructions) :

PI Computation : (timings with version 4.1)

1 Million decimal digits : 9.69 seconds
2 Million decimal digits : 22.78 seconds
4 Million decimal digits : 50.80 seconds
8 Million decimal digits : 116.38 seconds
16 Million decimal digits : 264.9 seconds
32 Million decimal digits : 583.25 seconds
64 Million decimal digits : 1327 seconds
128 Million decimal digits : 2974 seconds

На моем ноуте 10 млн. цифр — 23 сек

[@DmitrySpb79]

Спасибо, интересно.

Но во-первых, вышеприведенный алгоритм был закодирован за полчаса, и вряд ли претендует на «the fastest windows program to compute pi» (у них там уже 4.3 версия).
Во-вторых, the source code of PiFast is not available — проверить на iPhone все равно не получится.

[@maks1mm]

Может, тогда ради интереса попробуйте оптимизировать?
Скачал первую попавшеюся программку для расчета Пи на свой андроид, девайс старый, ему почти 4 года, Snapdragon 410 — миллион знаков посчитал за 13.34 секунды. А ведь iphone SE в разы шустрее моего кирпича.

[@DmitrySpb79]

Да, допускаю что я что-то пропустил :) Попробую конечно, результат в статье дополню по появлении новых результатов.

[@DmitrySpb79]

Кстати, перепроверил код еще раз. Можно вынести вычисление 26680*640320*640320 за цикл, можно заменить 3 умножения на одну функцию степени. По прикидке, это даст выигрыш в 5% где-то. Можно запустить в 2 потока — получится допустим, не 13 часов а 6.

Но так чтобы 13 секунд на старом смартфоне — странно. Тут по ссылке выше писали что 10секунд на Pentium-4 считалось, который явно помощнее будет. Может у них просто заранее подсчитанный файл в памяти лежит? :)

Ну либо я не учитываю что-то, хз.

[@Beyondtheclouds]

>10секунд на Pentium-4 считалось, который явно помощнее будет.
Твои данные сильно устарели :)

http://browser.primatelabs.com/v4/cpu/264152
http://browser.primatelabs.com/ios-benchmarks
Разница в 4 раза насколько я понимаю, и не в пользу 4 пня )

[@DmitrySpb79]

В общем нашел, там действительно используется другой алгоритм. Поправил результаты в тексте.

[@maks1mm]

Что интересно, после генерации все число посмотреть невозможно, прога показывает только последние цифры.
А если захотеть посмотреть N-е число предупреждает что это будет очень долго.
Возможно какая-то хитрость там и есть.
Вот ссылка на гугл маркет link
Cкрин после расчетов под спойлером

Скрытый текст

И на этот раз даже еще быстрее посчитало :)

[@galaxy]

the fastest windows program to compute pi

Ну, это на 2003 год.

Там используется одно важное алгоритмическое решение: http://numbers.computation.free.fr/Constants/Algorithms/splitting.html

[@inakrin]

Кстати вопрос. А где именно в Ведах есть значение числа Пи ну и вся прочая математика известная древним индийцам? Хотелось бы почитать оригинал переведенный на русский либо английский. Нагуглить ничего не получилось — вся поисковая выдача завалена философией адвайты и чем угодно но только не математикой.

[@sim31r]

Не смог удержаться, посчитал все варианты рационального приближения в разумных пределах по поиску числа Pi делением двух простых чисел, как делали в древнем мире, по моему интересная задача:

ошибка; действие

4,7%; 9/3
3,34%; 13/4
1,8%; 16/5
0,8%; 19/6

0,04%; 22/7 — удобный вариант для столь малых чисел (даже лучше чем Чжан Хэн во II веке предложил 92/29 с ошибкой в 1%), первым предложил Архимед.

0,039%; 179/57
0,03%; 201/64
0,024%; 223/71
0,018%; 245/78
0,013%; 267/85
0,009%; 289/92
0,0056%; 311/99

0,0026%; 333/106 — почти как в том религиозном ведийском тексте, но точнее почти в 40 раз, там 0,086% ошибка, казалось бы очень близко, но немного не попали.

8,49136715180762E-6%; 355/113 — тоже удобный вариант, при больших последующих цифрах точность не растет существенно. В 480-х годах китайский математик Цзу Чунчжи продемонстрировал… Это значение оставалось самым точным приближением числа pi в течение последующих 900 лет.

И не удивительно, следующая итерация на порядок сложнее. Резкий рост сложности при небольшом росте точности:

8,47383188246871E-6%; 52163/16604

8,35915415110094E-6%; 52518/16717

Тут не интересно почти одинаковые ряды цифр без исторической ценности

8,24601634587631E-6%; 52873/16830
8,13438766487423E-6%; 53228/16943
8,02423812605099E-6%; 53583/17056
7,91553851069651E-6; 53938/17169
7,80826037757015E-6; 54293/17282
7,70237603462907E-6; 54648/17395
7,597858482485E-6; 55003/17508
7,49468142854007E-6; 55358/17621
7,39281925871516E-6; 55713/17734
7,29224698090669E-6; 56068/17847
7,19294026739402E-6; 56423/17960
7,09487535588881E-6; 56778/18073
6,99802912021403E-6; 57133/18186
6,90237897135335E-6; 57488/18299
6,80790289985851E-6; 57843/18412
6,71457940517032E-6; 58198/18525
6,62238752389025E-6; 58553/18638
6,53130680150882E-6; 58908/18751
6,44131727826978E-6; 59263/18864
6,35239944676271E-6; 59618/18977
6,26453429433043E-6; 59973/19090
6,17770321825414E-6; 60328/19203
6,09188808229667E-6; 60683/19316
6,00707116015922E-6; 61038/19429
5,92323512134561E-6; 61393/19542
5,84036305943381E-6; 61748/19655
5,75843844966859E-6; 62103/19768
5,67744513482567E-6; 62458/19881
5,59736731107594E-6; 62813/19994
5,51818954212124E-6; 63168/20107
5,43989675919436E-6; 63523/20220
5,36247419038006E-6; 63878/20333
5,28590741715819E-6; 64233/20446
5,21018231786058E-6; 64588/20559
5,13528511007836E-6; 64943/20672
5,0612022658472E-6; 65298/20785
4,98792058232629E-6; 65653/20898
4,91542713939092E-6; 66008/21011
4,8437092854967E-6; 66363/21124
4,77275463767957E-6; 66718/21237
4,70255108155574E-6; 67073/21350
4,63308674305014E-6; 67428/21463
4,56435003080379E-6; 67783/21576
4,49632955135901E-6; 68138/21689
4,4290141657026E-6; 68493/21802
4,36239297513005E-6; 68848/21915
4,29645530710975E-6; 69203/22028
4,23119067287555E-6; 69558/22141
4,16658883810578E-6; 69913/22254
4,10263975224427E-6; 70268/22367
4,03933357677188E-6; 70623/22480
3,976660656935E-6; 70978/22593
3,91461153588123E-6; 71333/22706
3,85317695465947E-6; 71688/22819
3,79234782394828E-6; 72043/22932
3,73211523819166E-6; 72398/23045
3,67247046146331E-6; 72753/23158
3,61340492746656E-6; 73108/23271
3,55491026780599E-6; 73463/23384
3,49697819890105E-6; 73818/23497
3,43960069161564E-6; 74173/23610
3,38276978749271E-6; 74528/23723
3,32647772597646E-6; 74883/23836
3,27071687373333E-6; 75238/23949
3,2154797529236E-6; 75593/24062
3,16075901292983E-6; 75948/24175
3,10654744449258E-6; 76303/24288
3,05283799384627E-6; 76658/24401
2,99962369204018E-6; 77013/24514
2,94689773975319E-6; 77368/24627
2,89465342247904E-6; 77723/24740
2,84288420947691E-6; 78078/24853
2,79158361241342E-6; 78433/24966
2,74074532672059E-6; 78788/25079
2,69036310437372E-6; 79143/25192
2,64043085284191E-6; 79498/25305
2,59094256440911E-6; 79853/25418
2,54189234444568E-6; 80208/25531
2,49327439727263E-6; 80563/25644
2,44508305443319E-6; 80918/25757
2,39731270401382E-6; 81273/25870
2,34995786132321E-6; 81628/25983
2,30301311234906E-6; 81983/26096
2,25647318443711E-6; 82338/26209
2,21033284734052E-6; 82693/26322
2,16458696976308E-6; 83048/26435
2,1192305193592E-6; 83403/26548
2,0742585485981E-6; 83758/26661
2,02966619476384E-6; 84113/26774
1,9854486516837E-6; 84468/26887
1,94160124040716E-6; 84823/27000
1,89811931025535E-6; 85178/27113
1,85499832363578E-6; 85533/27226
1,81223378536343E-6; 85888/27339
1,76982132747545E-6; 86243/27452
1,72775658200904E-6; 86598/27565
1,6860353223594E-6; 86953/27678
1,64465335019335E-6; 87308/27791
1,60360652372093E-6; 87663/27904
1,5628908142386E-6; 88018/28017
1,52250222131442E-6; 88373/28130
1,48243680105968E-6; 88728/28243
1,44269072267208E-6; 89083/28356
1,40326015534932E-6; 89438/28469
1,36414138137554E-6; 89793/28582
1,32533069717068E-6; 90148/28695
1,28682448396948E-6; 90503/28808
1,24861917954991E-6; 90858/28921
1,21071124996156E-6; 91213/29034
1,1730972602046E-6; 91568/29147
1,13577380355084E-6; 91923/29260
1,09873750154369E-6; 92278/29373
1,06198508881297E-6; 92633/29486
1,02551328585272E-6; 92988/29599
9,89318897971778E-7; 93343/29712
9,53398772886396E-7; 93698/29825
9,17749814856038E-7; 94053/29938
8,82368942275979E-7; 94408/30051
8,47253172492096E-7; 94763/30164
8,12399508714484E-7; 95118/30277
7,77805053103839E-7; 95473/30390
7,4346690782087E-7; 95828/30503
7,09382231569494E-7; 96183/30616
6,75548239596832E-7; 96538/30729
6,4196216128582E-7; 96893/30842
6,08621310834192E-7; 97248/30955
5,75522988303898E-7; 97603/31068
5,42664550300092E-7; 97958/31181
5,10043424106933E-7; 98313/31294
4,7765702287279E-7; 98668/31407
4,45502844560836E-7; 99023/31520
4,13578387134253E-7; 99378/31633
3,81881205099427E-7; 99733/31746
3,50408867098552E-7; 100088/31859
3,19158998317026E-7; 100443/31972
2,88129238076054E-7; 100798/32085
2,57317296375846E-7; 101153/32198
2,26720854945019E-7; 101508/32311
1,96337680326993E-7; 101863/32424
1,66165553200993E-7; 102218/32537
1,36202268382054E-7; 102573/32650
1,06445663092611E-7; 102928/32763
7,68936310983031E-8; 103283/32876
4,75440378931792E-8; 103638/32989
1,83948337860874E-8; 103993/33102
1,05560450499157E-8; 104348/33215
3,89472739745897E-9; 208341/66317
9,27657882316268E-10%; 312689/99532
2,77418946985962E-10%; 833719/265381
5,12666416965132E-11%; 1146408/364913

3,6375309526024E-11%; 3126535/995207
…

[@sim31r]

Ссылка не открылась, в Википедии есть краткое описание метода Архимеда.

[@softi]

Еще одно доказательство, что Вики — полная ерунда.
Ведь даже школьнику бросится в глаза, что эту дробь еще можно (и нужно!) сократить: 339/108 =113/36.

[@DmitrySpb79]

Я не читал Веды в оригинале при подготовке этой статьи, sorry :)

[@winnipeg]

Стало интересно, можно ли вычислить Пи на iPhone

Вот действительно! Тривиальный вопрос, вопрос возникающий сам собой!:)
Если серьезно, у меня возникает вопрос: зачем? Так, просто провести время?)

[@DmitrySpb79]

Раздел «Зачем это надо?» написан прямо в конце статьи :)

[@Scratch]

Есть же вроде алгоритмы, которым пофиг на память, они лупят себе цифры и лупят, не оглядываясь назад
https://en.wikipedia.org/wiki/Pi#Spigot_algorithms

Хоть квинтиллион знаков на своём айфоне считайте

[@DmitrySpb79]

Да, есть алгоритм позволяющий получить любой знак числа Пи без вычисления предыдущих, но в 16-ричной системе счисления. Все равно в десятичную переводить пришлось бы.

[@mad_god]

вычислил, перевёл, записал в файл, перешёл к следующему знаку?

[@DmitrySpb79]

Пи в 16-ричной системе счисления — это фактически и есть формула Плаффа, приведенная в статье.


Но мне что-то не приходит в голову, как перевести новый 16-ричный знак в десятичный, не пересчитывая в десятичном виде все число.

Код формулы Плаффа тоже есть в скрипте на питоне под спойлером в статье, кто хочет может поэкспериментировать.

[@Labunsky]

А зачем вообще переводить? Как будто вы потом будете смотреть на этот миллион знаков :)

[@Zibx]

Можно вычислить 5 шестнадцатеричных знаков и перевести в 8 десятичных.

[@nolane]

Нет. 5 шестнадцатиричных разрядов кодируют 16^5 различных значений, а 8 десятичных — 10^8, то есть так просто не получится.

[@claygod]

Для имплементации алгоритма Бэйли—Боруэйна—Плаффа лучше использовать модифицированную версию (её вывел автор в своей работе The BBP Algorithm for Pi):

[@avost]

Вас, вероятно, не затруднит ознакомить нас с алгоритмом познакового переведения дробных шестнадцатиричных чисел в десятичные? ;)

[@mr_tron]

https://gist.github.com/getify/fadc109f487067660c38 например таким?

[@DmitrySpb79]

Какой же там стрим? В коде видно:

    dec = dec + overflow; 
    var whole = Math.floor(dec);

И обычная глобальная переменная. Т.е. от необходимости хранить результат в памяти (и делить/умножать) мы не избавляемся.

[@mr_tron]

Там вообще два разных кода от двух разных авторов. Причем первый жалуется что у него глючит и не работает. А вот вторый пишет решение.

[@Parcelapp]

По поводу iOS и как работают программы в фоновом режиме. Когда программа перестает быть активной, её выполнение приостанавливается. Это можно предотвратить, если в этот момент создать UIBackgroundTask и зарегистрировать его в системе. Но этого хватит всего на несколько минут, так как подразумевается завершение какой-то определенной задачи.

Не совсем понял, почему для этого теста нельзя было оставить программу активной на всё время.

[@DmitrySpb79]

Да, я так и делал, конечно. Просто расчет был на то, что если программа будет работать долго, имеет смысл оставить ее в фоне.