30 Янв

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОСТОЯННАЯ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АРИФМЕТИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ КОМПЬЮТЕРА




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Современная теория радиотехники и компьютерной техники базируется на понятиях двух физических величин: пространственной (сантиметры) и временной (секунды) протяжённости [1]. Известные статистические методы оптимального проектирования радиоэлектронных устройств (РЭУ) призваны к поиску способов максимальной передачи лишь энергии сигналов на фоне помех. Фактически в системах передачи и обработки информации на выходе РЭУ необходим максимум воспринимаемой потребителем информации.

В работе ставится задача на основе введенного автором понятия информационной постоянной [2] дать термодинамическую оценку минимально необходимой энергии, необходимой компьютеру для выполнения арифметических операций.

Определение. Информационная постоянная  –это минимальная энергия, необходимая для записи в физическую систему или считывания из неё одного бита информации при температуре окружающей среды  [2, с. 18].

Важно отметить, что “информационная постоянная ” определяется не только постоянной Больцмана, но и температурой Вселенной либо её локальной части. Уместно заметить, что при тщательном анализе и других физических констант, например гравитационной постоянной, обнаруживается их связь с температурой.

Современные электронные устройства, как правило, базируются на цифровых микропроцессорах. Ставится задача оценить достигнутое качество параметров арифметических операций современного микропроцессора (компьютера), сопоставив их с предельными значениями, которые даёт энерго-инфор-мационный подход, основанный на учёте термодинамической связи информации по К. Шеннону с энергией и температурой окружающей среды [1; 2, с. 18].

Даже в компьютере с параллельным выполнением арифметических операций при  каналах потребляемая современным компьютером мощность в сотни миллионов раз превышает ту минимально необходимую, которая определяется законами термодинамики и радиоинформатики. Причина кроется в несовершенстве современной элементной базы радиотехники.

Зафиксировав мощность компьютера, находим, что операции умножения и деления примерно в 2 раза продолжительнее операции сложения. Это хорошо согласуется с мировой практикой эксплуатации компьютеров различных типов и систем. Значит, архитектура современного компьютера достаточно совершенна.

Исследование выполнено в среде MathCAD.

Вывод. Утверждается, что все известные архитектуры современных компьютеров по термодинамическому критерию близки к совершенству. Показано, что по этому критерию энергетические показатели современной элементной базы радиоэлектроники в миллионы раз уступают оптимальной.

Список литературы:

  1. Орличенко А.Н. Информационно-метрическое пространство // Евразийский Союз Ученых info@euroasia-science.ru. Пятая международная научно-практическая конференция «Современные концепции научных исследований» Москва 26-27 сентября 2014 г. Часть 5, № 6, 2014 г., стр.28 – 30.
  2. Орличенко А.Н. Информация и алгоритмическая радиоинформатика. Научно-популярное издание. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001 – 52 с.
    ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОСТОЯННАЯ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АРИФМЕТИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ КОМПЬЮТЕРА
    Written by: Орличенко Александр Николаевич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 05/24/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.01.2015_01(10)
    Available in: Ebook