มีทางเลือกให้บิตเป็นหน่วยข้อมูลที่เล็กที่สุดหรือไม่? มีบางสิ่งที่ไม่เพียง 0 หรือ 1 แต่จริงๆแล้วมีสถานะเป็นไปได้หลายอย่างในระหว่างนั้น การเก็บโฟลตแบบนั้นจะเป็นเรื่องปกติหรือไม่?
มีทางเลือกให้บิตเป็นหน่วยข้อมูลที่เล็กที่สุดหรือไม่? มีบางสิ่งที่ไม่เพียง 0 หรือ 1 แต่จริงๆแล้วมีสถานะเป็นไปได้หลายอย่างในระหว่างนั้น การเก็บโฟลตแบบนั้นจะเป็นเรื่องปกติหรือไม่?
คำตอบ:
แน่นอนมันเป็นไปได้ทั้งในทางทฤษฎีและปฏิบัติ
ในทางทฤษฎีมีสองทางเลือกคือระบบตัวเลขดิจิตอลที่มีฐานอื่นที่ไม่ใช่ 2 (อันที่จริงระบบทศนิยมที่เรารู้ว่ามันเป็นหนึ่งในระบบดังกล่าว); และระบบตัวเลขที่ไม่ใช่ดิจิตอล การพูดทางคณิตศาสตร์เรากำลังพูดถึงโดเมนที่ไม่ต่อเนื่องและต่อเนื่อง
ในทางปฏิบัติได้มีการสำรวจตัวเลือกทั้งสอง คอมพิวเตอร์ดิจิทัลยุคต้นบางส่วน (เช่น ENIAC) ใช้การเข้ารหัสทศนิยมมากกว่าการเข้ารหัสเลขฐานสองที่แพร่หลายในขณะนี้ ฐานอื่น ๆ เช่นไตรภาคควรเป็นไปได้ (หรือเป็นไปไม่ได้) ภาษาโปรแกรมลึกลับ Malbolge อยู่บนพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ประกอบไปด้วยทฤษฎี; ในขณะที่เหน็บแนมส่วนใหญ่ไม่มีเหตุผลทางเทคนิคว่าทำไมมันไม่ควรทำงาน การจัดเก็บและประมวลผลโดเมนต่อเนื่องทำในอดีตบนคอมพิวเตอร์แบบอะนาล็อกซึ่งคุณสามารถเข้ารหัสปริมาณเป็นความถี่และ / หรือแอมพลิจูดของสัญญาณการสั่นและจากนั้นคุณจะทำการคำนวณโดยใช้การปรับสัญญาณทุกประเภทกับสัญญาณเหล่านี้ วันนี้การคำนวณควอนตัมทำให้ทฤษฎีที่อยู่เบื้องหลังเซลล์จัดเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่องน่าสนใจอีกครั้ง
ทั้งสองทางบิตในฐานะหน่วยข้อมูลที่เล็กที่สุดตามทฤษฎียังคงยืนอยู่เนื่องจากทางเลือกใด ๆ สามารถเข้ารหัสข้อมูลได้มากกว่าใช่ / ไม่ใช่เพียงครั้งเดียวและไม่มีใครมากับหน่วยทางทฤษฎีที่เล็กกว่า (และฉันไม่คาดหวังว่ามันจะเกิดขึ้น เร็ว ๆ นี้)
double
Some of the early digital computers employed decimal encodings rather than the now ubiquitous binary encoding
- ที่จริงแล้วการเข้ารหัสทศนิยมยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน ก็เรียกว่าBCD BIOS ในคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่จะใช้มัน(สำหรับวันที่เป็นฐานสิบ)รวมถึงเครื่องคิดเลข cheapo ส่วนใหญ่เพราะมันต้องใช้วงจรน้อยกว่า(เช่นมันถูกกว่า)เพื่อทำทุกอย่างใน BCD มากกว่าที่จะทำในไบนารีและมี ตัวแปลงไบนารีเป็นทศนิยม
โดยทั่วไปแล้วคุณกำลังอธิบายสัญญาณอะนาล็อกซึ่งใช้ในเซ็นเซอร์ แต่ไม่ค่อยมีการคำนวณภายใน ปัญหาคือเสียงรบกวนคุณภาพลดลงคุณต้องมีการสอบเทียบที่แม่นยำของจุดอ้างอิงที่ยากต่อการสื่อสารและการส่งสัญญาณเป็นปัญหาเนื่องจากสูญเสียความแข็งแกร่งในการเดินทางไกล
หากคุณกำลังสนใจในการสำรวจการใช้คอมพิวเตอร์แบบอะนาล็อกปริญญาตรีมากที่สุด "บทนำอิเล็กทรอนิกส์" เรียนมีคุณสร้างสิ่งที่ต้องการติดตั้งสหกรณ์แอมป์ มันง่ายพอที่จะสร้างแม้ไม่มีคำแนะนำอย่างเป็นทางการ
คุณยังสามารถจัดเก็บสถานะดิจิทัลหลายรายการบนโหนดเดียวกัน ตัวอย่างเช่นแทนที่จะเป็น 0-2.5 โวลต์เป็นศูนย์และ 2.5-5.0 โวลต์เป็นหนึ่งคุณสามารถเพิ่มสถานะที่สามในระหว่าง มันเพิ่มความซับซ้อนมากมายและเพิ่มความไวต่อเสียงรบกวน
สิ่งเหล่านี้เรียกว่า qubits และใช้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัม คุณจะพบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับพวกเขาในวิกิพีเดียรายการ การวิจัยกำลังทำเพื่อให้คอมพิวเตอร์ดังกล่าวมีเสถียรภาพและเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ
เหตุผลหนึ่งที่เราใช้บิตคือช่วยให้เราจัดเก็บและดึงข้อมูลได้อย่างถูกต้อง
โลกแห่งความจริงเป็นอะนาล็อกจึงทั้งหมดคอมพิวเตอร์ข้อมูลผ่านหรือเก็บเป็นอะนาล็อกในท้ายที่สุด ยกตัวอย่างเช่นกระแสของแรงดันไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงบนเส้นลวดหรือประจุแม่เหล็กที่มีความแข็งแรงเฉพาะบนดิสก์หรือหลุมที่มีความลึกเฉพาะบนแผ่นดิสก์เลเซอร์
คำถามคือ: คุณสามารถวัดข้อมูลอะนาล็อกได้อย่างแม่นยำเพียงใด? ลองนึกภาพว่ากระแสบนลวดสามารถตีความได้ว่าเป็นเลขทศนิยมใด ๆ ดังต่อไปนี้:
เป็นต้นระบบนี้จะให้เราส่งข้อมูลจำนวนมากในช่วงเวลาปัจจุบัน แต่มีปัญหา: เราต้องแน่ใจว่าแรงดันคืออะไร หากอุณหภูมิหรือแม่เหล็กหรือรังสีคอสมิกหรืออะไรก็ตามที่ทำให้เกิดความผันผวนเราอาจอ่านหมายเลขผิด และยิ่งเราตั้งใจที่จะวัดอย่างละเอียดยิ่งความเสี่ยงนั้นก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ลองนึกภาพถ้าความแตกต่าง 1 มิลลิโวลต์มีความสำคัญ!
แต่โดยทั่วไปเราจะใช้การตีความแบบดิจิตอลแทน ทุกสิ่งที่เกินขีด จำกัด บางอย่างเป็นจริงและทุกอย่างที่อยู่ภายใต้นั้นผิด ดังนั้นเราสามารถถามคำถามเช่น "มีกระแสใด ๆ เลยหรือ" แทน " แน่นอนว่าในปัจจุบันมากจะมี?"
แต่ละบิตสามารถวัดได้ด้วยความมั่นใจเพราะเราต้องเป็น "ใน ballpark ที่ถูกต้อง" เท่านั้น และด้วยการใช้บิตจำนวนมากเรายังคงสามารถรับข้อมูลได้มากมาย
นอกจากนี้ยังมีคอมพิวเตอร์ประกอบไปด้วยแทนที่จะเป็นไบนารี http://en.wikipedia.org/wiki/Ternary_computer
คอมพิวเตอร์ประกอบไปด้วย (ที่เรียกว่าคอมพิวเตอร์ trinary ) เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ตรรกะ ternary (สามค่าที่เป็นไปได้) แทนกันมากขึ้นตรรกะไบนารี (สองค่าเป็นไปได้) ในการคำนวณ ...
มันอาจจะดูเป็นธรรมชาติมากกว่าสำหรับเรา แต่มีเหตุผลเฉพาะที่เลือกไบนารีสำหรับวงจรดิจิตอลและภาษาโปรแกรม หากคุณมีสถานะสองสถานะคุณจะต้องแยกความแตกต่างระหว่างการตั้งค่าโวลต์สองค่าว่า 0V และ 5V สำหรับการเพิ่มแต่ละครั้งไปยัง radix (ฐาน) คุณจะต้องหารช่วงนั้นเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ค่าที่ไม่ชัดเจนจากกันและกัน คุณสามารถเพิ่มช่วงแรงดันไฟฟ้า แต่มันมีนิสัยที่น่ารังเกียจในการหลอมวงจร
หากคุณต้องการเปลี่ยนประเภทฮาร์ดแวร์จากวงจรดิจิตอลตัวเลือกของคุณมีความหลากหลายมากขึ้น ทศนิยมที่ใช้ในคอมพิวเตอร์เชิงกลเนื่องจากเกียร์มีความทนทานต่อความร้อนได้ดีกว่าและมีความแตกต่างมากกว่าประจุอิเล็กตรอน คอมพิวเตอร์ควอนตัมตามที่ระบุไว้ที่อื่นมีวิธีอื่นในการจัดการกับสิ่งต่าง ๆ คอมพิวเตอร์ออพติคอลอาจทำสิ่งที่เราไม่เคยทำมาก่อนและคอมพิวเตอร์แม่เหล็กก็เป็นไปได้เช่นกัน
ฉันคิดว่าคุณสามารถสร้างรายการที่สามารถเก็บสถานะใด ๆ หรือแม้แต่ทำงานกับข้อมูลอะนาล็อกในปัจจุบัน แม้ว่าการสร้างระบบทั้งหมดและการทำให้ส่วนประกอบเชิงตรรกะทั้งหมดทำงานเพื่อให้ได้สถาปัตยกรรมที่โดดเด่นและสามารถตั้งโปรแกรมได้จะต้องใช้งานจำนวนมากและมีความเสี่ยงทางการเงินสำหรับ บริษัท ใด ๆ ที่จะทำงานนี้
ฉันคิดว่าENIACเป็นสถาปัตยกรรมสุดท้ายที่ใช้เคาน์เตอร์นับสิบตำแหน่งเพื่อจัดเก็บตัวเลข แม้ว่าฉันอาจจะผิดเกี่ยวกับเรื่องนี้และฉันก็ไม่แน่ใจว่านี้มีผลต่อส่วนอื่น ๆ ของเครื่อง
การจัดเก็บข้อมูลสามารถคิดว่าเป็นการส่งต่อไปในอนาคตปัญหาการส่งทั้งหมดที่มีสื่อ (อนาล็อก) อย่างต่อเนื่องจะนำไปใช้
การจัดเก็บสถานะเหล่านั้นอาจเป็นเรื่องเล็กน้อย (สวิตช์แบบสามทางหรือบางประเภทของตาราง) และการจัดเก็บสถานะทางกายภาพเหล่านี้เป็นปัญหาหนึ่งที่คำตอบมากมายครอบคลุมมากกว่าที่ฉันจะทำได้
ข้อกังวลหลักของฉันคือวิธีการเข้ารหัสสถานะที่จัดเก็บและดูเหมือนว่ามีความเป็นไปได้สูงว่างานนี้เป็นเรื่องไร้สาระเนื่องจากบิตมีเพียงพอสำหรับการแสดงข้อมูลต่อเนื่องที่ใช้งานได้จริงขึ้นอยู่กับความถูกต้องที่คุณต้องการ
ข้อมูลต่อเนื่องที่แท้จริงนั้นเป็นไปไม่ได้ที่จะเก็บด้วยวิธีนี้ แต่สมการสำหรับคำนวณเช่น
1/3
สามารถเก็บไว้ได้
เบาะแสและเฉลียวเป็นชิ้นเล็ก ๆ ของข้อมูลกว่าเล็กน้อย มักจะต้องใช้คำใบ้หลายอย่างเพื่อสร้างค่าที่แน่นอนของบิต Inklings นั้นแย่กว่า: ไม่ว่าคุณจะบวกจำนวนเท่าไหร่คุณก็ยังไม่รู้ค่าของบิตที่ได้
อย่างจริงจังยิ่งกว่ามีlogics หลายค่าที่หน่วยพื้นฐานสามารถมีสถานะใดสถานะหนึ่งใน n รัฐโดยที่ n> 2 คุณสามารถพิจารณาหน่วยเหล่านี้ให้นำข้อมูลน้อยกว่าบิตในแง่ของย่อหน้าก่อนหน้า แต่จากทฤษฎีข้อมูล มุมมองที่คุณต้องบอกว่าพวกเขาพกพามากขึ้น ตัวอย่างเช่นคุณต้องการสองบิตในการแสดงข้อมูลจำนวนเดียวกันซึ่งค่าเดียวในตรรกะสี่ค่าสามารถดำเนินการได้
ฐานตัวเลขที่ดีที่สุดคือ eแต่เนื่องจากวิธีที่ง่ายที่สุดในการแสดงตัวเลขในระบบอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลนั้นมีสองสถานะ (high voltage = 1, low voltage = 0) จึงเลือกการแทนเลขฐานสอง
e
โดยไม่ต้องพูดถึงnat ? สำหรับความอัปยศ.
มีหน่วยข้อมูลที่เป็นไปได้น้อยลง ฉันไม่ทราบชื่ออย่างเป็นทางการสำหรับมันเรียกว่ายกเลิก
บิตเป็นคำสั่งผสมที่ชาญฉลาดสำหรับ "Binary DigIT" ซึ่งหมายความว่ามันมีสองสถานะที่เป็นไปได้ ดังนั้นจะต้องมีชนิดของตัวเลขที่มีเพียงรัฐเดียวที่เป็นไปได้
ลองดูความหมายนั่น หมายความว่าคุณมีศูนย์ที่จะทำงานได้
คุณจะนับอย่างไร ในระบบ x-base ใด ๆ คุณเพิ่มค่าจนกว่าตัวเลขจะหมดและเพิ่มตัวเลขเพื่อสร้างตัวเลข หากคุณมีเพียงหนึ่งหลักคุณจะไม่มีหลักในทันทีดังนั้น:
ศูนย์ = 0 หนึ่ง = 00 สอง = 000 และอื่น ๆ
นี่เป็นธรรมชาติที่ชัดเจนมากขึ้น: ยิ่งมีมากขึ้น! มันแมปอย่างสมบูรณ์แบบกับสิ่งต่าง ๆ จำนวนไม่ต่อเนื่อง กี่มันฝรั่ง 00000 นั่นคือสี่มันฝรั่ง รอสักครู่ ... ที่ถูกปิดโดยหนึ่ง หากคุณไม่ชอบคุณสามารถกำหนดค่าใหม่เป็น 0 ได้ มันเป็นธรรมชาติจริง ๆ : ไม่มีเลขศูนย์คือไม่มี, หนึ่งศูนย์คือหนึ่ง, สองศูนย์คือสอง, และอื่น ๆ
นี่เป็นสิ่งที่ใช้ไม่ได้สำหรับเครื่องโซลิดสเตต ตัวเลขจะต้องมีการวางและนำออกทางกายภาพและไม่สามารถปรับขนาดได้ดี
ฉันไม่สามารถหาข้อมูลอ้างอิงที่ชัดเจนภาษาอังกฤษ แต่เท่าที่ผมจำได้จากทฤษฎีสารสนเทศชั้นบิตเป็นหน่วยพื้นฐานของข้อมูล ข้อมูลเล็กน้อยคือข้อมูลที่คุณได้รับหลังจากการโยนเหรียญยุติธรรม (ความน่าจะเป็น 50% สำหรับแต่ละด้าน) ทุกอย่างอื่นสามารถลดลงถึงสิ่งนี้
แม้ว่าคุณจะใช้อุปกรณ์ที่มีหลายสถานะ แต่ก็สามารถลดเป็นบิตได้เสมอ
หากคุณนิยามว่าเป็นธรรมชาติโดยอยู่ใกล้ชิดกับธรรมชาติของแม่วิธีการเข้ารหัสข้อมูลที่เป็นธรรมชาติที่สุดคือการผสมผสานของอะดีนีนไซโตซินกวานีนและไทมีน