Универсальная Схема Эволюции

Nur · июля 22, 2013, 10:55:26

Теперь, исходя из логики изложения, нужно понять - что в технологиях может быть аналогом черных дыр и какова предельная скорость обработки информации, т.е. своеобразная скорость света в информационном мире...

Nur · июля 25, 2013, 12:01:31

Для начала нужно проследить динамику изменения быстродействия вычислительных устройств в процессе их развития. Если использовать данные, которые приводятся в инете, то производительность суперкомпьютеров росла следующим образом:

Год Производительность, Наименование
FLOPS порядка
1941 10^0 флопс
1948 10^3 килофлопс
1964 10^6 мегафлопс
1987 10^9 гигафлопс
1997 10^12 терафлопс
2008 10^15 петафлопс
2016 (прогноз) 10^18 эксафлопс
2022 (прогноз) 10^21 зеттафлопс
2026 (прогноз) 10^24 йоттафлопс
2029/2030 (прогноз) 10^27 ксерафлопс

Nur · июля 25, 2013, 12:37:02

При этом скорость вычисления ограничена полной доступной энергией устройства. Специалистам из Массачусетского технологического университета Н. Марголусу и Л. Левитину в свое время удалось показать, что что минимальное время преключения 1 бита информации равно одной четверти постоянной Планка, деленной на полную энергию h/4E.
По утверждению физика из того же МTI Сета Ллойда, «...если бы всю эту энергию физической массы так называемого «предельного» компьютера можно было бы использовать в вычислительном процессе, время переключения бита достигло бы величин порядка 10^51 секунды. Полученное значение существенно больше "планковского промежутка времени" (10^44 секунды), т.е. минимального временного интервала, который, с точки зрения квантовой гравитации, требуется для протекания любого физического события.» Источник - http://www.nkj.ru/archive/articles/5468/А.Шишлова. Поэтому, как полагают многие специалисты, время переключения порядка 10^51 с просто недостижимо из-за принципиальной невозможности мобилизовать энергии соответствующих масштабов.

Nur · июля 26, 2013, 05:04:13

Обычный пользователь, если задается вопросом о вычислительной мощности своего РС, сталкивается с понятием тактовой частоты процессора. Она показывает, какое количество основных операций выполняется в секунду и измеряется в герцах. Основная операция, выполняемая процессором, может включать в себя множество более рядовых операций вычисления (так называемых операций с плавающей запятой), почему результаты измерения в флопсах и герцах различаются.
Применительно к головному мозгу понятие тактовой частоты может выглядеть следующим образом. В сети есть такая информация: "Через синапс от одного нейрона передается химический или электрический импульс другому нейрону. Количество нейронов в головном мозге человека примерно равно 100 000 000 000 (ста миллиардам). Данные в из разных источников немного различаются, но в целом картина схожа. Каждый из этих нейронов имеет от 7000 до 10 000 синапсов. В среднем, через один синапс проходит 10 импульсов в секунду, т.е. мы имеем тактовую частоту 10 герц на одну синаптическую связь. ...100 000 000 000 нейронов мы умножаем на 10 000 их синаптических связей и умножаем все это на 10 герц. Мы получаем число с шестнадцатью нолями после единицы, а иначе 10^16." Источник - http://habrahabr.ru/sandbox/57035/

Nur · июля 26, 2013, 05:40:45

Для пользователя, можно предположить, сведения о тактовой частоте интересны постольку, поскольку говорят о том, что с ростом частоты уменьшается время обработки информации, проще говоря - увеличивается скорость работы компьютера. Теперь вернемся к посту № 601. Из приведенной таблицы видно, что за последние 70 с небольшим лет время, затрачиваемое на увеличение вычислительной мощности в 1 тыс. раз, постепенно уменьшалось примерно с 20 до 3-4 лет.
Образно говоря, получается, что двигаясь вдоль исторической шкалы с относительно постоянным ускорением (уменьшением периода увеличения мощности устройства в 1000 раз), мы двигаемся в сторону увеличения тактовой частоты процессора и скорости обработки информации. Своеобразная аналогия допплеровского эффекта, т. е. движения наблюдателя в инерциальной системе отсчета навстречу к источнику световых волн, только в историческом масштабе.

Zakharov_Pavel · июля 27, 2013, 01:10:34

10 карточек с комментариями (8951 - 8960) в Картотеке (обновление 26 июля):

8951: Культура катастрофы.
8952: Linux оказался бактерией.
8953: В Костромской области начали освЯщать аварийно-опасные участки дорог.
8954: Twitter станет официальным поставщиком новостей для трейдеров.
8955: Просто очень интересная наука.
8956: Удивительное сходство между генетическим и компьютерным кодами.
8957: Универсальное распределение частоты (использования) компонентов...
8958: Светодиодное освещение для офисов на массовом рынке.
8959: Первый тепловоз с электрической передачей.
8960: М. Кронгауз. "В интернет пришла огромная масса девочек..."

+ 10 карточек прошлого выпуска.

http://triz-evolution.narod.ru/Cards_30726.pdf

Приятного чтения!

Nur · июля 27, 2013, 01:28:36

Zakharov_Pavel, приветствую!

Что Вы думаете о применимости положений ОТО к процессу эволюции техники...

С уважением,
Nur.

Nur · июля 27, 2013, 03:14:25

Уважаемый Zakharov_Pavel,
воздерживался прежде от комментариев к карточкам, но теперь решился высказать свое мнение по поводу последней подборки.
1. Большая благодарность лично Вам за материал о методике Хофстеда. Выделение так называемых "женских" и "мужских" коллективов интересно лично для меня, но в связи с историческим процессом.
2. Все же, похоже, требуется уточнить. Выживание "наиболее приспособленных" - это штамп, пришедший на смену другому подобному изречению: "выживает сильнейший". В общем виде под выживанием здесь нужно понимать возможность передать собственную наследственную информацию большему числу потомков. Выживаемость измеряют отношением числа взрослых особей, участвующих в размножении, к числу родившихся в каждом поколении. Выживаемость, в процессе эволюции, сопровождается закономерным падением плодовитости, почему увеличение выживаемости выше средней (коррелирующее с увеличением приспособленности) в итоге заметно снижает эффективность естественного отбора, эволюционную пластичность вида и, тем самым, обрекает его на вымирание. Так что такое выражение нужно использовать очень осторожно, особенно, когда хочется подчеркнуть перспективу выигрыша в конкурентной борьбе. Достижение монопольного положения исключает всякие перспективы развития и ведет к полному разрушению в дальнейшем.

Nur · июля 27, 2013, 03:41:38

Выживают не "самые приспособленные", а обладающие большим потенциалом присосабливаемости, т.е. - самые средние или пластичные, так будет точнее.
3. В материале, посвященном исследованию Сергея Маслова и Тин Я. Пана я не увидел ничего, что описывало бы аналогию "программного кода" генетическому. Строго говоря, генетический код - это свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов, состоящих из различных сочетаний очень ограниченного набора азотистых оснований и еще правила, определяющие их взаимную комплементарность. Было бы очень интересно узнать, насколько способ создания программы соответствует основным положениям определения понятия генетического кода.
В материале, как Вы точно выразились, речь идет о, возможно, высокой степени общности (аналогичности) "...между эволюциями цепочек ДНК и эволюциями компьютерных программ..." Может быть, есть резон вынести вопрос о степени такого соответствия в отдельную тему на форуме...

Nur.

Nur · июля 27, 2013, 03:47:54

Кстати, эволюция "цепочек ДНК" - еще та проблема...

Nur · июля 27, 2013, 05:14:56

Особенно в части преобразований структуры молекулы ДНК. Все-таки здесь понимается аналогия преобразованию не химической структуры молекулы нуклеиновой кислоты, а наследуемому изменению генотипа. Однако, похоже, что вся изменчивость программного обеспечения в материале последней подборки карточек сводится к аналогии с горизонтальным переносом генов. А как быть с аналогиями другим мутациям, а также потоку генов и рекомбинациям... Кроме того, те же мутации бывают не только индуцированными, но и спонтанными. Происходят ли на практике изменения программ под влиянием, например, неожиданных сбоев в работе компьютеров из-за скачка напряжения в сети, которые остаются необнаруженными со стороны специалистов, а потом устойчиво копируются и сохраняются при инсталляциях... Могут ли происходить преобразования ПО (либо его частей) за счет произвольной, т.е. несанкционированной специалистами или пользователями, дупликации... Что можно сказать об обмене частями двух одинаковых программ, приводящих к новой комбинации команд (такое вообще возможно)...

Nur · июля 27, 2013, 05:43:31

4. Наконец, имеются ли в структуре программ, кроме смысловых команд, вставки, наличие которых сказывается на возможности реализации команды, а также повторы, не несущие никакой смысловой нагрузки, а служащие, например, для самопроизвольной репарации поврежденного участка программы... Существуют ли в программах последовательности, не играющие никакой роли в процессах работы и манипуляций с ПО, но заметно увеличивающие размеры программ... При этом постоянно передающиеся следующим поколениям пользователей... Я это к тому, что, может быть, более обоснованным будет поиск аналогий не между геномом и ПО, а между генетическим кодом и языками... Такие попытки уже предпринимались в прошлом...
И самый простой из вопросов - из материала я понял, что существует ПО, генерирующее среду, в которой поддерживаются различные сервисы и программы, обеспечивающие реализацию узких задач. Существует ли метод, с помощью которого можно показать производный характер специализированных программ (по отношению к средогенерирующему ПО)... Как выявляется степень родства между программами... Решаема ли задача построения своеобразного "эволюционного древа" ПО с помощью понятий, аналогичных понятиям в современной биологической систематике, в частности, принципиально сходного с кладограммой - "древовидным графом, отражающим отношения сестринского родства между таксонами." А в данном случае - например, между пакетами программ...

Nur · июля 28, 2013, 06:25:24

Теперь об аналогии замедлению времени. Хорошо известны эффекты, связанные с прогрессом в области развития техники. По мере ее совершенствования идеи, радикально изменяющие дизайн и принципы действия, реализуются все реже и интервал, разделяющий принципиальные технические решения – становится все больше. Вместе с тем, подобно росту числа подуровней в оболочках атомов, в пределах этого интервала растет количество промежуточных конструкций.
Самым наглядным и простым способом его можно продемонстрировать уже на примере эволюции компьютерных технологий. Ниже приводится хронологическая последовательность появления ключевых (согласно сведениям из инета) технических решений, определивших прогресс в развитии архитектуры настольных персональных компьютеров.

Период до начала 1990-х годов.
«...
1947 г. Три учёных в лабораториях компании Bell Labs, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин - изобрели точечный транзисторный усилитель, что позволило уменьшить размеры компьютеров, до этого использовавших электронные лампы.
1957 г. Впервые реализован язык программирования высокого уровня, носивший название Фортран.
1958 г. Джек Килби из компании Texas Instruments построил первую электронную микросхему, где пять компонентов были интегрированы на одной плате из германия размером в 1,5 см в длину и 1-2 мм в толщину.
1959 г. Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor, построил интегрированную электронную микросхему, где компоненты были соединены друг с другом алюминиевыми линиями на окисленной поверхности кремния (silicon-oxide).
1960 г. Компания DEC представила первый миникомпьютер PDP-1 (Programmed Data Processor), стоимость которого составляла 120 000 долл. Это был первый коммерческий компьютер, оснащенный клавиатурой и монитором.
1963 г. Дуглас Энгельбарт изобрёл компьютерную мышь.
1964 г. Американская Ассоциация Стандартов принимает новый 7-битовый стандарт для обмена информации ASCII (American Standard Code for Information Interchange).
1964 г. Джон Кемени и Томас Курц в Дартмутском колледже, разработали язык программирования BASIC. Этот язык программирования с различными модификациями применялся почти во всех персональных и домашних компьютерах 1970-80-х годов.
1966 г. Американский офис патентов выдает доктору Роберту Деннарду из компании IBM патент № 3387286 на однотранзисторную ячейку памяти (DRAM Dynamic Random Access Memory — Динамическая Память с Произвольным Доступом) и на базовую идею 3-транзисторной ячейки памяти. Такой тип памяти сейчас повсеместно используется для краткосрочного хранения информации.
1966 г. Дуглас Энгельбарт из исследовательского института Стэнфорда, представляет систему, состоящую из буквенной клавиатуры, цифровой клавиатуры, мышки и программы, поддерживающей вывод информации на экран в разных «окнах». На демонстрации показывают текстовой редактор, систему, разрешающую строить ссылки на информацию и программу для коллективной работы.
1971 г. Появление первого микропроцессора (процессора, помещающегося на интегральной микросхеме) Intel 4004. Этот процессор имел разрядность в 4 бита, и применялся, например, в калькуляторах или схемах управления светофорами.
1971 г. Фирмой IBM была представлена первая дискета диаметром в 8″ (200 мм) с соответствующим дисководом.
1973 г. Исследовательский центр Xerox PARC предоставил Xerox Alto — первый в мире образец компьютера с оконным (графическим интерфейсом).
1973 г. Выпущен жёсткий диск модели IBM 3340, впервые объединивший в одном неразъёмном корпусе пластины диска и считывающие головки.
1975 г. Билл Гейтс и Пол Аллен написали интерпретатор языка BASIC для компьютера Altair 8800.
1975 г. HP BPC стал первым 16-битным микропроцессором в мире.
1976 г. Финне Коннер (англ. Finis Conner) пригласил Алана Шугарта принять участие в разработке и выпуске дисководов с дисками диаметром 5¼″, в результате чего фирма Shugart Associates, разработав контроллер и оригинальный интерфейс Shugart Associates SA-400, выпустила дисковод для миниатюрных (mini-floppy) гибких дисков на 5¼″, который, быстро вытеснив дисководы для дисков 8″, стал популярным в персональных компьютерах.
1981 г. Sony выводит на рынок дискету диаметром 3½″ (90 мм). В первой версии (DD) объём составляет 720 килобайт (9 секторов). В 1984 году фирма Hewlett-Packard впервые использовала этот накопитель в своем компьютере HP-150. Поздняя версия (HD) имеет объём 1440 килобайт или 1,44 мегабайт (18 секторов).
1981 г. Одним из первых графических адаптеров для IBM PC стал MDA (Monochrome Display Adapter).
1981 г. Первой цветной видеокартой стала CGA (Color Graphics Adapter), выпущенная IBM и ставшая основой для последующих стандартов видеокарт.
1981 г. Появился SQL (англ. Structured Query Language — язык структурированных запросов) — универсальный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных SQL/DS. Чуть позже к IBM присоединились Oracle, Relational Technology и другие производители.
1983 г. Разработан стандарт MSX на архитектуру бытового компьютера; компьютеры этого стандарта производились различными компаниями преимущественно в Японии.
1984 г. Появление extended memory. Спецификация расширенной памяти (англ. Expanded Memory Specification, EMS) была разработана совместно Lotus Software, Intel и Microsoft, поэтому часто встречается сокращение LIM EMS.
1984 г. Появление USB. Флеш память была изобретена Фудзи Масуока (Fujio Masuoka), когда он работал в Toshiba в 1984 году. Имя «флеш» было придумано также в Toshiba коллегой Фудзи, Сёдзи Ариизуми (Shoji Ariizumi), потому что процесс стирания содержимого памяти ему напомнил фотовспышку (англ. flash). Масуока представил свою разработку на IEEE 1984 International Electron Devices Meeting (IEDM), проходившей в Сан-Франциско, Калифорния. Intel увидела большой потенциал в изобретении и в 1988 году выпустила первый коммерческий флеш-чип NOR-типа.
1985 г. Началась эпоха массового перехода на 32-битные микропроцессоры вместе с процессором Intel 386.
1986 г. Разработка «глобальных» версий интерфейса программы BIOS Setup.
1986 г. Появление стандарта ATA. Первоначальная версия стандарта была разработана фирмой Western Digital и по маркетинговым соображениям получила название IDE (англ. Integrated Drive Electronics — «электроника, встроенная в привод»).
1986 г. Появление звуковых карт. В 1986 году в продажу поступило устройство фирмы Covox Inc. Оно присоединялось к принтерному порту IBM PC и позволяло воспроизводить монофонический цифровой звук. Пожалуй, Covox можно считать первой внешней звуковой платой.
1988 г. Появление CD, DVD и BD-ROM-приводов. Совместимость форматов CD-R и обычных компакт-дисков (CD и CD-ROM), была достигнута компанией Taiyo Yuden, которая разработала особые материалы для изготовления записывающего слоя..."

Nur · июля 28, 2013, 10:14:15

Уважаемый Zakharov_Pavel, добрый день!

Вы куда пропали....

С почтением,
Nur.

Nur · июля 28, 2013, 11:29:55

1990-е годы.
"...
1990 г. Фирма Microsoft выпустила Windows 3.0.
1990 г. Тим Бернерс-Ли разработал язык HTML (Hypertext Markup Language — язык разметки гипертекста; основной формат Web-документов) и прототип Всемирной паутины.
1991 г. Фирма Microsoft выпустила ОС Windows 3.1.
1991 г. Разработан графический формат JPEG.
1991 г. Филипп Циммерман придумал PGP, систему шифрования сообщений с открытым ключом.
1992 г. Появилась первая бесплатная операционная система с большими возможностями — Linux. Автор этой системы, финский студент Линус Торвальдс решил поэкспериментировать с командами процессора Intel 80386 и то, что получилось, выложил в Internet. Сотни программистов из разных стран мира стали дописывать и переделывать программу. Она превратилась в полнофункциональную работающую операционную систему. История умалчивает о том, кто решил назвать ее Linux, но как появилось это название — вполне понятно. «Linu» или «Lin» от имени создателя и «х» или «ux» — от UNIX, так как новая ОС (операционная среда) была очень на нее похожа, только работала теперь и на компьютерах с архитектурой х86.
1992 г. Появление перезаписываемой BIOS компании Phoenix.
1992 г. DEC представил первый 64-битный процессор RISC Alpha.
1992 г. Появляется первая версия шины PCI. Intel объявляет, что стандарт шины будет открытым, и создаёт PCI Special Interest Group. Благодаря этому любой заинтересованный разработчик получает возможность создавать устройства для шины PCI без необходимости приобретения лицензии. Первая версия шины имела тактовую частоту 33 МГц, могла быть 32- или 64-битной, а устройства могли работать с сигналами в 5 В или 3,3 В. Теоретически, пропускная способность шины 133 Мбайт/с, однако в реальности пропускная способность составляла около 80 Мбайт/с.
1993 г. Фирма Intel выпустила 64-разрядный микропроцессор Pentium, который состоял из 3,1 млн транзисторов и мог выполнять 112 млн операций в секунду.
1993 г. Появился формат сжатия видео MPEG.
1994 г. Начало выпуска фирмой Power Mac серии фирмы Apple Computers — Power PC.
1993 г. Компания Intel выходит из ассоциации VESA и начинает предпринимать активные шаги по продвижению шины PCI на рынке. Ответом на критику со стороны специалистов из конференций Usenet и конкурирующих компаний (характеристики шины были во многом аналогичны, например Zorro III, публиковались статьи об ошибочном дизайне шины) стала PCI 2.0.
1995 г. Компания NEC объявила о завершении разработок первого в мире кристалла с объемом памяти 1 Гбайт.
1995 г. Появилась операционная система Windows 95.
1995 г. UN представила язык программирования Java.
1995 г. Появился формат RealAudio — альтернатива MPEG.
1995 г. Появляется версия PCI 2.1 (ещё одно название — «параллельная шина PCI»), которая обеспечила передачу данных по шине с частотой 66 МГц и максимальную скорость передачи в 533 Мбайт/с (для 64-битного варианта с частотой 66 МГц). Кроме того, эта шина уже была поддержана на уровне ОС Windows 95 (технология Plug and Play). Версия шины PCI 2.1 оказалась настолько популярной, что вскоре уже она была перенесена на платформы с процессорами Alpha, MIPS, PowerPC, SPARC и др.
1995 г. Появление стандарта ATX. Этот стандарт был разработан и предложен компанией Intel для замены использовавшемуся долгое время AT. Кроме самой Intel, замена начала производиться поставщиками OEM-техники (HP и т. д.), затем была подхвачена поставщиками компонентов — материнских плат и блоков питания к ним. Массовое вытеснение прежнего стандарта произошло в конце 1999 — начале 2001 года. Другие современные стандарты (microATX, flexATX, mini-ITX) обычно сохраняют основные черты ATX, изменяя лишь размеры платы и количество слотов расширения.
1995 г. Появление Extensible Firmware Interface (EFI) — интерфейса между операционной системой и микропрограммами, управляющими низкоуровневыми функциями оборудования, его основное предназначение: корректно инициализировать оборудование при включении системы и передать управление загрузчику операционной системы. EFI предназначен для замены BIOS — интерфейса, который традиционно используется всеми IBM PC-совместимыми персональными компьютерами. Изначально EFI создавалась для первых систем Intel-HP Itanium. Ограничения PC-BIOS (16-битный исполняемый код, адресуемая память 1 Мбайт, аппаратные ограничения IBM PC/AT и т. д.) были очевидно недопустимы в больших серверных платформах, для использования в которых планировался Itanium. Изначально назывался — Intel Boot Initiative (Загрузочная Инициатива Intel), позже было переименовано в EFI. Спецификация EFI 1.02 была Intel выпущена 12 декабря 2000. (Версия 1.01 имела проблемы в юридическом плане, связанные с торговой маркой, и была быстро изъята). Спецификация EFI 1.10 была выпущена 1 декабря 2002. Она включала модель драйвера EFI, а также несколько незначительных улучшений по сравнению с версией 1.02.
1996 г. Фирма Microsoft выпустила Internet Explorer 3.0 — серьезного конкурента Netscape Navigator.
1996 г. В Японии появились первые диски и проигрыватели DVD.
1996 г. Появились видеокарты на основе процессора Voodoo Graphics, который впоследствии стал называться Voodoo I, производства 3Dfx. Они надолго сделали название производящей их компании синонимом слова 3D-акселератор. Типичное рабочее разрешение для Voodoo I составляло 512 x 384 пикселей, максимальное – 640 x 480 при глубине цвета в 16 бит, поддерживалось до 4 МБ видеопамяти.
1996 г. Компанией Intel разработана AGP (от англ. Accelerated Graphics Port, ускоренный графический порт) - специализированная 32-битная системная шина для видеокарты. 1997 г. Первый привод, поддерживающий запись DVD-R, выпущен Pioneer в октябре. Стоимость этого привода, поддерживающего спецификацию DVD-R версии 1.0, составляла 17 000 долл. Чистые диски объёмом 3,95 ГБ стоили по 50 долл. США.
1997 г. Фирма Apple выпустила операционную систему Macintosh OS 8.
1998 г. Вышла вторая версия (спецификация AGP 2.0) — AGP 4x, которая могла пересылать уже 4 блока за один такт и обладала пропускной способностью около 1 ГБт/с. Уровень напряжения вместо обычных 3,3 В был понижен до 1,5 В..."