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第103章 简单的牛顿迭代法

“果然心急还是吃不了热豆腐啊。”

程远叹息着放下了手中的石墨笔。

“大哥哥恢复得怎么样啦?”一旁的伊伊合上了面前的笔记本,一蹦一跳地跑了过来。

“还差得远着呢。”程远苦笑着摇了摇头。

虽说由于大青的到来,今天的“天气”非常不错,让他收集信息点的效率提升了一倍有余,然而大半的信息点还是被他脑海中的大黑手指迤迤然地抢走了。因此他决定,以后还是等另一个自己傍晚回到家中摆好了“法拉第笼”或者说“聚灵阵”以后,再正式开始他的修仙之旅好了。

嗯,无论从修炼还是熬夜意义上讲都是修仙,没毛病。

伊伊不明所以地眨了眨眼,她对程远穿越者的身份还并不知情。在伊伊看来,程远收集信息光点的速度还是蛮快的呢。

“伊伊你现在在忙着做什么呀?”程远将女孩的注意力转移了开来。

“嗯……人家现在在积攒信息点,准备构造P3阶的核芯!”伊伊有些苦恼地答道。

虽然伊伊自认为和两位姐姐大人比起来,她的水平还差得很远,但是实际上,在她这个年龄段就拥有P2顶阶的实力,已经是相当了不起的成绩了……要知道,大部分成年镇民们也就只有P3阶的实力而已,不过伊伊可不会这样想。

“人家小恒马上就要晋级P3啦。”伊伊鼓着嘴巴,有些不服气地说道:“他已经将晋级时需要的信息点都积攒好了!人家也要赶快趁着大青经过的这两天,多刷几套卷子攒一些信息点才行。”

“你们平时都做哪些题目啊?”程远有些好奇地问道。

他知道,这个位面的幼儿园大班的孩子们是可以借助算路瞬间计算十几位数的加减法的。这样来算的话,这里的小学生平时会做什么样的题目呢?

伊伊吐了吐舌头,并有些不好意思地打开了自己的作业本。随后,程远被那一长串的数字闪花了眼。

“11.70469991……这个数字是做什么用的啊?下一个是11.7473401……”

程远疑惑地看了下去,然后在五六个数字之后,他终于看到了一个熟悉的整数“12”。

青年猛地一拍脑袋:“伊伊,你这是在计算……数字的平方根么?”

伊伊用力地点了点头,并向程远解释了她计算这些数学题的原因。

虽然加减法算起来很容易,但是算得多了,获取信息光点的效率就下降了,人们从加减法运算中获取的信息光点数量是很有限的,更别说小镇中还有着‘配额’的限制了。

因此,当人们晋级P2阶之后,获取信息点的主要手段就从“加减运算”改为了“乘除运算”。

虽然执行乘除运算时需要的计算量更大,但是在拥有强大算力的“核芯”面前,即使是几千万乘以几亿的运算,也能在一眨眼的时间内得到结果。而当人们将这一结果写下的时候,游离于环境中的一部分信息光点便会归由这名计算者所有了,运算结果的数值越大,人们完成计算后能够从环境中获得的信息光点就越多。

不过,当人们的实力变得更加强大以后,普通的乘除法运算也不足以满足人们获取信息点的需要了。于是,人们便将目光投向了更为复杂的乘幂运算、对数运算、以及三角函数运算等。

“老师说,有些被开了平方的数字是‘无理数’,它们好像包含无穷多位不重复的小数呢!”伊伊像个小大人一样向程远介绍道:“我们没办法完全精确地计算一个无理数,不过不要紧,只要我们能够近似地算出一个无理数的数值,我们也可以获取到很多的信息光点。我们的计算越精确,获取到的信息光点就越多!”

“那如果一个人一直计算一个无理数的小数部分数值的话,他能够从中无限地获得信息点么?”程远连忙问道。他隐隐觉得,自己似乎抓住了什么关键的东西,但是一时间又没有想明白。

“不知道呀。”伊伊歪了歪头:“校长王爷爷似乎曾经试过这种方法,但是随着位数的增加,计算的代价逐渐就变得越来越大了。到了后来,计算时消耗的信息点比获得的信息点还多,再继续下去就不划算啦!”

好吧,看来这个方式行不通。程远无奈地耸了耸肩。

“所以人家平时计算的时候,只算小数点后面十几位的内容就够了。”伊伊又接着说道:“后面的那些更精确的数值就交给姐姐大人她们进行计算啦。”

“那伊伊你平时计算这样一个数字要用多长时间呀?”程远随口问道。

“大概一两秒钟吧!”伊伊答道:“如果过上几天,人家改用了大哥哥和姐姐前两天发明的新算路的话,可能半秒钟就能得到结果了!”

“原来如此……哎?”程远下意识地回复道。然而他很快便意识到了,有什么地方不对劲。

使用一秒钟的时间,得到一个数字精确到小数点后十几位的开平方结果?这个心算成绩如果放到地球位面上的话,绝对会被惊为天人,各种最强大脑,最强小脑,最强下丘脑之类的栏目组估计都会对这个人发出邀请。

然而在这个位面的话……这个速度似乎反而有些慢了!

程远知道,在这个位面中,一名P3的核芯算力可以达到每秒百万次整型运算,而如果是受伤前拥有P4阶实力的依灵的话,每秒完成上亿次运算都不是什么难事。而对于拥有着P2顶阶实力的伊伊来说,每秒钟进行十几万次运算什么的应该也再容易不过了。然而这样强的算力……却只够计算一个小数字的平方根?

是这个位面的“核芯”结构上存在什么限制么?程远有些疑惑。于是他向伊伊询问道:“可以大概介绍一下你们计算时使用的方法么?”

“好呀。”伊伊虽然疑惑,但她还是听话地将笔记本翻到了另外的一页,并递给了程远:“这个是人家计算时使用的核芯指令列表。”

核芯指令?是“程式”中的一种么?

程远一边想着一边接过了笔记本,随后他低头看到,笔记本上写着一行行奇奇怪怪的“MUL,JLE”之类的符号,旁边有着工整的笔记:

[……将猜测的数据X放入寄存器B;对A,B执行乘法运算并将结果放入寄存器C;比较C和预期结果D中的数值、当比较结果为‘C不大于D’时跳转到……]

程远:“……”

这东西……是汇编指令吧!

要知道,在地球位面,像伊伊这个年龄的孩子基本上还只会玩电脑游戏呢!就算有些家长会让孩子们提前学一点编程知识,那也只会学Basic,Logo,Python或者Scratch这些方便理解、画图或者写小游戏的这类语言……谁会一上来就让小学生去学汇编啊!

“大哥哥你怎么啦,是不是伊伊的指令写得有问题?”见程远的表情有些呆滞,伊伊有些担忧地问道。

“没……没问题。”程远揉了揉自己僵硬的面庞,并向女孩露出了一个勉强的微笑。

没问题么?问题大了!

程远一边在心底吐槽着这个怎么看都不正常的位面,一边开始细细地阅读起了手中的笔记。虽然他还不熟悉面前的这种被称为“核芯指令”的汇编指令,但是基本的算法思路他还是能看得懂的,而且伊伊在一旁已经写好了详细的说明了。

渐渐地,程远的眉头皱了起来。

“这个计算过程……使用的是二分逼近法?”

这个求根的方法说起来其实很简单。例如,我们猜测,2的平方根大约是1.4,然后计算1.4的平方——发现它不到2;于是我们把数字放大一点再猜测1.5——这次它的平方大于2了。于是下一次,便可以猜测1.4和1.5的中间值,即1.45,将这个逐步逼近的过程循环往复即可。

然而,这个方法需要的计算量相当大,大概要做几轮的乘法和比较运算,才能将结果的精度推进一位。

“学校里的大家都是这样算的。”见程远的眉头逐渐皱起,伊伊紧张地小声解释道。

程远点了点头,并放下了手中的笔记:“这个方法本身倒是没有什么问题,不过应该有更好的方法吧。”

“诶?”伊伊愣了一下:“这个,高年级的课程中似乎还有一个‘因数分解’的方法,比如我们如果知道2的平方根和3的平方根,乘起来的话就可以得到6的平方根了……”

程远摇了摇头,他想问的其实不是这个问题。最终他再三确认后发现,小镇中的众人确实没有找到什么更高效的算法。

“这个方法有点原始呀。”程远腹诽道。

“大哥哥知道什么其它的计算方法吗?”伊伊隐隐地察觉到了什么。

女孩突然来了精神,她在班级中曾经隐隐地听到过一些传闻……这位大哥哥的来历可不一般!他懂的东西可多了!如果能从大哥哥这里偷偷学到一个特别高效的计算方法的话,那她就有可能赶在小恒之前成为P3了!女孩兴奋地想道。

“哦,这样的计算方法,我倒是知道几个。”程远想了想后回答了女孩的问题。

“真的么?”伊伊开心地握了握拳头:“可以教教人家么?人家可以用一盒巧克力糖作为学费!”

伊伊已经想好了,就算付出再大的代价,也要学到大哥哥脑海中那些神奇的知识!

“巧克力糖就不用啦。”程远笑着说道:“借我一支笔就好。”

“啊……好的!”伊伊惊喜万分。那盒巧克力糖是学校比赛的奖品,只要吃上一颗,心情就可以开心一整天。女孩到现在都没舍得吃上几颗呢,如果可以省下来的话就再好不过了。

不过,拿到了笔的程远却迟迟没有动手。

“怎么啦?”伊伊有些担忧地望向程远。

“……额,那个开平方的公式我忘掉了。”程远有些不好意思地挠了挠头。

“啊?怎么会这样!”伊伊闻言急得快哭出来了。

程远见势不对连忙安慰伊伊道:“别……别急!我直接现场算一下就好了!”

虽然公式忘了,不过那个方法的原理他记得还是很清楚的,不就是将“二分逼近法”改为“通过导数求切线斜率取坐标轴交点逼近法”么,简单!

青年在面前的草稿纸上随手划了几下。没过两分钟,一行他曾经熟悉的计算公式便跃然纸上了。

“这样应该就可以啦。”程远将草稿纸推到伊伊面前:“它的原理你现在可能还理解不了,不过没关系,直接照着这个式子计算就可以了。”

这次他谨慎了一些,没有直接给伊伊讲解这个公式的原理,而是直接给出了化简后的公式——否则万一人家孩子不小心又来了次顿悟,然后出事了怎么办?还是慢慢来吧!

他这个想法要是被小镇的其它镇民们知道的话,估计他们连跳楼的心思都有了——大佬您讲吧!我们不怕这个风险!

不过伊伊倒是没有介意这个,她一脸疑惑地打量着那个简短的算式:【x:=(x + v/x)*0.5】。

“这样真的可以么?”伊伊疑惑地问道:“这样的话,每轮运算中间就多了一次除法运算,执行一次除法的用时可以执行好几次乘法呢……它真的能够让计算变得更快么?”

“你试一试就知道了。”程远自信地答道,他的脸上带着一丝神秘的微笑。

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