Kompiuterių mokslo raida

1958 m. Chaimas Pekeris baigė reikšmingą informatikos projektą. Būdamas Weizmanno technologijos instituto Izraelyje fiziku, jis susižavėjo palyginti nauju kvantinės mechanikos mokslu ir jo potencialu iš pirmųjų principų paaiškinti atomų elgesį.

Tačiau iškilo problema. Schrodingerio sukurta lygtis, galinti atlikti šį darbą, buvo per sudėtinga, kad ją galėtų susidoroti paprasti mirtingieji. Atrodo, kad buvo neįmanoma jį panaudoti net mažo helio atomo elektroninės energijos lygiams nustatyti.

Tačiau Chaimas turėjo idėją: kodėl gi nepasinaudojus pradedančia kompiuterių mokslo sritimi šiam darbui atlikti.

Šiandien Christophas Koutschanas ir Doronas Zeilbergeris analizuoja kelerius metus jo atliktą darbą ir lygina jį su požiūriu, kurio jie laikytųsi šiandienos problemos sprendimo. Tai leidžia įdomiai skaityti.

Chaimo užduotis buvo monumentali. Pirmiausia jis turėjo įtikinti Wiezmann institutą ir techninį komitetą, įskaitant Einšteiną ir Von Neumanną, sukurti kompiuterį. Einšteiną buvo sunku įtikinti, bet galiausiai jį nugalėjo von Neumannas.

WEIZAC, pirmasis Izraelio elektroninis kompiuteris, buvo sukurtas 1954–1954 m. Remiantis Vikipedija, WEIZAC buvo asinchroninis kompiuteris, veikiantis 40 bitų žodžiais. Instrukcijas sudarė 20 bitų: 8 bitų instrukcijos kodo ir 12 bitų adresavimui. Atminčiai jame buvo magnetinis būgnas, kuriame buvo galima laikyti 1024 žodžius.

Šiandien iš skalbimo mašinos gausite daugiau apdorojimo galios.

Kad kompiuteris galėtų įsitraukti, Pekeris turėjo išsiaiškinti, kaip apibūdinti du helio atomo atomus ir branduolį, naudodamas tokias pasikartojančias dalines diferencialines lygtis, kokias galėtų apdoroti kompiuteris. Rezultatas buvo nuostabi 33 terminų lygtis, kurią jis išvedė ranka – vienas skaičiavimas, kurį Koutschanas ir Zeilbergeris apskaičiavo, turėjo užtrukti 20 žmonių valandų.

Kompiuteris nei turėjo būti užprogramuotas mašininiu kodu. Tai reiškia, kad jį reikia parašyti 0 ir 1 s, o tam jis įdarbino ankstyvą savarankiškai mokantį programuotoją Yigal Accad.

Tada ši programa WEIZAC buvo užimta ištisus mėnesius, galiausiai pagamindama lentelių rinkinį, apibūdinantį helio atomo energijos lygį, pirmą kartą tai buvo atlikta tiksliai.

Taigi, kaip Moore'o įstatymas paveikė šį procesą, paklauskite Koutschan ir Zeilberger.

Jie pakartojo Pekerio projektą naudodami šiuolaikines informatikos priemones, kad pamatytų, kaip jie palyginami.

Jie sako, kad skaitmeninis skaičiavimas – WEIZAC atliktas darbas – gali būti atliktas per sekundės dalį bet kuriame nešiojamajame kompiuteryje.

Jie taip pat atkreipia dėmesį į tai, kad programavimas taip pat yra daug lengvesnis, nes šiandien yra daug aukšto lygio programavimo kalbų. Laimei, šiais laikais nedaugelis žmonių turi suktis su mašininiu kodu.

Tačiau turbūt labiausiai stebina tai, kad diferencialinių lygčių algebrą šiandien galima atlikti daug greičiau naudojant kompiuterines algebros programas, tokias kaip Mathematica ir Maple.

Koutschanas ir Zeilbergeris teigia, kad sugebėjo šią projekto dalį, kuri Pekeris užtruko mažiausiai 20 valandų, sutrumpinti į 2 valandų sesiją.

Tai žavus tyrimas ir tam tikra prasme prieštaringas. Nors nesunku pastebėti daugybę patobulinimų, dėl kurių patobulinta aparatinė įranga, iš šio darbo aišku, kad programinės įrangos greitis yra labiau ribotas.

Konkrečiai kalbant, pagerėjimas – nuo ​​20 valandų iki 2 valandų – per laiką, kurio reikia šios problemos algebrai atlikti, yra stebėtinai mažas pagerėjimas per 50 metų laikotarpį.

Tačiau, atsižvelgiant į problemos pobūdį, sunku įsivaizduoti, kaip gali būti įmanomi tolesni patobulinimai. Kokia kompiuterių algebros programinė įranga galėtų leisti žmogui užprogramuoti tokias diferencialines lygtis per minutes ar sekundes.

Žinoma, ribojantis veiksnys yra ne programinė įranga, o „šlapioji programinė įranga“. O tai reiškia, kad naujos kartos patobulinimai turės būti skirti tobulinti programinę įrangą arba visiškai ją pašalinti.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1006.0200 : 1958 m. Pekeris-Accad-WEIZAC pažangus bendradarbiavimas, kuris apskaičiavo dviejų elektronų atomų antžemines būsenas (ir jo 2010 m. Redux).

paslėpti