Камень в компьютере
Сборка компьютера, подводные камни
Сборка компьютера, особенно нового - это игра в лотерею. Целый ряд факторов, не зависящих от сборщика, может привести к тому, что компьютер будет работать не стабильно или вовсе откажется запускаться. Заводской брак, нарушение условий хранения (транспортировки), сырая
версия устройств и драйверов к ним, а также совокупность всего перечисленного в разных пропорциях.
Добавьте сюда невнимательность или халатность при сборке компьютера как возможный усугубляющий фактор. Что имеем в результате? Сборка компьютера - это весьма сложное и ответственное мероприятие, которое требует внимательности, осторожности, наличия определенных знаний и опыта. Так что стоит так сказать подковаться прежде чем рваться в бой.
Люди, которые при сборке компьютера новой комплектации (модели) говорят:
Нафиг инструкции и мануалы, я все знаю!
, – называются ламеры. А ситуации, в которые такие люди попадают – весьма глупые ситуации.
Правило первое: лучше считать, что ты совершенно ничего не знаешь о компьютерах, чем считать, что знаешь о них практически все.
Даже имея богатый опыт, не лишним будет ознакомиться с инструкцией, если с устройством раньше сталкиваться не приходилось. Вот личный пример сборки компьютера:
Собираю системник, устанавливаю все комплектующие (все 100% рабочее). Включаю. BIOS начинает беспрерывно визжать
. Лезу в интернет, выясняется, что для этих моделей мат.плат подобное поведение - претензии к блоку питания (БП). Второго БП под рукой нет. Приплыли.
На всякий случай лезу в интернет еще раз и заново внимательно все просматриваю, что нахожу. На одном единственном форуме упоминается, что подобное может случиться при нестандартной установке памяти. Слотов четыре, планки памяти две. Я на автомате воткнул память в первый и третий слоты (режим dual channel). Смотрю на плату - маркировка слотов: 2-1-4-3 (обычно 1-2-3-4). Вставляю память в слоты 1-3 и все запускается. Сам себе загадал ребус и 30 минут героически его решал. Из-за невнимательности.
Качество современных комплектующих
Стоит оговориться, что материнская плата должна видеть память в любом из слотов и то, что она видела их только в таком варианте, – это нонсенс, конечно.
Но на самом деле сегодня производятся тысячи плат ежедневно и контроль как процесса разработки, так и процесса производства иногда оставляет желать лучшего. Поэтому столкнуться можно с любыми чудесами.
У меня есть раритетные жёсткие диски, которым уже лет под 20, емкостью 850Mb. Я могу прямо сейчас поставить на любой из них Windows 98 или мини-Linux и диск будет работать. Шуметь, кряхтеть, но работать. А нынешние вроде бы качественные диски известных брендов могут начать сыпаться ещё до истечения гарантии. Было у меня пара дисков, не отработавших и года.
Ещё один пример из недалёкого прошлого. Собирал группу офисных компьютеров. Посмотрел производителей и решил попробовать купить платы фирмы Foxconn
. Подумал, что раз им сама Apple
доверяет производство комплектующих для своих смартфонов, вряд ли будут проблемы. Из шести плат в результате все шесть были с проблемами. Две сдал по гарантии, проблемы остальных решились обновлением на только что вышедшую версию драйверов спустя месяц и сменой конфигурации ПК.
Так что ожидать можно и нужно всего и ко всему быть готовым. И чтобы не искать иголку в стоге сена, как в случае выше с оперативной памятью, стоит придерживаться инструкций и элементарных правил, которые может и покажутся глупыми, но имеют место быть:
Если слот помечен номером 1, то первое устройство желательнее подключать в него. Это касается и памяти и устройств на шине PCI и подключения HDD-дисков.
Цепочка производства комплектующих сегодня далека от идеальной, любая железка может запросто не делать и половины того, что по идее должна! Так что лучше прикинуться чайником
и внимательно все просмотреть от документов до внешнего вида устройств, а уж потом тянуть ко всему этому руки. Даже при беглом чтении (осмотре) цепляешься за незнакомые моменты.
Правильный выбор комплектующих
Правило второе: поспешишь - людей насмешишь.
Не стоит торопиться. Никогда. Вообще. Ни при выборе комплектующих, ни при их покупке, ни при сборке компьютера.
Во всем нужна последовательность! Выбрали комплектующие по запросу самое-самое
, купили-установили и началось: глючит, сгорело, не поддерживает, не совместимо и так далее. Потом оказывается, что все форумы завалены жалобами на этот чудо-девайс, который был куплен. А надо всего-то было набрать в поисковике фразу проблемы с самым-самым
.
Вот хороший пример: по запросу проблемы со стиральной машиной (модель такая-то)
первые несколько страниц в любом поисковике будут состоять исключительно из предложений о ее покупке, а потом будут страницы (позитивные) с ее описанием. И в принципе можно радоваться - негативных отзывов просто нет. Ура! Но радоваться рано на самом деле. Набираем проблемы со стиралкой (модель такая-то)
и получаем в выдаче столько же страниц с форумов мастеров стиральных машин с проклятиями в сторону производителя (из личного опыта работы с поисковиками, не со стиралками ).
Еще пример из жизни: отправился выбирать DVD-привод, не читая ничего.
Просто посмотреть ассортимент, решив уже на основе полученных данных почитать отзывы в сети. Получилось, что во всех магазинах практически один и тот же ассортимент оказался. SonyNec и LG. Прям попса какая-то. Захожу в последний магазин и вижу на витрине все то же самое, но в углу одиноко стоит и скучает привод Pioneer.
Самый дешевый – 1100р., все остальное от 1500р. и выше. Самый невзрачно оформленный – просто лоток, лампочка и кнопка, никаких фирменных фишек. Купил назло попсе
. Пять лет работает, как часы. Недавно занимался его перепрошивкой. Оказалось, что это модель DVR-111D. Очень удачная и хорошо себя зарекомендовавшая. Прошил до версии Pioneer DVR-111L. Теперь прожигает LabelFlash.
Цена еще не показатель качества. И даже если выбора нет, лучше иногда подождать, чем соглашаться на то, что имеется. Ведь прождать можно неделю или месяц, а пользоваться потом десять лет. И я не преувеличиваю.
Учитывайте очень важный момент. Производители часто ограниченно тестируют своё железо на совместимость.
Ссылки можно посмотреть в описаниях к товару. Приведу для наглядности сайт Gigabyte:
- В описании процессоров присутствует отсылка на список совместимых CPU.
- В описании оперативной памяти аналогичная отсылка на список модулей памяти.
- Ссылка на страницу с перечнем модулей находится в разделе
Загрузки
. - Ссылка на страницу с перечнем процессоров находится там же.
Скриншоты были сделаны на странице платы GA-Z170X-SOC FORCE:
- Страница описания мат.платы GA-Z170X-SOC FORCE
- Страница совместимости процессоров
- Страница совместимости модулей памяти
Сборка компьютера
Правило третье: семь раз отмерь, один отрежь.
Допустим, документация прочитана, информация понята, компьютер собран. Не спешите его включать. Теперь следует внимательно осмотреть то, что только что было собрано. Проверьте все ли вставлено, подогнано, прикручено, надежны ли крепления.
Потом нужно еще раз свериться с документацией. Можно запросто забыть что-нибудь. Например, отвертку в системном блоке (и такое бывает) или забыть подключить питание на кулер, а потом идти и покупать новый процессор.
Часто встречающийся случай: обычно разъемы для дополнительных входов USB (для передней панели, например) делаются парами (два ряда по пять контактов). Два контакта отвечают за передачу данных, по двум другим идет питание и два контакта пустые
. Весь фокус в том, что контакты каждой пятерки могут быть идентичными, а могут располагаться зеркально и вообще как угодно. И если вы забудете заглянуть в документацию, то о том, что у нас не как у всех
узнаете постфактум, когда непонятно из-за чего вдруг перестанет работать USB-накопитель. Вполне возможно, что и не один.
Правило четвертое: если я думаю, что со мной ЭТОГО не случится
- со мной обязательно случится именно это и еще что-нибудь до кучи
.
Все, о чем я тут упомянул, случилось со мной хотя бы однажды.
И много чего еще, о чем я не упоминал. Такие ляпы случаются достаточно часто и со многими. И все эти многие
делятся на невнимательных людей, которые учатся на своих (а главное на чужих!) ошибках и ламеров, которые считают, что ошибка - это случайность, которая вряд ли повторится снова. Главное не спешить и быть внимательным, тогда сборка компьютера пройдет, как говорится: на Ура!
Если материалы сайта оказались для вас полезными, можете поддержать дальнейшее развитие ресурса, оказав ему (и мне ) моральную и материальную поддержку.
Ремонт компьютеров в Большом Камень
1. Общие положения
GOJO (далее — «Интернет-ресурс») придерживается политики конфиденциальности в отношении персональных данных, полученных от каждого из посетителей интернет-сайта Оператора («Сайт»),расположенного по адресу https://gojo.su. Данное Положение о конфиденциальности определяет, какие персональные данные Интернет-ресурс может получать через Сайты и каким образом Интернет-ресурс может использовать полученные персональные данные посетителей.
2. Общие положения
2.1. Интернет-ресурс не имеет намерения собирать персональные данные пользователей, кроме случаев добровольного предоставления пользователями информации, при заполнении контактных форм.
2.2. Информация, вводимая в формы, может быть передана третьему лицу, производящему обслуживание по заполненной информации.
2.3. Путем акцепта оферты Вы даете согласие Интернет-ресурсу на сбор и обработку персональных данных Заказчика, его сотрудников и контрагентов в целях выполнения условий Договора. Заказчик, осуществляя Акцепт Оферты, подтверждает, что получил согласие сотрудников и контрагентов на сбор и обработку персональных данных с помощью сервиса, предоставленного Исполнителем.
2.4. Предоставляя свои Персональные данные добровольно, вы автоматически даете согласие на обработку Интернет-ресурсом ваших Персональных данных, а также Акцептуете договор публичной оферты на пользование услугами Интернет-ресурса
2.5. Если вы не хотите, чтобы ваши Персональные данные обрабатывались, пожалуйста, не предоставляйте их.
2.6. Вы в любой момент можете отказаться от электронной рассылки, а также других акций и кампаний, участниками которых вы стали в результате предоставления вами персональных данных на данном веб-сайте.
3. Использование информации
3.1. В рамках использования настоящего веб-сайта с целью избежания спорных ситуаций и повышения качества обслуживания, все разговоры будут записаны. В таких случаях предоставляемые вами персональные данные будут использованы для обработки вашего запроса, а также для настройки/модернизации данного веб-сайта и соответствующих сервисов, предлагаемых вам, так же при использовании отдельных платных услуг, возможно использование записей разговоров для установления и подтверждения такого факта. Мы также можем обрабатывать ваши персональные данные в маркетинговых целях или направлять в ваш адрес рекламные материалы или информацию, касающуюся услуг, оказываемых нами и нашими партнерами, которые, на наш взгляд, могут представлять для вас интерес. Мы можем также связываться с вами с целью получения отзыва об оказываемых услугах, а также для проведения маркетинговых и прочих исследований.
3.2. В тех случаях, когда вы предоставляете свои Персональные данные, Интернет-ресурс может обрабатывать их следующим образом, если не указано иное: хранить, систематизировать, собирать, накапливать, уточнять, использовать, обезличивать, передавать данную информацию для того, чтобы осуществлять услуги предоставляемые Интернет-ресурсом. Интернет-ресурс (или другие лица от нашего имени в рамках проводимых рекламных кампаний) может использовать ваши Персональные данные для того, чтобы связаться с вами; и/или мы можем предоставлять третьим лицам обобщенную (видоизмененную) информацию о посетителях или пользователях Сайтов.
3.3. До момента передачи персональных данных, каждый пользователь подтверждает свое ознакомление с настоящей Политикой конфеденциальности, так же принимая Акцепт .
4. Раскрытие информации и конфиденциальность
Интернет-ресурс обеспечивает конфиденциальность предоставленных вами Персональных данных и имеет право передавать их только лицам, аффилированным с Интернет-ресурсом или заключившим с Интернет-ресурсом договоры, условия которых предусматривают защиту Персональных данных и лишь в целях, указанных в настоящей Политики Конфиденциальности Интернет-ресурса обязуется не допускать попытки несанкционированного использования персональных данных Заказчика, его сотрудников и контрагентов, третьими лицами.
5. Контакты
В случае нарушения Ваших персональных данных, а также по любым иным вопросам по защите Ваших Персональных данных, а также свои комментарии и жалобы вы можете направлять по адресу [email protected]
Как мы обманываем скалы, чтобы они думали
Существует отличный набор твитов от @daisyowl, которые выглядят примерно так:
процессор - это буквально камень, который мы обманули, заставив думать
-(@daisyowl, 04.03.17)
не упрощать: сначала нужно расплющить камень и поместить внутрь него молнию
-(@daisyowl, 04.03.17)
Я бы пошел еще дальше и добавил:
предостережение: если камень слишком сильно думает, он станет достаточно горячим, чтобы вскипятить воду
-(@Me, 17.06.20)
Сегодня используется множество мыслящих камней. Вы используете мыслящий камень, чтобы писать текст, просматривать Интернет и проигрывать музыку.
У большинства людей, которых вы знаете, вероятно, есть хотя бы один или два мыслящих камня. Беглый подсчет показывает, что количество этих камней ежедневно превышает миллиард! С таким количеством мыслящих камней вокруг, возможно, вы лениво задавались вопросом, как именно создается сплющенный камень, набитый молниями. Если да, то вам повезло! Сегодня мы собираемся исследовать, как создаются мыслительные камни, питающие ваш компьютер.
Что такое мыслящая скала ровно
На самом базовом уровне мыслящий камень состоит из переключателей, называемых транзисторами, и проводов, соединяющих эти переключатели вместе. Эти переключатели объединены хитрым образом, что при питании от вышеупомянутой молнии (электричества) позволяет камню запоминать небольшие объемы информации и делать сложения.
Чтобы быстро освежить память, вспомните
.- умножение — это просто многократное сложение одного и того же числа.
- \[4*х = х+х+х+х\]
Вычитание - — это прибавление отрицательного числа к положительному.
- \[х-у = х+(-у)\]
- деление - это количество вычитаний одного и того же числа несколько раз
- \[15/3 = 5\]
- \(15-3-3-3-3-3 = 0\) количество \((-3)\) равно \(5\)
У современных думающих камней есть причудливые приемы, позволяющие ускорить выполнение этих и других более сложных математических операций, но, по сути, все, что делает думающий камень, — это очень быстрое сложение в течение всего дня.
Коротко о размерах и думающей скале
В зависимости от устройства, на котором вы читаете этот пост, внутри вашего мыслящего камня находится от одного до двух миллиардов (или более) транзисторов.
Числа такой величины действительно трудно понять. Семантика слова «два миллиарда» затемняет величину числа. Если выписать два миллиарда, получится 2 000 000 000 — даже если выписать все девять нулей, это понятие останется абстрактным. Итак, давайте сделаем это немного более осязаемым.
Если бы я собрал стопку из двух миллиардов листов самой тонкой бумаги для принтера, которую только смог найти, получившаяся башня поднялась бы в воздух на 50 километров или 31,07 мили. Это в 4,3 раза выше максимальной высоты, на которой летают коммерческие самолеты. Это буквально полпути к космосу! Иными словами, вы могли бы сложить 5 с половиной Эверестов друг на друга, и это все равно не было бы таким же высоким, как эта стопка бумаги!
Хочу подчеркнуть, что эта бумага для принтера - самая тонкая из всех, что можно купить. Если бы я сложил стопкой 100 листов этой бумаги, то стопка составила бы всего 5 сантиметров или 1,9 дюйма.7 дюймов в высоту. Имея это в виду, тот факт, что эта же самая бумага, сложенная в два миллиарда раз, выше, чем 112 Эмпайр-стейт-билдингов, сложенных друг на друга, должна, надеюсь, привести к величине в два миллиарда.
Так как же уместить два миллиарда транзисторов в квадрат, который умещается на ладони? Ответ довольно очевиден: чтобы впихнуть непостижимое количество объектов в маленькое пространство, вы просто сделаете эти объекты непостижимо маленькими.
Позвольте мне сказать вам, что эти транзисторы очень маленькие.
В 2014 году можно было купить мыслящий камень, набитый транзисторами длиной 400 атомов кремния (~80 нанометров). При таком размере их невозможно увидеть в оптический микроскоп! Невероятно, но размер транзисторов в самых современных мыслящих камнях стал еще меньше.
Как создать мыслящий камень
Этот крошечный размер, хотя и впечатляет, делает создание мыслящего камня (известного как ЦП) еще более загадочным. Учитывая то, как сегодня устроено большинство массовых производств, вы можете предположить, что литейные заводы, изготавливающие мыслящие камни, используют пинцет нанометрового размера для размещения каждого транзистора. Если бы такой пинцет существовал, не было бы смысла использовать его, так как размещение каждого транзистора заняло бы много времени. (Пожалуйста, обратитесь к предыдущему разделу, чтобы узнать, насколько велики два миллиарда). Размещение вручную невозможно, поэтому думающие камни не столько собираются, сколько выращиваются.
Это происходит с помощью процесса, называемого фотолитографией, также известного как литография.
Литография использует свет для вытравливания изображения на кремниевой пластине (рассматриваемом сплющенном камне). Перед травлением свет проходит через трафарет, конструкция которого оптически уменьшена, прежде чем свет достигает чипа. Каждая кремниевая пластина покрыта материалом, называемым фоторезистом, который реагирует на свет и оставляет после себя травление. Недавно протравленный кремний затем подвергается химической обработке с помощью процесса, называемого легированием, в результате которого создаются транзисторы. Этот процесс повторяется много раз, создавая стопку уникальных слоев на силиконе. Готовый продукт теперь называется кристаллом ЦП; он быстро монтируется на кремниевую плату, которая соединяет его с остальной частью компьютера. Наконец, к верхней части кристалла процессора прикреплен встроенный распределитель тепла. Его цель - эффективно отводить тепло. Без хорошей теплопередачи ЦП очень быстро достигнет температуры выше 110 ° C и потенциально может повредить ЦП.
Весь процесс создания ЦП выполняется в нетронутой среде, называемой чистой комнатой. Учитывая размер гравюр, своенравная частица загрязнит процесс, поэтому комнаты должны быть безупречными. К сожалению, дефекты случаются даже в чистом помещении. Обычно они возникают из-за того, что очень трудно достичь точности, необходимой для идеального создания процессора. Вместо того, чтобы выбрасывать несовершенные ЦП, некоторые литейные заводы проводят процесс, называемый биннингом, который проверяет производительность каждого вновь выпущенного ЦП. В зависимости от дефекта ЦП может пройти определенные тесты и может быть упакован как более дешевый и менее мощный ЦП. После завершения биннинга все функциональные ЦП отправляются и в конечном итоге попадают на ваши устройства.
Если подумать, возможно, процессор — это не просто мыслящий камень, а очень умная куча песка, пропитанная химикатами и оживленная молнией.
Что такое мыслящая скала именно
«переключатели — называемые транзисторами…»: Транзистор — это переключатель с электронным управлением, который мы можем включать или выключать, подавая или снимая напряжение с затвора.
Существует два основных типа транзисторов: устройства nMOS, которые пропускают ток, когда затвор открыт, и устройства pMOS, которые пропускают ток, когда затвор закрыт.
«У современных мыслящих камней есть причудливые трюки…»: Например, рекурсивный метод вычитания и подсчета для деления довольно медленный. Существуют более быстрые способы деления ЦП, такие как метод Гольдшмидта, где \(Q = \frac{N}{D}\) . Процессор использует двоичное умножение для умножения \(N\) и \(D\) на дробь \(F\), так что \(D\) приближается к 1. Когда \(D\) приближается к 1, \(N\) приближается к \(Q\).
Коротко о размерах и думающей скале
«Более миллиарда мыслящих камней…» Все машины, в которых есть цифровой компонент, имеют мыслящий камень внутри
«около двух миллиардов (или более) транзисторов…»: высокопроизводительные процессоры для ноутбуков и настольных компьютеров имеют около 2 миллиардов транзисторов. Сообщается, что Apple A13 Bionic имеет 8,5 миллиардов транзисторов и используется в серии iPhone 11 и iPhone SE2.
Примечание: не путайте большее количество транзисторов с лучшей производительностью. Мобильные устройства обычно имеют конструкцию системы на кристалле (SoC), которая объединяет большинство или все компоненты компьютера на том же чипе, что и ЦП. Большинство транзисторов SoC, таких как A13 bionic, используются не только для процессора, но и для других целей. 99 = 50 000 м\). 50 000 м, переведенные в мили, составляют 31,07 мили.
«Это на полпути к космосу…»: линия Кармана, определяющая границу космоса, проходит на высоте 100 км.
«В 4 раза выше верхнего потолка коммерческого самолета…»: «коммерческие самолеты обычно летают на расстояние от 5,9 до 7,2 миль». Стопка бумаги имеет высоту 31,07 мили. Таким образом, \(31,07/7,2 = 4,32\).
«5 с половиной Эверестов…»: высота Эвереста составляет 8 848 метров. Бумажная стопка имеет высоту 50 000 метров. Таким образом, \(50 000/8 848 = 5,65\).
«112 Эмпайр Стейт Билдинг…»: Высота Эмпайр Стейт Билдинг составляет 443,2 метра.
\(50 000/443,2 = 112,82\). Если бы мы судили только по высоте крыши, то это было бы более 131 Эмпайр Стейт Билдинг, поставленных друг на друга.
«наибольшая длина транзистора равна длине 400 атомов кремния…»: ширина затвора транзистора ~80 нм. Диаметр атома кремния составляет 0,2 нм. \(8/0,2 = 400\).
«не видно в оптический микроскоп…»: длина волны света в нижней части спектра видимого света составляет ~380 нм. Транзисторы меньше. Таким образом, они не могут быть замечены человеческим глазом. Вместо этого нужно использовать более продвинутые методы, такие как сканирующий электронный микроскоп.
Как создать мыслящий камень
«кремниевые пластины…»: эти пластины состоят из чистого кремния. Кремний обладает особым свойством, заключающимся в том, что он не полностью проводит или изолирует электричество.
«Литография использует свет…»: поскольку вытравленные компоненты очень маленькие, используется однородный ультрафиолетовый свет. Самая продвинутая версия этой техники называется литографией в экстремальном ультрафиолете и имеет «полосу пропускания около 13,5 нм».
Для этого нужны лазеры и вакуумная камера.
«дизайн трафарета уменьшен…»: трафарет называется маской и содержит рисунок схемы, который должен быть выгравирован на кремнии.
«через процесс, называемый легированием, который создает транзисторы…»: этот процесс довольно сложен, см. здесь основное объяснение. Короче говоря, легирование изменяет свойство кремния создавать транзисторы.
«ЦП может пройти определенные тесты…»: например, у Intel исторически было 3 разных уровня ЦП: i3, i5 и i7. Все эти процессоры были созданы по одному и тому же шаблону. Если бы процессор прошел тесты только для i3 (самый дешевый и наименее мощный вариант), то он был бы продан как i3. Следующий протестированный процессор может пройти все тесты и, таким образом, продаваться как i7. Эти процессоры были из одной партии, но у первого были некоторые дефекты, которые ограничивали его возможности, а у второго — нет.
Основы компьютерной архитектуры
Процесс проектирования ЦП
Физическое создание ЦП
Будущее процессоров
Подробный обзор процесса литографии 10 нм
- Примечание: размеры процесса литографии уже давно расходятся с размерами изготавливаемых деталей.
Больше, чем вы хотите знать о температуре процессора
В чем разница между компьютером и камнем?
Примечание автора: я написал это в 2017 году, и с тех пор оно томилось в черновиках, потому что я не мог придумать хороший вывод. На самом деле это типично для предмета, и все, что предлагает эта статья, - это то, что можно пожевать, если вы заинтересованы в этом или никогда раньше не рассматривали этот вопрос. В то время я помогал преподавать на семинаре TLA+ и имел возможность спросить Лесли Лэмпорта (который довольно много думал о вычислениях!), что он думает об этом вопросе со всей своей накопленной мудростью, и он ответил: «Это один из тех бессмысленных различия, как различие между живым и неживым». Итак, у вас есть это. Надеюсь, в этом посте достаточно приличных шуток, чтобы сделать его стоящим.
Большинство людей согласятся, что компьютеры в чем-то отличаются от камней. В конце концов, камни не появляются рядом с процессорами на Newegg.
Вы были бы разочарованы, если бы заказали новый компьютер, а камень пришел по почте. Попытка запустить Doom на камне, несомненно, закончится неудачей, даже несмотря на то, что лидеры мнений, предсказывающие, где Doom будет и не будет работать, как известно, недолговечны в своем правдоподобии. Таким образом, загадочно, почему кто-то спрашивает, что именно отличает компьютеры от камней. К счастью, философия здесь, чтобы спасти нас от простоты нашей интуиции.
Когда мы осознаем препятствия на пути к прямому и уверенному ответу, мы будем хорошо приступать к изучению философии, ибо философия есть лишь попытка ответить на такие предельные вопросы, а не небрежно и догматически, как мы это делаем в обыденной жизни и даже в науках, но критически после исследования всего, что делает такие вопросы загадочными, и после осознания всей неясности и путаницы, которые лежат в основе наших обычных представлений.
Бертран Рассел, Проблемы философии (1912)
Когда программистов просят дать определение компьютеру, они бормочут что-то о машинах Тьюринга, а затем косо смотрят на вас.
Они не ошибаются: математическое определение вычислений практически не подвергалось сомнению с момента публикации тезиса Черча-Тьюринга в 1952 году, в котором утверждается, что функция вычислима (в общефилософском смысле), если и только если она вычислима. на машине Тьюринга (и некоторых других эквивалентных математических моделях). Это прекрасный результат и бесконечно полезный, но он применим только к первозданной вселенной математики. Нас интересует физический мир: что делает один физический объект компьютером, а другой нет?
Цель
Мы пытаемся определить сущность компьютера с точки зрения необходимых и достаточных условий. Как только мы нашли эти условия, мы можем использовать их, чтобы решить, является ли какой-либо данный физический объект компьютером. Мы хотим, чтобы наше определение исключало вещи, которые явно не являются компьютерами - например, камни - , но включало вещи, которые явно являются компьютерами - например процессоры. Мы также хотели бы, чтобы определение было «хорошим» - простым, точным, недвусмысленным и избегало произвольных или неприятных условий.
Диалог
Компьютеры — это артефакты, которые люди используют для ускорения вычислений. Разве мозг нечеловеческих животных не компьютер? Разве клетка не вычисляет, когда считывает цепочку ДНК, чтобы собрать белок?
Компьютеры — это физические объекты, использующие электрические заряды для преобразования входных данных в выходные. Существует множество видов неэлектрических компьютеров, выполняющих вычисления в различных средах, от шариков до воды и шкивов. Возможно, простые устройства, такие как счеты, также выполняют вычисления.
Компьютеры — это физические объекты, реализующие машину Тьюринга (ТМ). Не говоря уже о слове «внедрить», но для ТМ требуется бесконечно длинная лента. Ни один физический компьютер не может иметь бесконечный объем памяти, поэтому ни один физический компьютер не может реализовать ТМ простым буквальным способом.
Итак, компьютеры — это физические объекты, которые реализуют линейный ограниченный автомат (LBA) — в основном машину Тьюринга с конечной памятью.
Может быть. Что подразумевается под «реализовать»?
Математик Алан Тьюринг, который среди прочего определил вычисления. (1951, Национальная портретная галерея))
Я думаю, реализация означает, что каждое состояние LBA соответствует некоторому физическому состоянию компьютера. Как определить физическое состояние?
Путем измерения произвольного компонента физической реальности, например проверки того, превышает ли напряжение в проводе некоторый порог, чтобы указать 1 вместо 0. Хорошо, предположим, что мы можем это сделать. Достаточно ли просто иметь набор физических состояний, соответствующих состояниям LBA?
Нет, вам также нужны соответствующие переходы между состояниями. Хороший! Как мы можем определить переход состояния в физическом компьютере?
Типа сначала физический компьютер находится в одном состоянии, потом проходит время и он в другом. Хм, как мы сможем отличить наш компьютер от случайного физического процесса, который просто следовал правильному пути перехода состояния, как серия бросков костей?
Вы снова запускаете вычисление, чтобы увидеть, происходит ли то же самое? Видите, в этом проблема со случайностью…
Хорошо, конечно, но, с другой стороны, ни один физический компьютер не может повторно запустить программу таким же образом с полной уверенностью.
Отказ оборудования, переключение битов космических лучей, потеря мощности, удары астероидов… Честная оценка. Я все же думаю, что мы можем провести различие между компьютером и случайным физическим процессом.
Хорошо. Переход физического состояния — это когда процесс переходит из одного состояния в другое, и между этими двумя состояниями существует причинно-следственная связь. Что понимается под «причинно-следственной связью»?
Ранние попытки метафизической теории причинности.
Например, если физический процесс находится в одном состоянии, законы физики заставляют его детерминистически переходить во второе состояние. Тогда будет ли погода компьютером? Он подчиняется физическим законам, и, конечно же, существует достаточно физических погодных состояний (сочетаний влажности, тепла, давления воздуха и т. д.), чтобы соответствовать любому линейно-ограниченному автомату, который вы хотите определить.
Я легко могу представить себе использование погодных явлений в качестве вычислительной среды, если мы уже используем воду, шарики, шкивы и т. д.; однако для простоты предположим, что мы также хотим заранее знать, что физический процесс будет вести себя определенным образом. Ах, это называется «контрфактуальность» - мы имеем дело уже не с тем, что есть и что произошло, а скорее с тем, что могло бы быть и что могло бы произойти. Мы перешли от единой временной шкалы к ветвящимся параллельным мирам.
Это плохо? Я бы сказал, что это делает нас менее уверенными в себе. Откуда мы можем знать, функционируют ли все наши возможные миры так, как мы думаем, — то есть все ли наши переходы между состояниями будут работать так, как ожидается, если они сработают?
Наверное, наука. Не будем даже приближаться к этой эпистемологической трясине. Конечно, что угодно. Научные прогнозы дадут нам уверенность, необходимую для утверждения контрфактической правильности физического процесса при реализации линейного ограниченного автомата.
Итак, мы закончили? Не совсем. Камни по-прежнему компьютеры, в этом аккаунте.
В лесах Национального парка Норт-Каскейдс скрывается особенно большой компьютер, как засвидетельствовал автор.
Что? Конечно. Как насчет LBA, которые имеют только одно состояние или несколько состояний, но не имеют переходов из начального состояния?
Это бесполезно! Кого это волнует!? Значит, мы произвольно исключаем определенные виды LBA, потому что их физическое проявление неудобно для наших нынешних целей?
Да. Справедливый. Можем ли мы придумать обобщающие правила, для которых разрешены LBA, а для которых нет?
Это никуда не денется
Возможные выводы
Возможно, в принципе невозможно удовлетворительно разделить непрерывную реальность на дискретные категории для человеческого потребления. По крайней мере, демаркация посредством необходимых и достаточных условий обречена на провал.
Витгенштейн классно использовал пример «игр» как категории, для которой ни одна черта не является общей для всех членов (см. семейное сходство). Сущностей не существует.
Зачем же тогда пытаться, если все наши попытки постичь мир с точки зрения человека — простое безумие? Для некоторых есть элемент спорта: посмотрите оживлённые дебаты о том, является ли хот-дог бутербродом; весело пытаться придумать сущности для вещей, и некоторые люди считают, что это способствует достойному разговору (кстати, если вы превращаете разговоры о хот-доге / бутерброде в импровизированную лекцию о языковых играх, вы, по иронии судьбы, играете не в ту языковую игру ). Для других это движимый сверхэго поиск Истины с большой буквы, кричащей в пустоту мира, который ничего не допускает.
С большой буквы Истина где-то рядом
Или, может быть, истины с большой буквы не существует, философские размышления не стоят того, а отчаяние — это все, что у нас есть.
Или, возможно, можно окончательно постичь мир, но мы просто еще не разработали правильную парадигму для этого.
Или, может быть, опять-таки с большой буквы Истины не существует, а есть положительные качества, потому что иначе мы жили бы в мире полной тирании; наша нынешняя свобода — это и чудесный дар, и страшная цена.
Что важно, насколько что-либо может иметь значение, так это то, что вы рассуждаете для себя и считаете себя ответственным за свои собственные убеждения.
Источники и дополнительная литература
Примечание автора: две ссылки сгнили с тех пор, как я написал это в 2018 году; слава Богу за archive.org!
- Гика, Дан (14 июля 2015 г.). «Что вычисляют?». Лабораторный обед. Архивировано из оригинала 10 августа 2017 года — я читал это несколько лет назад; это посеяло семя путаницы в моей голове, которая росла, пока я не попытался изложить все в этом посте в блоге.
- Ааронсон, Скотт (8 августа 2011 г.). «Почему философы должны заботиться о сложности вычислений» (pdf) — см. раздел «Вычислительность и водопады», который вдохновил на диалог о вычислениях с использованием погоды.
Видео-курс
