Alternativas para o estilo / estrutura de 0 e 1 bits

Question

Eu procurei em todos os lugares por essa resposta ou até mesmo pelo menos uma pergunta como essa (mesmo o hardware do Tom não tem nada 'explicitamente' relacionado a isso).

Minha pergunta é simples:

Existe ou há alguma alternativa para a maneira atual como os dados são processados (usando 0s e 1s) na arquitetura do computador?

Eu me deparei com essa pergunta ao procurar um novo PC para comprar e comecei a ver como a Intel e os outros processadores gastam bilhões espremendo mais transistores em chips, etc. (mas isso é apenas parcialmente relacionado à minha pergunta).

Algumas pessoas podem dizer que "0s e 1s são a forma mais baixa de representar dados", o que era verdade quando esses computadores começaram a usar esse sistema. Ainda é o caso hoje? Será que realmente não voltamos diretamente à prancheta para analisar as alternativas de processamento que podem reduzir as necessidades de processamento que enfrentamos atualmente?

Eu sei para alguns de vocês que esta pergunta pode ter uma resposta simples que você acha que está correta, mas apenas pensando sobre isso e indo até os 0s e 1s e até mesmo o próprio transistor, faz você pensar se alternativas para cada método ou etapa da arquitetura existe lá fora (não apenas a representação 0 e 1).

A minha opinião pessoal não está relacionada com a questão "Acredito que por causa da natureza complexa que os PCs atuais têm, a capacidade de fazer algo mais complexo que 0 | 1 processamento no nível mais baixo é algo que pode ser possível hoje, simplesmente porque esse tipo de processamento parece ser uma derrota o objetivo / s da solução complexa do PC foi projetado para "

    

Answer 1

A estrutura 0/1 é, de fato, a maneira mais simples de representar e armazenar dados. Mas lembre-se de que, antes de introduzir a tecnologia digital (para armazenamento), os dispositivos usavam soluções de armazenamento analógicas . Lembre-se também de que a computação quântica está sendo pesquisada atualmente & implementado (mas em um estágio muito inicial), e é outro tipo de representação e processamento de dados.

Referindo-se à computação cotidiana no presente, observe que a arquitetura 0/1 (ou verdadeiro / falso, ativado / desativado, etc) é obrigatória porque a tecnologia atual transmite fluxos digitais (2 estados). Se você tentar tornar as coisas mais complexas no nível mais básico , isso eventualmente tornará o sistema mais difícil de manter e entenderá como ele funciona. Eu não estou dizendo que isso não é possível - como eu disse que a "próxima grande coisa" sobre isso está se aproximando de nós, mas tem que ser feito com muito cuidado para não estragar tudo. Tentar tornar as coisas mais complexas sem motivo não é uma boa ideia. Mas, meu exemplo anterior, a computação quântica, é uma exceção porque é uma nova área da ciência a ser explorada e, acima de tudo, mais eficiente, comparada à tecnologia digital.

Além disso, foi sugerida a idéia de computador ternário (tecnologia de 3 estados em vez de 2 estados), mas não amplamente implementado por algumas razões:

It is much harder to build components that use more than two states/levels/whatever. For example, the transistors used in logic are either closed and don't conduct at all, or wide open. Having them half open would require much more precision and use extra power. Nevertheless, sometimes more states are used for packing more data, but rarely (e.g. modern NAND flash memory, modulation in modems).

If you use more than two states you need to be compatible to binary, because the rest of the world uses it. Three is out because the conversion to binary would require expensive multiplication or division with remainder. Instead you go directly to four or a higher power of two.

These are practical reasons why it is not done, but mathematically it is perfectly possible to build a computer on ternary logic.

Referências / leituras adicionais:

Wikipedia

• Qubit
• Computação quântica
• Sinal analógico
• Sinal digital

Natureza

• Computação quântica eficiente usando conversão coerente de fótons
• Caixa: computação quântica

Outro

• Qubit , da Quantity - o wiki quântico.
• Por que computação binária e não ternária? - do StackOverflow
• Como funciona um computador quântico? - YouTube
• Considere também as referências nos próprios artigos.

Answer 2

A designer knows he has achieved perfection not when there is nothing left to add, but when there is nothing left to take away. -- Antoine de Saint-Exupéry

0s e 1s são apenas uma maneira mais simples de expressar números, e os computadores que conhecemos são todos sobre números. Qualquer número que possa ser escrito usando dígitos de 0 a 9 tem seu equivalente em 0s e 1s (consulte número binário na Wikipedia). Tanto quanto você está usando um computador para cálculos (e é isso que estamos fazendo agora), você não precisa de mais de 2 dígitos. Na verdade, introduzir os próximos dígitos tornaria os cálculos mais complexos, já que você precisaria de outra camada de abstração sobre a arquitetura 0-1 física.

Você também deve estar ciente de que 0 e 1 são estados lógicos: falso e verdadeiro. Outro dígito não seria de muita utilidade, desde que permaneçamos na lógica (embora algumas pessoas afirmem que precisamos de um terceiro estado, arquivo não encontrado ;)) Computadores como os que estamos usando agora não precisam de mais de 0/1.

Mas. Quando você para de pensar em categorias da lógica, essa é uma história completamente diferente. Computadores quânticos estão sendo pesquisados. Na mecânica quântica, há apenas uma probabilidade de que algo é verdadeiro ou falso, o estado real está em algum lugar entre os dois. Há muito poucas pessoas no mundo que poderiam dizer que têm pelo menos alguma ideia geral de como os computadores quânticos funcionam e a ciência por trás deles ainda não está completamente entendida. Mas há poucas idéias quânticas relacionadas a computadores que já foram implementadas, como este .