8

Я всюду искал этот ответ или хотя бы вопрос, подобный этому (даже у оборудования Тома не было ничего «явно» связанного с этим).

Мой вопрос прост:

Есть ли или какие-либо альтернативы текущему способу обработки данных (с использованием 0 и 1) в компьютерной архитектуре?

Я натолкнулся на этот вопрос, когда искал новый ПК для покупки, и узнал, как Intel и другие процессоры тратят миллиарды, затрачивая больше транзисторов на чипы и т.д. (Но это только отчасти связано с моим вопросом).

Некоторые люди могут сказать, что «0 и 1 - это самая низкая форма представления данных», что было верно еще тогда, когда такие компьютеры начали использовать такую систему. Это все еще так сегодня? Неужели мы не вернулись прямо к чертежной доске, чтобы посмотреть на альтернативы для обработки, которые могут уменьшить потребности в обработке, с которыми мы сталкиваемся в настоящее время?

Я знаю, что для некоторых из вас этот вопрос может иметь простой ответ, который, по вашему мнению, является правильным, но если просто подумать об этом и вернуться к нулям и 1 и даже к самому транзистору, то возникает вопрос о том, есть ли альтернативы каждому из них? существует метод или шаг архитектуры (не только представление 0 и 1).

Мое личное мнение не связано с вопросом: «Я считаю, что из-за сложной природы современных ПК способность выполнять что-то более сложное, чем обработка 0 | 1 на самом низком уровне, сегодня может быть возможной просто потому, что этот тип Похоже, обработка противоречит цели комплексного решения, для которого был разработан ПК "

|источник

2 ответа2

12

Структура 0/1 действительно является самым простым способом представления и хранения данных. Но помните, что до появления цифровой технологии (для хранения) устройства использовали аналоговые решения для хранения данных. Также помните, что квантовые вычисления в настоящее время исследуются и реализуются (но на очень ранней стадии), и это другой вид представления и обработки данных.

Обращаясь к повседневным вычислениям в настоящем, обратите внимание, что архитектура 0/1 (или истина / ложь, вкл / выкл и т.д.) Является обязательной, поскольку текущая технология использует цифровые потоки (с двумя состояниями). Если вы попытаетесь сделать вещи более сложными на самом базовом уровне, это в конечном итоге сделает систему труднее поддерживать и понять, как она работает. Я не говорю, что это невозможно - как я сказал, "следующая большая вещь" по этому вопросу приближается к нам, но это должно быть сделано очень осторожно, чтобы не испортить это. Попытка сделать вещи более сложными без причины не является хорошей идеей. Но мой предыдущий пример, квантовые вычисления, является исключением, потому что это новая область науки, которую нужно исследовать, а главное - более эффективная по сравнению с цифровыми технологиями.

Кроме того, была предложена идея троичного компьютера (технология с 3 состояниями вместо технологии с 2 состояниями), но она не получила широкого применения по нескольким причинам:

Гораздо сложнее создавать компоненты, которые используют более двух состояний / уровней / чего угодно. Например, транзисторы, используемые в логике, либо закрыты и не работают вообще, либо широко открыты. Полуоткрытое открытие потребовало бы гораздо большей точности и использования дополнительной мощности. Тем не менее, иногда больше состояний используется для упаковки большего количества данных, но редко (например, современная флэш-память NAND, модуляция в модемах).

Если вы используете более двух состояний, вам нужно быть совместимым с бинарным, потому что остальной мир использует его. Три вышли, потому что преобразование в двоичный код потребовало бы дорогого умножения или деления с остатком. Вместо этого вы идете непосредственно к четырем или более высокой степени двух.

Это практические причины, почему это не сделано, но математически вполне возможно построить компьютер на троичной логике.

Ссылки / Дальнейшее чтение:

Википедия

Природа

Другой

|источник
3

Дизайнер знает, что достиг совершенства не тогда, когда нечего добавить, а когда нечего убрать. - Антуан де Сент-Экзюпери

0 и 1 - это простейший способ выражения чисел, и все компьютеры, о которых мы знаем, - это числа. Любое число, которое может быть записано с использованием цифр 0-9, имеет свой эквивалент в 0 и 1 (см. Двоичное число в Википедии). Поскольку вы используете компьютер для расчетов (и это то, что мы делаем сейчас), вам не нужно больше двух цифр. На самом деле, введение следующих цифр сделает вычисления более сложными, поскольку вам потребуется еще один уровень абстракции над физической архитектурой 0-1.

Вы также должны знать, что 0 и 1 являются логическими состояниями: ложь и истина. Другая цифра не будет очень полезна, пока мы придерживаемся логики (хотя некоторые люди утверждают, что нам нужно третье состояние, файл не найден ;)) Компьютеры, подобные тем, которые мы используем сейчас, не нужны более 0/1.

Но. Когда вы перестаете мыслить категориями логики, это совсем другая история. Квантовые компьютеры исследуются. В квантовой механике есть только вероятность того, что что-то истинно или ложно, реальное состояние находится где-то посередине. В мире очень мало людей, которые могли бы сказать, что у них есть хоть какое-то общее представление о том, как работают квантовые компьютеры, и наука, стоящая за ними, еще не до конца понятна. Но есть несколько квантовых компьютерных идей, которые уже были реализованы, как эта.

|источник

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками .