Sisu
- Alguses oli ENIAC
- Pole vigu ega stressi - teie samm-sammuline juhend elumuutva tarkvara loomiseks ilma oma elu hävitamata
- Kvantarvuti: suur paus
- Suurte andmete mõistmine
Allikas: Krishnacreations / Dreamstime.com
Ära võtma:
Arvutitehnoloogia on aastakümneid edasi liikunud sama rada pidi, kuid kvantarvutamine on tohutu kõrvalekalle sellest, mis sellele eelnes.
28. septembril 2012 avaldas New York Times loo "Austraalia populaarsuse tõus arvutiklassi otsimisel", mis käsitleb läbimurret töötava kvantarvuti ehitamise võidujooksus.
Ehkki kvantarvuti määratlus viitab paljudele lugejatele, piisab, kui öelda, et töötav kvantarvuti on tehnoloogiamaailmas revolutsiooniline.
Arvutitehnoloogia on aluseks muutustele maailmas, mida oleme viimase 50 aasta jooksul kogenud - globaalne majandus, Internet, digitaalfotograafia, robootika, nutitelefonid ja e-kaubandus toetuvad kõik arvutitele. Usun, et siis on oluline, et meil oleks põhiteadmised tehnoloogiast, et mõista, kuhu kvantarvutused meid viivad.
Alguses oli ENIAC
Alustame siis alguses. Esimene töötav elektrooniline arvuti oli elektrooniline numbriline integraator ja arvuti, rohkem tuntud kui ENIAC. See töötati välja Pennsylvania ülikooli Moore'i tehnikakoolis USA armee rahastamisel, et arvutada II maailmasõjas püstolite trajektoore. (Lisaks sellele, et ENIAC oli insenerimõte, lõi ta jälje paljude aastate jooksul toimunud suuremate IT-projektide jaoks, kuid Teise maailmasõja jaoks, mis lõppes enne arvuti valmimist, oli liiga hilja.)
ENIACi töötlemisvõime keskmes olid vaakumtorud - neist 17 468. Kuna vaakumtorul on ainult kaks olekut - välja lülitatud ja sisse lülitatud (viidatud ka kui 0/1), võtsid arvutid kasutusele binaarse aritmeetilise, mitte kümnendaritmeetika, kus väärtused lähevad vahemikku 0 kuni 9. Kõiki neid üksikuid esitusi nimetatakse natuke, Lühend "binaarne number". (ENIAC ajaloo kohta lisateabe saamiseks vaadake ENIAC naised: Pioneeride programmeerimine.)
Ilmselt oli vaja, et oleks olemas mingisugune moodus meile tuttavate numbrite, tähtede ja sümbolite tähistamiseks, nii et Ameerika Riikliku Standardiinstituudi (ANSI) pakutud kodeerimisskeem, mida tuntakse kui Ameerika standardmärkide teabe vahetust (ASCII), sai lõpuks standardiks. ASCII all ühendame 8 bitti, et moodustada üks märk või bait etteantud skeemi alusel. Seal on 256 kombinatsiooni, mis tähistavad numbreid, suurtähti, väiketähti ja erimärke.
Segaduses? Ärge muretsege selle pärast - tavalisel arvutikasutajal pole vaja üksikasju teada. Siin on seda esitatud ainult ehitusplokkina.
Järgmisena arenesid arvutid üsna kiiresti vaakumtorudest transistorideni (William Shockley ja tema Bell Labsi meeskond võitsid Nobeli preemia transistoride arendamise eest) ja seejärel võimaluse panna mitu transistorit ühele kiibile integreeritud vooluahelate loomiseks. See ei läinud kaua aega enne seda, kui need ahelad hõlmasid ühes kiibis tuhandeid või isegi miljoneid transistore, mida nimetati väga laiaulatuslikuks integratsiooniks. Need kategooriad: 1) vaakumtorud, 2) transistorid, 3) integraallülitused ja 4) VLSI peetakse riistvaraarenduse neljaks põlvkonnaks, hoolimata sellest, kui palju transistreid saab kiibile kinni panna.
Pole vigu ega stressi - teie samm-sammuline juhend elumuutva tarkvara loomiseks ilma oma elu hävitamata
Te ei saa oma programmeerimisoskusi parandada, kui keegi tarkvara kvaliteedist ei hooli.
Pärast seda, kui ENIAC 1946. aastal "käima lükati" ja kõigi nende põlvkondade vältel, on vaakumtorul põhineva binaarse aritmeetika põhikasutus endiselt paigas. Kvantarvutamine tähistab sellest metoodikast radikaalset lahku minekut.
Kvantarvuti: suur paus
Kvantarvutid rakendavad aatomite ja molekulide jõudu mälu ülesannete töötlemiseks ja täitmiseks palju kiiremini kui ränipõhine arvuti ... vähemalt teoreetiliselt. Ehkki on olemas mõned põhilised kvantarvutid, mis on võimelised konkreetseid arvutusi tegema, on praktiline mudel tõenäoliselt alles mitme aasta pärast. Kuid kui need ilmnevad, võivad nad arvutite töötlemisvõimsust drastiliselt muuta.
Selle võimsuse tulemusel on kvantarvutitel võimsus suuresti parandada andmetöötlust, sest vähemalt teoreetiliselt peaks see silma paistma struktureerimata andmete massiliselt paralleelsel töötlemisel.
Arvutid on binaarset töötlemist jätkanud ühel põhjusel: tegelikult ei olnud põhjust vaevata midagi toimivat. Lõppude lõpuks on arvutitöötluse kiirus kahekordistunud iga 18 kuu kuni kahe aasta järel. 1965. aastal kirjutas Inteli asepresident Gordon Moore paberi, milles kirjeldati üksikasjalikumalt Moore'i seaduseks nimetatut, milles ta väitis, et protsessorite tihedus kahekordistub iga kahe aasta tagant, põhjustades töötlemiskiiruse kahekordistumise. Ehkki ta oli kirjutanud, et ennustas selle suundumuse püsimist kümme aastat, on see - märkimisväärselt - jätkunud tänapäevani. (Mõni arvutirajamise teerajaja on murdnud kahekomponendilise vormi. Lisateave jaotises Miks mitte ternaarkompuutrid?)
Kuid töötlemiskiiruse kasv pole kaugeltki ainus arvuti parema jõudluse tegur. Ladustamistehnoloogia täiustused ja telekommunikatsiooni tulek on olnud peaaegu sama olulised. Personaalarvutite algusaegadel oli diskettidel 140 000 tähemärki ja esimesel kõvakettal, mille ma ostsin, oli 10 miljonit tähemärki. (See maksis mulle ka 5500 dollarit ja oli sama suur kui lauaarvuti). Õnneks on salvestusruum muutunud palju suurema mahutavusega, väiksemaks, kiiremaks edastuskiiruseks ja palju-palju odavamaks.
Suure võimsuse kasv võimaldab meil koguda teavet piirkondadest, millele me varem võisime ainult pinna kriimustada või isegi mitte süveneda. See hõlmab paljude muude andmetega teemasid, nagu ilm, geneetika, lingvistika, teaduslik simulatsioon ja terviseuuringud.
Suurte andmete mõistmine
Järjest enam leiavad suurandmete ärakasutamine, et hoolimata töötlemisvõimsuse suurendamisest, mida me oleme teinud, pole seda piisavalt. Kui me suudame sellest tohutust kogutavast andmestikust aru saada, vajame me uusi võimalusi selle analüüsimiseks ja esitamiseks ning kiiremaid arvuteid selle töötlemiseks. Kvantarvutid ei pruugi olla tegevuseks valmis, kuid eksperdid on jälginud nende iga edasiliikumist arvutitöötluse järgmise võimsusastmena. Me ei saa kindlalt öelda, kuid järgmine suur muutus arvutitehnoloogias võib olla tõeline kõrvalekaldumine räni kiipidest, mis on meid siiani kaasas kandnud.