Saturs
- Sākumā bija ENIAC
- Bez kļūdām, bez stresa - jūsu soli pa solim, kā izveidot programmatūru, kas maina dzīvi, neiznīcinot savu dzīvi
- Kvantu skaitļošana: Lielais pārtraukums
- Lielo datu uztveršana
Avots: Krishnacreations / Dreamstime.com
Izņemšana:
Datortehnoloģija gadu desmitiem ir progresējusi pa to pašu ceļu, bet kvantu skaitļošana ir milzīga atkāpe no tā, kas bija pirms tās.
The New York Times 2012. gada 28. septembrī laidis klajā stāstu “Austrālijas uzlāde jaunas klases datora meklējumos” par to, kas, šķiet, ir sasniegums sacensībā par strādājoša kvantu datora izveidi.
Kaut arī kvantu datora definīcija atsauksies daudzus lasītājus, pietiek ar to, ka sakām, ka strādājošs kvantu dators būs revolucionārs tehnoloģiju pasaulē.
Datortehnoloģijas ir pamatā pārmaiņām pasaulē, kuras esam piedzīvojuši pēdējos 50 gados - globālā ekonomika, internets, digitālā fotogrāfija, robotika, viedtālruņi un e-komercija ir atkarīgi no datoriem. Tad, manuprāt, ir svarīgi, lai mums būtu pamatzināšanas par tehnoloģiju, lai saprastu, kur mūs ved kvantu skaitļošana.
Sākumā bija ENIAC
Tātad ļauj sākt sākumā. Pirmais strādājošais elektroniskais dators bija elektroniskais ciparu integrators un dators, plašāk pazīstams kā ENIAC. Tā tika izstrādāta Pensilvānijas Universitātes Mūra inženierzinātņu skolā, ko finansēja ASV armija, lai aprēķinātu ložmetēju trajektorijas Otrajā pasaules karā. (Papildus tam, ka ENIAC bija inženierijas brīnums, tas daudzos IT projektos iezīmēja gadu gaitā, bet bija par vēlu Otrajam pasaules karam, kurš beidzās pirms datora pabeigšanas.)
ENIAC apstrādes spēju pamatā bija vakuuma caurules - 17 468 no tām. Tā kā vakuuma caurulei ir tikai divi stāvokļi - izslēgti un ieslēgti (saukti arī par 0/1), datori pieņēma bināru aritmētiku, nevis decimālo aritmētiku, kur vērtības svārstās no 0 līdz 9. Katru no šiem atsevišķajiem attēlojumiem sauc par mazliet, saīsinājums no “binārā cipara”. (Lai uzzinātu vairāk par ENIAC vēsturi, skat. ENIAC sievietes: Pionieru programmēšana.)
Acīmredzami bija nepieciešams kaut kāds veids, kā attēlot mums pazīstamos ciparus, burtus un simbolus, tāpēc Amerikas Nacionālā standartu institūta (ANSI) ierosinātā kodēšanas shēma, kas pazīstama kā Amerikas standarta rakstzīmju informācijas apmaiņa (ASCII), galu galā kļuva par standartu. Zem ASCII mēs apvienojam 8 bitus, lai izveidotu vienu rakstzīmi vai baitu saskaņā ar iepriekš noteiktu shēmu. Ir 256 kombinācijas, kas apzīmē ciparus, lielos burtus, mazos burtus un speciālās rakstzīmes.
Apjucis? Neuztraucieties par to - vidusmēra datora lietotājam nav jāzina sīkāka informācija. Šeit tas tiek parādīts tikai kā celtniecības bloks.
Tālāk datori diezgan ātri progresēja no vakuuma caurulēm līdz tranzistoriem (Viljams Šoklijs un viņa Bell Labs komanda ieguva Nobela prēmiju par tranzistoru attīstību) un pēc tam spēja salikt vairākus tranzistorus vienā mikroshēmā, lai izveidotu integrētas shēmas. Nebija ilgi pirms šajās shēmās vienā mikroshēmā bija tūkstošiem vai pat miljoniem tranzistoru, ko sauca par ļoti liela mēroga integrāciju. Šīs kategorijas: 1) vakuuma lampas, 2) tranzistori, 3) IC un 4) VLSI tiek uzskatītas par četrām aparatūras attīstības paaudzēm neatkarīgi no tā, cik tranzistorus var iestrēgt mikroshēmā.
Bez kļūdām, bez stresa - jūsu soli pa solim, kā izveidot programmatūru, kas maina dzīvi, neiznīcinot savu dzīvi
Jūs nevarat uzlabot savas programmēšanas prasmes, kad nevienam nerūp programmatūras kvalitāte.
Laikā kopš ENIAC darbības sākšanas 1946. gadā un visu šo paaudžu laikā binārā aritmētika, kas balstīta uz vakuuma caurulēm, joprojām ir palikusi spēkā. Kvantu skaitļošana atspoguļo radikālu atdalīšanos no šīs metodoloģijas.
Kvantu skaitļošana: Lielais pārtraukums
Kvantu datori izmanto atomu un molekulu jaudu, lai apstrādātu un veiktu atmiņas uzdevumus daudz lielākā ātrumā nekā silīcija bāzes dators ... vismaz teorētiski. Lai gan ir daži pamata kvantu datori, kas spēj veikt īpašus aprēķinus, iespējams, ka praktiskais modelis joprojām ir vairākus gadus tālu. Bet, ja tie parādās, viņi varētu krasi mainīt datoru apstrādes jaudu.
Šīs jaudas rezultātā kvantu skaitļošana var ievērojami uzlabot lielo datu apstrādi, jo vismaz teorētiski tai vajadzētu izcelties, masveidā paralēli apstrādājot nestrukturētus datus.
Datori ir turpinājuši bināro apstrādi viena iemesla dēļ: Patiešām nebija iemesla aizrauties ar kaut ko, kas darbojās. Galu galā datoru apstrādes ātrums ir divkāršojies ik pēc 18 mēnešiem līdz diviem gadiem. 1965. gadā Intel viceprezidents Gordons Mūrs uzrakstīja rakstu, kurā sīki aprakstīja to, kas kļuva pazīstams kā Mūra likums, kurā viņš paziņoja, ka pārstrādātāju blīvums divkāršosies ik pēc diviem gadiem, kā rezultātā apstrādes ātrums tiks dubultots. Lai arī viņš bija rakstījis, ka prognozē, ka šī tendence saglabāsies 10 gadus, tā - ievērojams - ir turpinājusies līdz mūsdienām. (Bija daži skaitļošanas tehnikas pionieri, kuri salauza bināro veidni. Uzziniet vairāk sadaļā Kāpēc ne trīskāršie datori?)
Bet apstrādes ātruma pieaugums nav tālu no vienīgā datora veiktspējas uzlabošanās faktora. Gandrīz vienlīdz svarīgi ir uzlabojumi uzglabāšanas tehnoloģijās un telekomunikāciju ienākšana. Personālo datoru pirmajās dienās disketēm bija 140 000 rakstzīmju, un pirmajam cietajam diskam, kuru nopirku, bija 10 miljoni rakstzīmju. (Tas man arī maksāja 5500 USD un bija tikpat liels kā galddators). Par laimi, krātuve ir ieguvusi daudz lielāku ietilpību, mazāku izmēru, ātrāku pārsūtīšanas ātrumu un daudz, daudz lētāku.
Lielais jaudas pieaugums ļauj mums apkopot informāciju apgabalos, kuros mēs vai nu iepriekš varēja tikai saskrāpēt virsmu, vai arī pat nemaz neiedziļināties. Tas ietver tēmas, kurās ir daudz datu, piemēram, laika apstākļi, ģenētika, valodniecība, zinātniskā simulācija un veselības izpēte.
Lielo datu uztveršana
Arvien lielāki datu ieguves avoti atklāj, ka, neraugoties uz visiem ieguvumiem apstrādes jaudā, ko tas ir devis, tas vienkārši nav pietiekami. Ja mēs spēsim izprast šo milzīgo uzkrāto datu daudzumu, mums būs nepieciešami jauni veidi, kā to analizēt un prezentēt, kā arī ātrāki datori, lai to apstrādātu. Iespējams, ka kvantu datori nav gatavi darbībai, taču eksperti katru nākamo progresu ir vērojuši kā nākamo datora apstrādes jaudas līmeni. Mēs noteikti nevaram teikt, bet nākamās lielās izmaiņas datortehnoloģijās varētu būt reāla atkāpšanās no silīcija mikroshēmām, kas mūs līdz šim ir vedušas līdz.