我到处寻找这个答案,或者至少是像这样的问题(甚至汤姆的硬件也没有任何与此“明确”相关的东西)。
我的问题很简单:
计算机架构中,是否存在当前数据处理方式(使用 0 和 1)的替代方法?
我在寻找新电脑时遇到了这个问题,并开始研究英特尔和其他处理器公司如何花费数十亿美元在芯片上塞入更多的晶体管等等(但这仅与我的问题部分相关)。
有些人可能会说“0 和 1 是最低级的数据表示形式”,当计算机开始使用这种系统时确实如此。今天情况仍然如此吗?我们真的没有重新开始寻找可以减少我们目前面临的处理需求的替代方案吗?
我知道对于某些人来说,这个问题可能有一个简单的答案,你们认为这是正确的,但只要思考一下,并回到0和1,甚至晶体管本身,你就会怀疑是否存在架构的每个方法或步骤的替代方案(而不仅仅是0和1的表示)。
我的个人观点与问题无关 “我相信,由于当前 PC 的复杂性,在最低级别上执行比 0|1 处理更复杂的事情的能力在今天是可能的,只是因为这种类型的处理似乎违背了 PC 设计的复杂求解的目的”
答案1
0/1 结构确实是表示和存储数据的最简单方法。但请记住,在引入数字技术(用于存储)之前,设备使用模拟存储解决方案。还要记住量子计算目前正在研究和实施(但处于非常早期的阶段),它是另一种类型的数据表示和处理。
参照当今的日常计算,请注意 0/1 架构(或真/假、开/关等)是强制性的,因为当前的技术依赖于数字(2 态)流。如果你想让事情变得更复杂从最基本的层面上,最终会使系统更难维护和理解其工作原理。我并不是说这是不可能的——正如我所说,这方面的“下一件大事”正在向我们走来,但必须非常小心地做,以免搞砸。无缘无故地试图让事情变得更复杂并不是一个好主意。但是,我之前的例子,量子计算,是一个例外,因为它是一个值得探索的新科学领域,最重要的是——与数字技术相比,它更高效。
此外,三元计算机(3 态技术而非 2 态技术)已被提出,但由于以下几个原因而未得到广泛实施:
构建使用两个以上状态/级别/其他的组件要困难得多。例如,逻辑中使用的晶体管要么关闭,根本不导通,要么完全打开。让它们半开需要更高的精度并消耗额外的功率。尽管如此,有时使用更多状态来打包更多数据,但这种情况很少见(例如现代 NAND 闪存、调制解调器中的调制)。
如果你使用两种以上的状态,你需要兼容二进制,因为世界上其他地方都使用二进制。三种状态不适用,因为转换为二进制需要昂贵的乘法或余数除法。相反,你可以直接转换为四或更高的 2 的幂。
这些都是为什么没有这样做的实际原因,但从数学上讲,完全有可能在三元逻辑上构建计算机。
参考文献/进一步阅读:
维基百科
自然
其他
- 量子比特,来自“数量”——量子维基。
- 为什么是二进制而不是三进制计算?- 来自 StackOverflow
- 量子计算机如何工作?- YouTube
- 还要考虑文章本身的参考文献。
答案2
设计师知道他已经达到完美,不是因为没有什么可以添加,而是因为没有什么可以删减。——安东尼·德·圣埃克苏佩里
0 和 1 只是表达数字的最简单方式,而我们所知的计算机都是关于数字的。任何可以用 0-9 表示的数字都有其对应的 0 和 1(见二进制数在 Wikipedia 中)。只要您使用计算机进行计算(这就是我们现在所做的),就不需要超过 2 位数字。实际上,引入下一个数字会使计算更加复杂,因为您需要在物理 0-1 架构上增加另一层抽象。
你还应该知道 0 和 1 是逻辑状态:假和真。只要我们坚持逻辑,另一个数字就没什么用(尽管有些人说我们需要第三个状态,文件未找到;) )我们现在使用的计算机不需要超过 0/1。
但。当你不再用逻辑范畴来思考时,那就是完全不同的故事了。量子计算机正在研究中。在量子力学中,某事为真或为假只是一种概率,真实状态介于两者之间。世界上很少有人可以说他们对量子计算机的工作原理至少有一些大致的了解,而量子计算机背后的科学尚未完全理解。但已经实施的量子计算机相关想法很少,比如这个。
答案3
是的,有。我就是其中一种计算机架构和新计算方法的支持者。我称之为 U-Mentalism。有一份关于它的白皮书,名为U-MENTALISM 专利:电影超级计算的开端
欢迎来到未来!