Conţinut
- La început, a existat ENIAC
- Fără bug-uri, fără stres - Ghidul dvs. pas cu pas pentru crearea de programe care schimbă viața fără a vă distruge viața
- Calcularea cuantică: Marea pauză
- Făcând sensul datelor mari
Sursa: Krishnacreations / Dreamstime.com
La pachet:
Tehnologia computerului a progresat pe aceeași cale de zeci de ani, dar calculul cuantic reprezintă o depărtare uriașă de ceea ce a venit înainte.
Pe 28 septembrie 2012, New York Times a publicat o poveste, „Australienii surge în căutarea unei noi clase de calculatoare”, despre ceea ce pare a fi un progres în cursa de a construi un computer cuantic funcțional.
În timp ce definiția unui computer cuantic va face aluzie pentru mulți cititori, este suficient să spunem că un computer cuantic care funcționează va fi revoluționar în lumea tehnologiei.
Tehnologia computerului stă la baza schimbărilor din lumea pe care le-am experimentat în ultimii 50 de ani - economia globală, internetul, fotografia digitală, robotica, smartphone-urile și comerțul electronic se bazează pe computere. Este important, atunci cred, ca noi să avem o anumită înțelegere de bază a tehnologiei pentru a înțelege unde ne poate duce calculul cuantic.
La început, a existat ENIAC
Deci, să începem la început. Primul calculator electronic de lucru a fost Integratorul Electronic și Numericul, mai cunoscut ca ENIAC. Aceasta a fost dezvoltată la Moore School of Engineering din Universitatea din Pennsylvania, în cadrul finanțării armatei americane pentru a calcula traiectoriile de armă în al doilea război mondial. (Pe lângă faptul că a fost o minunăție inginerească, ENIAC a înfășurat urmele multor proiecte IT majore din anii de atunci, dar era prea târziu pentru al doilea război mondial, care s-a încheiat înainte de finalizarea computerului.)
Inima capacității de procesare a ENIAC au fost tuburile vidate - 17.468 dintre acestea. Deoarece un tub de vid are doar două stări - oprit și pornit (denumit și 0/1) - calculatoarele au adoptat aritmetica binară, mai degrabă decât aritmetica zecimală, unde valorile merg de la 0 la 9. Fiecare dintre aceste reprezentări individuale este denumită bit, scurt pentru „cifra binară”. (Pentru a afla mai multe despre istoria ENIAC, consultați Femeile din ENIAC: Pionieri în programare.)
Evident, a fost necesar să existe un fel de a reprezenta numerele, literele și simbolurile pe care le cunoaștem, deci o schemă de codare propusă de American National Standards Institute (ANSI), cunoscută sub numele de American Standard Information Interchange (ASCII), în cele din urmă a devenit etalon. Sub ASCII, combinăm 8 biți pentru a forma un caracter sau un octet, sub o schemă predeterminată. Există 256 de combinații care reprezintă numere, litere mari, litere mici și caractere speciale.
Confuz? Nu vă faceți griji - utilizatorul de calculator obișnuit nu are nevoie să cunoască detaliile. Este prezentat aici doar ca un bloc de construcții.
Apoi, calculatoarele au progresat destul de rapid de la tuburile de vid până la tranzistoare (William Shockley și echipa sa Bell Labs au câștigat premiul Nobel pentru dezvoltarea tranzistorilor) și apoi capacitatea de a pune mai multe tranzistoare pe un cip pentru a crea circuite integrate. Nu a fost cu mult înainte ca aceste circuite să includă mii sau chiar milioane de tranzistoare pe un cip, ceea ce se numea integrare la scară foarte mare. Aceste categorii: 1) tuburi de vid, 2) tranzistoare, 3) CI și 4) VLSI sunt considerate cele patru generații de dezvoltare hardware, indiferent cât de multe tranzistoare pot fi blocate pe un cip.
Fără bug-uri, fără stres - Ghidul dvs. pas cu pas pentru crearea de programe care schimbă viața fără a vă distruge viața
Nu îți poți îmbunătăți abilitățile de programare atunci când nimeni nu îi pasă de calitatea software-ului.
În timpul de când ENIAC a „intrat în viață” în 1946 și în toate aceste generații, utilizarea subiacenta a aritmeticii binare pe bază de tuburi de vid a rămas pe loc. Calculul cuantic reprezintă o separare radicală a acestei metodologii.
Calcularea cuantică: Marea pauză
Calculatoarele cuantice valorifică puterea atomilor și moleculelor de a procesa și de a efectua sarcini de memorie cu o viteză mult mai rapidă decât un computer bazat pe silicon ... cel puțin teoretic. Deși există unele calculatoare cuantice de bază capabile să efectueze calcule specifice, este probabil ca un model practic să fie încă câțiva ani distanță. Dar dacă apar, ar putea schimba drastic puterea de procesare a computerelor.
Ca urmare a acestei puteri, calculul cuantic are puterea de a îmbunătăți considerabil procesarea datelor mari, deoarece, cel puțin teoretic, ar trebui să exceleze la prelucrarea masivă paralelă a datelor nestructurate.
Calculatoarele au continuat procesarea binară dintr-un motiv: nu au existat cu adevărat niciun motiv de a face legătura cu ceva care funcționa. La urma urmei, viteza de procesare a computerului s-a dublat la fiecare 18 luni până la doi ani. În 1965, vicepreședintele Intel Gordon Moore a scris o lucrare care detaliază ceea ce a devenit cunoscută sub numele de legea lui Moore, în care a declarat că densitatea procesoarelor se va dubla la fiecare doi ani, ceea ce duce la o dublare a vitezei de procesare. Deși a scris că a prezis că această tendință va dura 10 ani, aceasta a continuat - în mod remarcabil - până în zilele noastre. (Au existat câțiva pionieri de calcul care au rupt mucegaiul binar. Aflați mai multe în De ce nu calculatoarele ternare?)
Dar creșterea vitezei de procesare a fost departe de singurul factor în îmbunătățirea performanței computerului. Îmbunătățirile tehnologiei de stocare și apariția telecomunicațiilor au avut o importanță aproape egală. În primele zile ale calculatoarelor personale, dischetele deținând 140.000 de caractere, iar primul hard disk pe care l-am cumpărat a avut 10 milioane de caractere. (De asemenea, m-a costat 5.500 de dolari și a fost la fel de mare ca un computer desktop). Din fericire, stocarea a devenit mult mai mare în capacitate, mai mică ca dimensiune, mai rapidă în viteza de transfer și mult, mult mai ieftin.
Marea creștere a capacității ne permite să adunăm informații în zone în care, anterior, am putut doar să zgâriem suprafața sau chiar să nu ne delimităm deloc. Aceasta include subiecte cu o mulțime de date, cum ar fi vremea, genetica, lingvistica, simularea științifică și cercetarea sănătății, printre multe altele.
Făcând sensul datelor mari
Din ce în ce mai multe, exploatările de date mari constată că, în ciuda tuturor câștigurilor din puterea de procesare pe care le-am obținut, nu este suficient. Dacă vom putea să înțelegem din această cantitate extraordinară de date pe care le acumulăm, va trebui să avem nevoie de noi modalități de analiză și de prezentare, precum și de calculatoare mai rapide pentru a le prelucra. Este posibil ca computerele cuantice să nu fie pregătite pentru acțiune, dar experții au urmărit fiecare evoluție a lor ca fiind următorul nivel de putere de procesare a computerului. Nu putem spune sigur, dar următoarea mare schimbare a tehnologiei computerizate ar putea fi o adevărată plecare de la cipurile de siliciu care ne-au dus până acum.