Sisältö
- Alussa oli ENIAC
- Ei vikoja, ei stressiä - vaiheittaiset ohjeet elämää muuttavien ohjelmistojen luomiseen tuhoamatta elämääsi
- Quantum Computing: Suuri tauko
- Suurten tietojen tunnistaminen
Lähde: Krishnacreations / Dreamstime.com
Ottaa mukaan:
Tietotekniikka on edennyt samalla polulla vuosikymmenien ajan, mutta kvanttilaskenta on valtava poikkeama siitä, mikä edeltänyt sitä.
New York Times julkaisi 28. syyskuuta 2012 tarinan "Australian Surge in Quest for New Class of Computer", joka koski sitä, mikä näyttää olevan läpimurto kilpailussa rakentaa toimiva kvantitietokone.
Vaikka kvantitietokoneen määritelmä viittaa moniin lukijoihin, riittää, kun sanotaan, että toimiva kvantitietokone on vallankumouksellinen tekniikan maailmassa.
Tietotekniikka perustuu muutoksiin maailmassa, joita olemme kokeneet viimeisen 50 vuoden aikana - globaali talous, Internet, digitaalinen valokuvaus, robotti, älypuhelimet ja sähköinen kaupankäynti ovat kaikki riippuvaisia tietokoneista. Uskon, että silloin on tärkeää, että meillä on jonkin verran perustietämystä tekniikasta ymmärtääksesi missä kvanttilaskenta saattaa viedä meidät.
Alussa oli ENIAC
Joten aloitetaan alusta. Ensimmäinen toimiva elektroninen tietokone oli elektroninen numeerinen integraattori ja tietokone, yleisemmin tunnettu nimellä ENIAC. Se kehitettiin Pennsylvanian yliopiston Mooren teknillisessä korkeakoulussa Yhdysvaltain armeijan rahoituksella laskemaan ampuma-aseiden radat toisessa maailmansodassa. (Sen lisäksi, että ENIAC oli tekninen ihme, se loi jäljen moniin suuriin IT-hankkeisiin vuosien varrella, mutta oli liian myöhäistä toisen maailmansodan päättymiseen, joka päättyi ennen tietokoneen valmistumista.)
ENIAC: n prosessointikyvyn ydin oli tyhjiöputket - niistä 17 468. Koska tyhjiöputkessa on vain kaksi tilaa - pois päältä ja päältä (viitataan myös 0/1), tietokoneet käyttivät binääristä aritmeettista kuin desimaaliaritmeettista, jossa arvot ovat välillä 0 - 9. Jokaista näistä yksittäisistä esityksistä kutsutaan bitiksi, lyhenne sanoista "binäärinumero". (Lisätietoja ENIAC: n historiasta on artikkelissa Naiset ENIAC: Ohjelmoinnin pioneereja.)
Oli selvästi välttämätöntä, että oli olemassa jokin tapa edustaa tuttuja numeroita, kirjaimia ja symboleja, joten American National Standards Institute (ANSI) ehdotti koodausjärjestelmää, joka tunnetaan nimellä American Standard Character Information Interchange (ASCII). lopulta tuli standardiksi. Yhdistämme ASCII: n mukaan 8 bittiä yhden merkin tai tavun muodostamiseksi ennalta määrätyn skeeman mukaisesti. On 256 yhdistelmää, jotka edustavat numeroita, isoja ja pieniä kirjaimia ja erikoismerkkejä.
Hämmentynyt? Älä ole huolissasi siitä - tavallisen tietokoneen käyttäjän ei tarvitse tietää yksityiskohtia. Se esitetään täällä vain rakennuspalikkana.
Seuraavaksi tietokoneet etenivat melko nopeasti tyhjiöputkista transistoreihin (William Shockley ja hänen Bell Labs -tiiminsä voittivat Nobel-palkinnon transistorien kehittämisestä) ja sitten kyvyn laittaa useita transistoreita yhdelle sirulle integroitujen piirien luomiseksi. Ei kulunut kauan ennen kuin nämä piirit sisälsivät tuhansia tai jopa miljoonia transistoreita yhdellä sirulla, jota kutsuttiin erittäin laaja-alaiseksi integraatioksi. Nämä luokat: 1) tyhjöputket, 2) transistorit, 3) IC: t ja 4) VLSI: t pidetään laitteistokehityksen neljänä sukupolvena riippumatta siitä, kuinka monta transistoria voidaan juuttaa sirulle.
Ei vikoja, ei stressiä - vaiheittaiset ohjeet elämää muuttavien ohjelmistojen luomiseen tuhoamatta elämääsi
Et voi parantaa ohjelmointitaitojasi, kun kukaan ei välitä ohjelmiston laadusta.
Ajanjakson jälkeen, kun ENIAC "lähti liikkeelle" vuonna 1946 ja kaikkien näiden sukupolvien ajan, tyhjiöputkipohjaisen binaariaritmeettisen käytön taustalla oleva käyttö on pysynyt paikoillaan. Kvanttilaskenta edustaa radikaalia purkautumista tästä menetelmästä.
Quantum Computing: Suuri tauko
Kvantitietokoneet käyttävät atomien ja molekyylien voimaa prosessoida ja suorittaa muistitehtäviä paljon nopeammin kuin piipohjainen tietokone ... ainakin teoreettisesti. Vaikka on olemassa joitain peruskvantitietokoneita, jotka kykenevät suorittamaan erityisiä laskelmia, käytännöllinen malli on todennäköisesti vielä useiden vuosien päässä. Mutta jos niitä ilmenee, ne voivat muuttaa tietokoneiden prosessointitehoa rajusti.
Tämän voiman tuloksena kvantitietokoneella on voimaa parantaa huomattavasti suurten tietojen käsittelyä, koska ainakin teoreettisesti sen tulisi olla erinomainen rakenteettoman datan massiivisella rinnakkaiskäsittelyllä.
Tietokoneet ovat jatkaneet binaarista käsittelyä yhdestä syystä: Ei ollut oikeastaan mitään syytä miettiä jotain, joka toimi. Tietokoneiden käsittelynopeudet ovatkin kaksinkertaistuneet 18 kuukaudesta kahteen vuoteen. Vuonna 1965 Intelin varapuheenjohtaja Gordon Moore kirjoitti paperin, jossa selvitettiin Mooren lakiksi tunnettua asiakirjaa, jossa hän totesi, että prosessorien tiheys kaksinkertaistuu joka toinen vuosi, mikä johtaa käsittelynopeuden kaksinkertaistumiseen. Vaikka hän oli kirjoittanut ennustavansa tämän suuntauksen kestävän kymmenen vuotta, se on - huomattavasti - jatkunut nykypäivään. (On ollut muutama tietotekniikan pioneereista, jotka ovat murtaneet binaarimuotin. Lisätietoja aiheesta Miksi ei ternary Computers?)
Mutta prosessointinopeuden kasvu on ollut kaukana ainoasta parannetusta tietokoneen suorituskyvystä. Varastointitekniikan parannukset ja televiestinnän tulo ovat olleet lähes yhtä tärkeitä. Henkilökohtaisten tietokoneiden alkuaikoina levykkeissä oli 140 000 merkkiä ja ensimmäisessä ostetussa kiintolevyssä oli 10 miljoonaa merkkiä. (Se maksoi minulle myös 5 500 dollaria ja oli yhtä suuri kuin pöytätietokone). Onneksi varastointi on saanut kapasiteetinsa huomattavasti suuremmaksi, kooltaan pienemmäksi, siirtonopeuden nopeammaksi ja paljon, paljon halvemmaksi.
Kapasiteetin suuri lisäys antaa meille mahdollisuuden kerätä tietoja alueilta, joille aiemmin voimme vain naarmuttaa pintaa tai emme edes syventyneet niihin. Tämä sisältää aiheita, joissa on paljon tietoa, kuten sää, genetiikka, kielitiede, tieteellinen simulointi ja terveystutkimus, mm.
Suurten tietojen tunnistaminen
Lisääntyvässä määrin datan hyödyntämisissä havaitaan, että huolimatta kaikista saavutetuista prosessointitehon eduista se vain ei ole tarpeeksi. Jos pystymme ymmärtämään tämän valtavan määrän tietoa, jota keräämme, tarvitsemme uusia tapoja analysoida sitä ja esitellä sitä sekä nopeampia tietokoneita sen käsittelemiseksi. Kvantitietokoneet eivät ehkä ole valmiita toimintaan, mutta asiantuntijat ovat seuranneet niiden jokaista etenemistä seuraavana tietokoneen prosessointitehon tasona. Emme voi sanoa varmasti, mutta seuraava suuri muutos tietotekniikassa voi olla todellinen poistuminen piisiruista, jotka ovat tähän mennessä kuljettaneet meitä.