Мало кто догадывается, что первые вычислительные устройства были придуманы задолго до древнего Египта, еще в каменном веке. Разумеется, они работали не на электричестве и использовали совсем другие принципы работы и типы используемой информации.
Не верите? Тогда прочитайте книгу под названием «Считающие чертежи» и узнаете, что современные инженерные расчеты вполне можно производить с помощью листа бумаги, карандаша, циркуля и линейки без делений. Архимед и Аристотель для этих целей успешно использовали палку и прибрежный песочек. Археолог Н. Злобин предположил и доказал принципиальную возможность подобных построений-расчетов в пределах мегалитических построек, типа Стоунхенджа. Для этого он руководил 20−30 добровольцами с «шаманского места». Внешне это выглядело как танец дикого племени, но в итоге определенный человек занимал определенное место, соответствующее, например, фазе Луны на заранее заданную дату.
Также доказана возможность использования для вычислений специальных каналов с перегородками-шиберами. Первые вычислители времен Паскаля, Ньютона и Лейбница были механическими, а в конце 19 века использовался пар. Современные ученые пытаются использовать пучки света и квантовые состояния элементарных частиц. А есть чудаки, которые доказали принципиальную возможность использования для вычислений игры «Жизнь», моделирующей поведение колонии микроорганизмов.
Как видите, существует множество принципов выполнения расчетов, и современные компьютеры реализуют всего лишь только один из них.
Энергия не существует сама по себе, обязательно должен быть носитель. Будь то папуас в юбке из пальмовых листьев, линия на песке, шестеренка, электрический импульс, фотон в оптоволоконном кабеле, группа колебаний в радиосигнале или микрочастица в квантовом микромире.
Элементарный уровень отвечает за то, что означает тот или иной сигнал, причем система исчисления не всегда ограничивается «0» и «1». Механические арифмометры были десятеричными, а графические коды (линии и дуги на земле или бумаге) вообще трудно отнести к какой-либо системе исчисления.
Минимальная единица информации — это бит. В компьютерах это двоичная система исчисления — «0» и «1». Но в других системах это не так. В привычной десятичной системе — это одна цифра, в устной речи — звук, в письменной — буква, в танцах на Стоунхедже — положение человека на воображаемой линии. Бит — это минимальная неделимая единица информации. Попробуйте написать половину буквы или цифры и ответьте, что это означает?
На битовом уровне компьютер работает с отдельными битами двоичной системы, как самой простой. Вы удивитесь, но все многообразие компьютерных действий состоит из семи однобитных операций: И, ИЛИ, НЕ, ДА (пустая операция), XOR (исключающее ИЛИ, сравнение), 0 (сброс) и 1 (выставление бита). Причем каждая операция выполняется одним элементом из 2−4 транзисторов.
Подобно тому, как числа складываются из цифр, а слова — из букв, биты складываются в байты. IBM-совместимые компьютеры оперируют 8-битными байтами, но это было не всегда так. Например, байты в калькуляторах состоят из 4 бит, а компьютеры начала и середины прошлого века использовали от 6 до 14 бит. Многие сети до сих пор используют пакеты по 7 бит, но большинство — 9 (8 бит информации + 1 бит четности для проверки правильности переданной информации).
Для современных компьютеров 8 бит — это мало. Они оперируют сразу 32 или 64 битами. Фактически это и есть их байт. Но ячейки памяти все равно 8-битные, да и внешние устройства работают с 8-битными байтами. Поэтому размерность байта менять не стали, а для обозначения сборок из нескольких байтов используют термин «компьютерное слово».
Мы рассмотрели логический уровень, который присутствует в компьютере в качестве идеи — объекта метафизического мира. В продолжении мы рассмотрим физическое воплощение компьютера.
Ни слова не поняла)Такое чувство что писали для докторов технических наук
0 Ответить
Статья по мне так бессмысленная. Если хотите понять как работает современный компьютер - читайте Танненбаума например.
Только чтобы что то понять - нужно знать математику (системы исчисления, булева логика) и основы электроники. Чтобы понять их - знать физику. И так далее. В статье ничего вы не раскроете.
И если уж упомянули оптические компы - то у кубитов совсем не 2 состояния. Да и троичные компы вполне можно сделать. И гидравлические.
1 Ответить
Тимур Шакиров, хорошо, что вы это знаете. Но вот много ли людей могут догадаться про троичные компьютеры, про существование аналоговых, гидравлических, оптических?..
0 Ответить
Тимур Шакиров, почему же, так уж бессмысленная? У многих(таких как я) пользователей самое поверхностное представление о "механике" работы компа и автор в меру способностей приоткрывает глаза на эти чудеса реальной фантастики, которой я тихо восторгаюсь и ценю её закопёрщиков и обслугу.
С удивлением узнал то ли из статьи, то ли из комента кого-то, что базой 10-й системы счёта был счёт на пальцАх.
Автор терпеливо объёясняет непонятки и якобы нестыковки в примерах.
0 Ответить
Сергей Дмитриев,
В статье об этом как раз не было....
По настоящему 10-чная система заблистала и покорила мир, после изобретения арабами цифры НОЛЬ! И возможности "СДВИГА регистров" (условно конечно).
У Римлян например такой цифры не было...поэтому перемножение у них было очень трудным делом.
Оценка статьи: 5
0 Ответить
Андрей Владимиров, видите, как интересно узнать о происхождении нуля. Это на уровне изобретения колеса. Но мне симпатит и 6-ричная система, она кажется естественней и наглядно проявлятся в "мире вокруг нас". ...А ещё меня очаровывают числа Фибоначчи, они тоже проступают в природе.
Автор в теме вне сомнений, а остальное - "Не стреляйте в пианиста..,"
0 Ответить
Сергей Дмитриев, в 199х годах (когда операции с плавающей запятой производились отдельным сопроцессором) были попытки использования логарифмов с основанием "золотого сечения" для представления чисел. Это позволило бы сильно упростить операцию умножения. Но попытки не увенчались успехом, т.к. преобразование из систему в систему было более трудоемко чем операция умножения.
0 Ответить
Вадим Поспелов, спасибо, даже я, тарированный лох, немножко понЯл. Я помню сельскую шуточку школьников, узнавших о логарифмах. "У вас есть сушёные логарифмы" - спрашивали они продавщицу.
Логарифмическая линейка долго стояла на вооружении расчётчиков и студентов. Я помню, как один однокашник в магазине лихо посчитал на линейке и уличил продавщицу в неточности сдачи.
0 Ответить
Сергей Дмитриев, У одного из преподов у нас в институте были часы с логарифмическими кольцами по ободку. Крутая весЧь! Ох как он лихо на них считал, быстрее, чем некотоорые студенты на калькуляторах.
0 Ответить
Вадим Поспелов, спасибо, о таких часах не слышал. Редко кому нравится сам процесс подсчёта чего-либо, иногда даже денег.Я из таких.
0 Ответить
Я тоже считаю что статья или не о чем или в ней очень глубокий смысл, понятен только автору...
1 Ответить
" Причем каждая операция выполняется одним элементом из 2-4 транзисторов."
1 транзистор - это и есть элемент. Несколько транзисторов образуют - Схему. Либо блок. ( а раньше были лампы или реле)
читать дальше →
Оценка статьи: 5
0 Ответить
Андрей Владимиров, элемент (по Ожегову) -
1. Составная часть чего-н., компонент.
2. Доля, часть в составе чего-нибудь...
Таким образом транзисторная сборка = 1 ЛОГИЧЕСКИЙ элемент, как элементарная часть в логической системе компьютера. А транзистор 1 элемент электронной схемы. Давайте на будем путать что где.
Владимир Морозов хочет статью по понятней, а Вы требуете углубленного разбора понятийного аппарата. Ребята, давайте комментарии по сути, а не занимайтесь буквоедством. Я и так сократил статью с первоначальных 12700 знаков до 3000.
0 Ответить
Вадим Поспелов,
Ну я "Полупроводниковую схемотехнику" в МЭИ не по Ожегову изучал, а по . У. Титце и К. Шенк ..... так что извиняйте.
Ещё застал программирование в машинных кодах. Ну не поняли что я Вам по дружески сказал, обиды устроили....
Перечитайте "Путешествия Гулливера" про учёных Летающего острова Лапуту.... На досуге конечно... после изучения работы процессора...
Если вы привязываетесь к энергии, т.е. к материальному техническому носителю информации, то соответственно должны
были отталкиваться от аппаратной составляющей.. Вы начали про папуасов, перешли на энергию, потом полезли без всякого пояснения в Булеву алгебру , причём без всякого пояснения, что это в первую очередь ЛОГИКА, не информация сама по себе, а способ анализа информации.. Хранилищем информации , может быть только материальный носитель, аппаратный комплекс.... Главной мыслью могло стать то, что математический аппарат, в том числе Логика является переводчиком на машинный язык того, что надо делать ЖЕЛЕЗУ.... Причём можно было всё в крупную клетку описать... Без размазывания мысли по древу, г.... по лопате....
Извините, но я далёк от мысли , что вы не компетентны, Вы понимаете о чём говорите, однако у Вас получился ВИНЕГРЕТ!
Оценка статьи: 5
0 Ответить
Андрей Владимиров, я не обижаюсь. просто мы с вами как эскимос и папуас из из песенки граппы "На-На".
>> Хранилищем информации , может быть только материальный носитель, аппаратный комплекс...
А почему только аппаратный? Архитектурный, биологический, химический... я призываю вас посмотреть на мир шире. Да, подобные системы не реализованы в НАШЕМ мире, но это не повод считать их невозможными. Вот о чем эта статья.
0 Ответить
А я вот и есть та самая домохозяйка, которая прочитав эту и следующие две статьи авторы (извините, забежала вперед)сумела, как не странно, понять и испытать восторг от этой доступности знаний в этом вопросе. Так что, большое спасибо автору. Забрала в Evernote. Поделюсь с такими же домохозяйками.
2 Ответить
Хорошая солянка. Есть все.... кроме вкуса
Вот "в гуманитарном,популярном журнале для домохозяек" и надо писать, что бы аудитория, для которой написано, хоть что то поняла. Ну никак не смог связать Стоунхендж с папуасом и битом
2 Ответить
Александр Петров, Стоунхедж - всего лишь сетка для построений "считающих чертежей", папуас - точка пересечения воображаемых линий. Просто, когда Вы чертите на песке, и линии, и их пересечения видны явно. В Стоунхедже и других мегалитических постройках, при их размерах линии чертить затруднительно. По этому ограничиваются только точками пересечения, на которые встают "папуасы". Представляете какой должен быть глазомер у шамана?
1 Ответить
Хорошая статья, понятная правда не всем. Еще проще нужно
Тут будет такая присказка: Если ученый не может объяснить восьмилетнему ребенку простыми словами чем он занимается, то он шарлатан
1 Ответить
Владимир Морозов, я не ученый, я практик с четверть-вековым опытом. И не всё в моей практике можно объяснить даже взрослому человеку. Хотя я стараюсь.
2 Ответить
а что вы хотите чтоб вам написали в гуманитарном,популярном журнале для домохозяек?Теорию информации?
1 Ответить
Задолго до ЭВМ в Союзе был сделан и успешно использовался для сложных расчётов гидравлический компьютер (ВМ). Можно было бы упомянуть.
С коментом и оценкой статьи ФФ согласен: очень бегло обо всём понемногу и не связанного одного с другим.
0 Ответить
Сергей Дмитриев, не знал, где можно почитать?
Про аналоговые компы хотел написать (видел как работают и знаю принципы их работы) но статья получалась запредельно большой.
0 Ответить
Вадим Поспелов, я читал об этом в "НиЖ". Там была статья об авторе "гидрокомпа". Там приводились интересные параллели с ЗВМ.Как популяризатору знаний о компах, Вам надо отдать должное. Мастером такого жанра был "ещё тот" Перельман. Мне запомнился эпиграф к одной статье из популярной книжечки о компьютерах.
"Матушка ! писать кратко не имею времени" (из письма А.В.Суворова императрице)
0 Ответить
Вадим Поспелов, на АВМ удалось поработать еще в бытность обучения в военном училище в восьмидесятых.
Хорошая статья, понятная и без излишнего углубления в частности.
Оценка статьи: 5
0 Ответить
Тема очень интересная и, похоже, автор знает о чем сказать, но статья похожа на конспект заочника гуманитария вводной лекции по информатике. Скорее всего он полностью понятен только автору. Я не понял связи Стоунхэнджа с танцами, с местом человека и фазами луны, хотя, наверное, такая связь имеет место. Не совсем убедительно, например, утверждение, что импульс или группа колебаний являются носителями энергии. И импульс и колебания это и есть поток энергии, только модулированный. С папуасом вполне согласен, он может быть носителем энергии.
Оценка статьи: 3
1 Ответить
Фрол Фролкин,
попробуйте всю тему изложить в 3000 знаков и посмотрим на какой конспект это будет похоже.
0 Ответить
Вадим Поспелов, вы уж не обижайтесь, но это ваша проблема, вы автор. Я бы в этом случае переработал статью убрав некотрые исторические и не относящиеся напрямую к заявленной теме фрагменты. При этом "разжевал" бы основательнее основной тезис. Но сделав из первоначально, возможно, вполне полноценной информационной статьи отрывочный конспект вы ее сделали понятной только для вас, ну, и для некоторых особенно просветленных. Плюс некоторые диалектические и технические неувязки. Однако тема очень интересная, по крайней мере для меня. Я бы с удовольствием прочитал подробнее про Стоунхэндж и связанные с этим гипотезы.
Оценка статьи: 3
0 Ответить
Фрол Фролкин, Да не обижаюсь я. Как раз всё по существу, но тесновато в рамках статьи, понимаете.
0 Ответить
Можно было бы и про Д.Буля чего то написать.
Оценка статьи: 5
0 Ответить
Андрей Владимиров, И как это всё в одну статью упихать?
0 Ответить
"Мы рассмотрели логический уровень, который присутствует в компьютере в качестве идеи – объекта метафизического мира. В продолжении мы рассмотрим "
Скромно и со вкусом...
Вы не рассмотрели вообще ничего.
Цель Вашей статьи. И какую мысль Вы хотели донести до читателя?
Что единица информации Бит? И что 8 бит составляют байт?
Дык об это можно было 1 строкой написать...
А не городить огород.
А почему кстати именно 8 бит в байте знаете???
2 в 8 степени = 256.. Стандарный Аски код компьютеров включал в себя 256 символов (букв /цифр т.е. то что можно набрать на стандартной QWERTY клавиатуре) и был вполне достаточен для первых ЭВМ.
Если уж стали говорить о системах счислениях , то надо было хоть как то пояснить откуда они взялись.... и для чего применяются...
про ту же 10 тиричную, о том, что она родилась из пальцового счёта
Двоичная, так как электронные системы понимают только Вкл/выкл. сиречь - 0/1. А ЭВМ может выполнять только одну операцию - сложение.. Все остальные за счёт сдвига регистров ( если упрощённо).
А ВЫ сами поняли чего написали?
Такую тему загубили.
Оценка статьи: 5
1 Ответить
Андрей Владимиров, Стандартный ASCII насчитывает 32 управляющих кода, и 96 символов: латинский алфавит + цифры + знаки препинания. Всего 128 = 7 бит двоичной системы. Псевдо графика и стрелки появились позже, когда стандартом стали 8-битные IBM-совместимые компы. В последствии псевдографику стали заменять символами национальных алфавитов. Но это уже не стандартный а расширенный ASCII.
В двоичной системе можно выполнить 16 действий (читайте Булеву алгебру), но все их можно расписать тремя основными: логическое сложение (или), логическое умножение (И) и отрицание (не). Так что про одно действие вы сильно загнули. А сдвиг регистра - это не битовая операция а байтовая, соответствует делению и умножению на 2. Разберитесь в вопросе сами, чтобы не путать других.
Да, кстати, не путайте причину со следствием. Это 256 результат 2^8, а не наоборот. Восемь бит хорошо адресовать 3 реальными каналами внутри процессора 2^3=8. Почитайте литературу о комьютерах до IBM-овской эпохи. Очень захватывающее чтиво. Особенно 1920-1940 годы.
2 Ответить
Вадим Поспелов,
Для тех кто читает первые буквы.
Я не говорил, что в двоичной системе можно выполнять 1 действие. Я сказал дословно" А ЭВМ может выполнять только одну операцию - сложение.. Все остальные за счёт сдвига регистров ( если упрощённо). "
Булева алгебра это математика, я про электронику, прошу не путать.
Далее в ASCII код всё таки содержит 256 (2^8) символов (с псевдографикой) - так? И с чем вы спорите?
Но дело не в этом, а в том что статья НИ О ЧЁМ, написана НИКАК.
Думаю, ч то на досуге перечитаете - поймёте, что кроме Вас никто не понял - что сказать хотели.
Оценка статьи: 5
0 Ответить
Андрей Владимиров, вот случайно наткнулся на одном сайте, как специально для вас написано про ASCII. Текст длинный, но познавательный.читать дальше →
(с)Антиквар
0 Ответить
Андрей Владимиров, Статья не об электронике, а о принципе работы, о логике, о математике. Об электронике будет следующая статья.
Чистое ASCII - 128 символов. Читайте спецификацию разработчика.
Расширенное ASCII - это уже национальные извращения, разработчиком в спецификации не описанные и принимаемые де-факто.
0 Ответить