Programming and Data Types

メモリ使用に関する注意

この節は、メモリを保護したり、メモリの使い方を改良する方法を議論します。

• メモリ管理関数
• メモリから関数の削除
• 入れ子になった関数の読み込み
• 変数と目盛り
• PC固有の事柄
• UNIX固有の事柄
• メモリアウトが意味するものは?

メモリ管理関数

MATLABは、メモリの取り扱いを行なう5つの関数を用意しています。

• clearは、メモリから変数を取り除きます。
• packは、存在している変数をディスクにセーブし、これらを一つのまとまったものとして再ロードします。時間を必要とするため、ループや、または、M-ファイル関数の中では、packを使わないでください。
• quitは、MATLABを終了し、すべての割り当てられているメモリをシステムに戻します。
• saveは、選択した変数をディスクにセーブします。
• loadは、saveコマンドを使ってセーブしたデータファイルを再ロードします。

注意    saveとloadは、MATLABの低水準ファイルI/Oルーチンより速く処理します。saveとloadは、速く実行し、メモリの分割を少なくします。

いくつかのシステムにおいて、whosコマンドは、残っているフリーメモリの総量を表示します。しかし、つぎのことは、知っておいてください。

• ワークスペースから変数を削除するなら、whosにより示されるフリーメモリの総量は、削除される変数が最も大きいメモリアドレスを占めていない限り変化しません。実際に、数字は、一塊の使っていないメモリの量を示しています。最も大きい部分を消去することは、フリーメモリを大きくしますが、最も大きい部分を占める部分の周りの変数を消去することは、なにも影響を与えません。このことは、ユーザは、実際にwhosにより示されるものよりも多くのフリーメモリをもっていることを意味しています。
• 仮想メモリをもつコンピュータは、MATLABでも他のハードウェアでも制限を課していないので残りのフリーメモリの量を表示しません。

メモリから関数の削除

MATLABは、起動時に、matlab/toolboxディレクトリの下に位置するすべてのファイルに対するM-ファイルとMEX-ファイルの一覧表を作成します。この表は、メモリにストアされ、関数pathで読み込まれ新しい一覧表が作成されるときのみに書き換えられます。ファンクション M-ファイルコードとMEX-ファイルで再設定されたコードは、対応する関数が読み込まれたとき、メモリにロードされます。M-ファイルコード、または、再割り当てされるコードは、つぎの場合にメモリから削除されます。

• 関数が再度読み込まれるか、または、新しいバージョンが既に存在している。
• 関数が、clearコマンドで完全にクリアされる。
• すべての関数が、clear functionsコマンドを使って削除される。
• MATLABがメモリアウトになる。

入れ子になった関数の読み込み

入れ子になった関数により使われるメモリの総量は、それらを連続的に読み込んで使うメモリの総量と同じです。つぎの二つの例題は、同じメモリを必要としています。

result = function2(function1(input99));
result = function1(input99);
result = function2(result);

変数とメモリ

メモリは、代入式の中の左辺変数がメモリ内に存在しないときは、いつでも変数に対して割り当てられます。ステートメント

x = 10

は、メモリを割り当てますが、ステートメント

x(10) = 1

は、xの10番目の要素が存在するなら、メモリの割り当ては行ないません。

メモリを保護するため、

• 大きなテンポラリ変数を作成することを避けます。そして、必要なくなれば、テンポラリ変数をクリアしてください。
• 固定サイズの配列を利用するときは、拡大する度に配列をリサイズするよりも、前もって割り当てます。
• 変数を空行列に設定してフリーメモリにするか、

clear variable_name

を使って、削除します。

• できるだけ変数を再使用します。

変数とメモリ

メモリは、代入式の中の左辺変数がメモリ内に存在しないときは、いつでも変数に対して割り当てられます。ステートメント

x = 10

は、メモリを割り当てますが、ステートメント

x(10) = 1

は、xの10番目の要素が存在するなら、メモリの割り当ては行ないません。

メモリを保護するため、

• 大きなテンポラリ変数を作成することを避けます。そして、必要なくなれば、テンポラリ変数をクリアしてください。
• 入力と出力と同じ変数を関数に使わないようにします。これらは、リファレンスとして重ね書きされます。例えば、

y = fun(x,y)

は、yが入力と出力であるので、好ましいものではありません。

• 変数を空行列に設定してフリーメモリにするか、

clear variable_name

を使って、削除します。

• できるだけ変数を再使用します。

グローバル変数   変数をglobalとして宣言することは、単にシンボルテーブルの中でフラグが付くだけです。これは、グローバル変数を定義しないものより多くのメモリを使うものではありません。つぎの例題を考えましょう。

global a
a = 5;

さて、MATLABワークスペースの中にaのコピーを一つストアしたものです。つぎのようにタイプインします。

clear a

は、MATLABワークスペースからaを取り除きます。しかし、global ワークスペースの中には、まだ存在しています。

clear global a

により、グローバルワークスペースより削除されます。

PC固有の事柄

• MATLABを使って、Microsoft Windowsシステムを操作する関数はありません。Windowsはフォント、ウインドウ、スクリーンオブジェクトを追跡するためにシステムリソースを使います。リソースは、マルチフィギュアウインド、マルチフォント、またはいくつかのUicontrolを使います。システムリソースをフリーアップする最も良い方法は、すべての使っていないウインドウを閉じることです。アイコン化されたウインドウは、まだリソースとして使用しています。
• パーマネントスワップファイルの性能は、テンポラリスワップファイルよりも良いものです。
• スワップファイルは、インストールされているRAMのサイズの2倍で十分です。

UNIX固有の事柄

• オペレーテングシステムから必要とされるMATLABのメモリは、MATLABのプロセスが終了するまでオペレーテングシステムには戻りません。
• MATLABは、カレントの変数をストアするために十分なメモリ使用ができない場合、オペレーテングシステムからメモリを必要とします。必要とされるメモリセグメントのサイズがMATLABヒープの中で利用可能な限り、ヒープの中のメモリを再利用します。

たとえば、あるマシン上で、つぎのステートメントは、約15.4MBのRAMを使います。

  a = rand(1e6,1);
  b = rand(1e6,1);

つぎのものは、約16.4MBのRAMを必要とします。

  c = rand(2.1e6,1);

そして、つぎのステートメントは、約32.4MBのRAMを必要とします。

  a = rand(1e6,1);
  b = rand(1e6,1);
  clear
  c = rand(2.1e6,1);

これは、MATLABが2つの1MBの配列により前もって占められるスペースに2.1MBの配列をフィットすることができないためです。メモリのオーバアロケーションを妨げる最も簡単な方法は、最大ベクトルを前もって割り当てることです。つぎの一連のステートメントは、約32.4MBのRAMを使います。

  a = rand(1e6,1);
  b = rand(1e6,1);
  clear
  c = rand(2.1e6,1);

一方、つぎのステートメントは、約16.4MBのRAMを使います。

  c = rand(2.1e6,1);
  clear
  a = rand(1e6,1);
  b = rand(1e6,1);

まず、最長ベクトルを割り当てることは、利用可能なメモリの最適な使用を行なうことになります。

メモリアウトが意味するものは?

Out of Memoryメッセージは、MATLABがカレントで利用可能なものよりも多くのメモリをオペレーテングシステムに要求したために生じるものです。この節で議論されているいくつかの手法を使って、利用可能なメモリを最適化するようにしてください。Out of Memoryメッセージが表示されたなら、

• スワップファイルのサイズを増やす
• MATLABにアクセスできるメモリ上の外部からの制約がないことを確認します(UNIXシステムでは、チェックのためにlimitコマンドを使います)。
• システムにより多くのメモリを付加します。
• ユーザが使っているデータのサイズを小さくします

のいずれかを行なってください。

配列を前もって割り当てる

キャラクタ配列(文字列)