Как компьютер выполняет вычисления?

Я читаю о компьютерах, и все это кажется мне немного сложным. Я сталкиваюсь с этим предложением:

Для выполнения полезных вычислений нам необходимо необратимо изменить различимые состояния ячеек памяти

Что это значит? Лично я точно не знаю, что такое «различимые состояния» и «ячейки памяти», и поиск в Google, похоже, меня мало освещает.

Если бы мне пришлось угадывать, я бы сказал, что они имеют в виду, что для выполнения полезных вычислений вам нужно изменить состояние бита с 1 на 0 и с 0 на 1. Но я не слишком уверен, поэтому мои вопросы таковы:

Правильна ли моя интерпретация? Означает ли автор, что для вычисления вам нужно изменить 0/1 (то есть состояния) битов (то есть ячеек памяти)?
Если нет, что он имеет в виду? И, в частности, что такое «различимое состояние» и что такое ячейка памяти?

Это источник: http://large.stanford.edu/courses/2012/ph250/kumar1/

memory user30117
источник

Это помогло бы узнать источник этой цитаты. В современных компьютерах человек должен рассматривать все, что ниже напряжения Y, как низкое, а все, что выше него, как высокое. В действительности существует состояние напряжения, где оно ни высоко, ни низко. А undistinguishable stateописал бы это событие.

Ramhound

@Ramhound Вы правы, я добавил источник в свой пост.

user30117

Также стоит помнить, что 0 и 1 являются абстрактными понятиями, которые используют люди, а не фактическим различимым состоянием. База 2 - это простая концепция, поэтому ее используют, когда мы говорим о компьютерных операциях.

Остин Т Френч

@Ramhound Я думаю, что мы более или менее говорим здесь то же самое ... Но да, двоичный файл - это простая аналогия того, как различные компоненты выполняют логику и хранение.

Остин Т Френч

@ user30117: о компьютерах и вычислениях, пожалуйста, посмотрите, как Фейнман описывает компьютеры: Ричард Фейнман Лекция по компьютерной эвристике - YouTube . В двух словах: компьютер НЕ вычисляет. Он обрабатывает данные. Это просто своего рода "регистратор". И это действительно, очень глупо (и, следовательно, быстро, так как настолько глупо, что его поведение можно было воспроизвести с помощью электричества и компонентов)

Оливье Дюлак

Ответы:

Ячейка памяти

Ячейка памяти может быть чем угодно, что может поддерживать определенное состояние. Конечно, в конце мы имеем в виду что-то вроде RAM, но это может быть и монета.

Монета имеет две стороны, головы и хвосты. И если вы перевернете это, оно останется таким, пока вы не перевернете это снова

Отличительные состояния

Вы хотите, чтобы состояния вашей ячейки памяти были отличимы друг от друга. Как отмечено выше, у монеты есть две стороны, головы и хвосты, таким образом, две стороны отличаются друг от друга, потому что они различны.

Нам нужно это свойство, чтобы мы могли назначать значения состояниям. Одно состояние может означать 0, другое может означать 1.

Der Hochstapler
источник

Спасибо, но в конкретном случае вычислений на компьютере я прав, когда говорю, что автор имеет в виду «бит» с «ячейкой памяти» и что «различимые состояния» - это состояния бита, а именно 0 или 1 ?

user30117

Пример, который использовал Оливер, хорош. Потому что одну и ту же монету можно было подбросить и посадить на бок. Это undistinguishable stateни головы, ни хвосты. Ячейка памяти должна быть спроектирована так, чтобы справляться с тем, какое состояние она будет использовать, если это произойдет. Там компьютеры бинарные, а не триные, и они имеют дело с электронами и неспособностью удерживать 100% из них без какой-либо утечки. Бинарная система учитывает все утечки (в пределах разумного), и это не повлияет на другое состояние.

Ramhound

@ user30117: Ну, я думаю, что автор пытается объяснить концепцию вычислений более абстрактно. Тот факт, что наши компьютеры используют двоичную систему с двумя состояниями, является лишь одной реализацией объясненной концепции. И ячейка памяти находится ближе к конденсатору, а «бит» - это просто единица измерения.

Der Hochstapler

@ user30117 - Автор действительно говорит о высоком напряжении и низком напряжении. Компьютер может быть разработан с более чем 2 состояниями. Это не должно быть 0 или 1. Я буду честен. Я бы не стал много читать о том, что написал этот пользователь. Даже не ясно, что PH250 - выпускной класс. Я надеюсь, что вы не используете его в качестве источника для своих собственных занятий

Ramhound

@ user30117: В этом контексте, когда автор пишет об ограничениях закона Мура (идея о том, что вычислительная мощность удваивается в течение определенного периода времени), да, я думаю, он в первую очередь говорит о битах в нашей двоичной системе (он даже упоминает об этом позже). Автор хочет показать физические пределы для закона Мура и, таким образом, также показать пределы вычислительной мощности, которые мы можем достичь, учитывая наше текущее понимание физики.

Der Hochstapler