-Тогда ясно. И всё же, как это работает?
-Итак, у нас с вами есть один микрочип, и он сохраняет один бит, мы взяли восемь чипов и получили байт. В одном байте у нас может быть закодирована одна цифра или операция. Представим, что нам требуется сложить два больших числа по 15 знаков в каждом, при условии, что полученное число тоже будет длинной не более 15 знаков. Для того чтобы это осуществить, нужно запомнить три числа, то есть 45 байт, или 360 микрочипов. А также нам понадобится ещё один чип на действие сложения, и один на знак равно, это означает 47 байт. Также, если машина будет складывать столбиком, на сами действия сложения, которые изначально обеспечены процессором механически, нам потребуется ещё около десяти чипов, при условии, что действия сложения будут сохраняться и сразу стираться, сохраняя число в ответ. Уточняю, сам процессор устроен так, что он знает простейшие команды, сложение, вычитание, умножение, деление и приравнивание, его структура при команде на сложение начинает выполнять строго определённую операцию с битами. То есть сама механика процессора устроена так, что при определённом знаке действия, умножения или деления будет запускаться та или иная операция с числами. В будущем набор операций процессора целесообразно будет расширить, чтобы повысить его производительность, однако, более сложные операции и команды могут быть разбиты и посчитаны через более простые. Для начала нам хватит четырёх функций простейшей алгебры. Процессор устроен так, что в одном случае число будет всегда вычитаться, в другом умножаться, а выбирать команду он будет через знак, заложенный программой. При этом компьютер не понимает, что он делает, просто в одной позиции срабатывает один триггер, а в другой ситуации другой. Также компьютер будет уметь логически работать с переменными, задавая порядок действий с ними через скобки. Таким образом, он сможет в верном порядке считать длинные и сложные уравнения. Итого для работы процессора потребуется около 57 бит или 456 микрочипов, и я думаю, лучше округлить это число до ближайшего кратного, чтобы память в процессоре совпадала с байтами. Это ближайшее кратное 64 байта и 512 микрочипов. Таким образом, устройство на 64 байта или знака, может выполнять простые арифметические действия по сложению и вычитанию, а также умножение и деление столбиком, используя для этого 512 чипов. Такое устройство сможет выполнять простые арифметические операции и делать это очень быстро. Хочу особо подчеркнуть, что для операций внутри процессора числа надо хранить по знакам, иначе невозможно обработать их, сложить, разделить уголком или умножить столбиком, а вот для хранения чисел на оперативной памяти, можно сохранять их как двойку в степени и остаток. Тогда даже самые большие числа в постоянной памяти, будут весить от 2 до 6 байт, чем больше число, тем больше нужно байт, чтобы его хранить. Логично, что бесконечно большое и сложное число компьютер хранить не в состоянии, но 6 байт хватит, чтобы запомнить число на 18 знаков, я думаю, более высокая точность нигде не требуется. При вытягивании чисел в процессор каждый раз потребуется их перекодировать, что займёт от 16 до 48 операций. Однако, я считаю перекодирование целесообразным, поскольку этот принцип резко увеличит объём запасаемых в оперативной и постоянной памяти данных.
-Но нам же требуется выполнить сложнейшие расчёты на много сотен листов бумаги, а вы рассмотрели арифметику...
-Я рассмотрел краткий пример, сам базовый принцип работы простейшего процессора, как он устроен. На самом деле вычислительная машина может быть гораздо сложнее, количество микрочипов может быть больше, как и скорость их работы, в неё могут быть заложены таблицы Брадиса для тригонометрических расчётов и другие сложные математические действия. Так вот эти 64 байта процессора называются кэш памятью процессора. Вся информация на процессор будет поступать с оперативной памяти с других микрочипов, при этом объём оперативной памяти может быть больше и составлять порядка 512 байт, для чего понадобится 4096 микрочипов. Правда, я планирую, что оперативная память будет проще процессора, поскольку в ней чип выполняет одну единственную задачу помнить, принимать и отдавать данные. То есть не требуется никакой особенной архитектуры связи между микрочипами, и тогда в самой оперативной памяти чипы могут быть маленькими, простыми и будут объединены в конгломераты по 64 или по 128 единиц памяти в одном элементе. Так что 4096 микрочипов это ещё не предел, правда, чтобы собрать большое количество чипов, понадобится ручная работа сотен людей под микроскопами. Однако, я полагаю, что мы сможем создать память на десятки килобайт. И на саму оперативную память информация будет закачиваться с магнитных лент, а вычисленная информация будет сохраняться на такую же ленту, также, как мы сейчас сохраняем кино на киноплёнке. Таким образом, единожды забив через систему интерфейса всю информацию в компьютер, мы сможем в последствии заставить его быстро рассчитать всё это.
-Насколько быстро?
-Если каждый чип процессора будет работать со скоростью 100 действий в секунду, то тогда процессор будет делать сложение двух крупных чисел примерно за 30-40 операций. Конечно, операция умножения потребует больше действий. В итоге компьютер сможет складывать или умножать два три крупных числа в секунду, а с мелкими числами будет работать ещё быстрее. Ни один человек не способен считать так быстро, несколько крупных чисел в секунду, точно и без ошибки, не требуя проверки. Хочу особо подчеркнуть, что я планирую в итоге создать компьютер, процессор которого будет работать со скоростью хотя бы 100 тысяч операций в секунду, такое возможно, если конструкция будет сильно оптимизирована. То есть частота работы составит 100 килогерц. При этом, хочу подчеркнуть, что любой процессор со скоростью работы более 50 действий в секунду выполняет операции расчёта немного быстрее человека. А компьютер со скоростью работы в 100 тысяч операций в секунду, будет работать минимум в тысячу раз быстрее человека. Таким образом, те вычисления, которые люди будут делать несколько лет, компьютер сможет произвести за один день.
-И насколько сложные вычисления способен делать компьютер?
-Всё зависит от рук его создателя, потенциально компьютер можно научить сколь угодно сложному счёту, правда, чем больше функций у компьютера, тем сложнее его построить. И на самом деле, я подозреваю, что, создавая компьютер, мы столкнёмся со многими сложностями логического характера, это весьма непросто. В связи с чем, я не думаю, что он сможет сравниться с человеком. Функция компьютера работать по заданной программе и только, заменяя простые ручные операции счёта. Вся его работа будет контролироваться человеком постоянно, фактически компьютер это крайне усовершенствованная версия механического калькулятора. Я думаю, вы все видели механические калькуляторы, и это весьма тупые машины.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
