Здравствуйте, Shmj, Вы писали:

S>Вот, самый простой двоичный элемент мы определили -- это реле с контактами на размыкание.

Вообще-то реле посложнее лампы будет и на порядки сложнее полевого транзистора. Это если мы всё еще о сложности.


S>Что же такого особенного в реле с контактами на размыкание, что из него можно построить вычислительную систему?

Повторю в 3-й раз — возможность построить элемент, удовлетворяющий критериям Поста.
А этот "элемент" в случае реле состоит из:
— источника напряжения;
— минимум двух реле, работающих на размыкание;


S>Там принцип рычага используется или еще какое-нибудь физическое явление, которое не возможно заменить?

Там нелинейная ф-ия, позволяющая построить базис для двоичного исчисления через комбинаторное её применение.


V>>В них общее надежность и дешевизна в сравнении с другими технологиями, вестимо.
S>А сам физический принцип, если не брать во внимание вопрос цены?

Если ты про физический принцип как электромагнетизм, то да, это одного поля ягоды. Но, опять же, оно стало популярно из-за дешевизны и надёжности (с чего я начал).

Ну и скорость распространения изменений напряжения в электрической схеме близка к скорости света, а это максимально достижимая скорость. Ну это если пренебречь сопротивлениями/емкостями/индуктивностями. Но пренебречь получается плохо, поэтому для передачи инфы уже давно рулят оптические вычислители.

Правда, сие ортогонально твоему изначальному вопросу. Ты ведь не спрашивал про скорость вычислений, ты спрашивал про их реализуемость.


S>Что за физический принцип позволяет им быть вычислительными элементами?

(Включив максимальное терпение для бесконечного повтора одного и того же)
Никакого особенного физического принципа тут нет. Принцип тут сугубо математический, а именно — некая нелинейная ф-ия позволяет на её основе построить базис двоичного исчисление.

Для двоичного исчисления нужны: (а) инвертор (две зацепленные шестерни по схеме рядом — это простейший инвертор), (b) два устойчивых состояния системы (для шестерни будет — зацеплено/не зацеплено) и (с) способ комбинировать входные сигналы (например, вращение одной шестерни управляет фактом зацепления другой).


S>Ведь из одних только конденсаторов или резисторов вычислительную машину сделать не получится, так?

Аналоговые вычислители именно строились на конденсаторах, катушках и резисторах. Первое поколение ракет летало в космос на аналоговых компьютерах.


S>Это элемент или законченная система?

Спор плавно перетекает в беспощадный, то бишь терминологический?

Реле — это элемент, или законченная система? Реле — это сама по себе сложнейшая система (зависит от точки зрения на систему). Ну и, на единичном реле ты ничего не построишь, нужна система их для формирования базиса (опять и снова).


S>Мы говорим про элемент.

Это ты говоришь про "элемент" в попытках упростить происходящее, ИМХО.
Для упрощения (абстракций) нам дана математика и я тебе давал ссылки на математические критерии. Ты ходил по ним?

Ведь та же лампа или транзистор — это, в свою очередь, сложнейшие системы, которые сами состоят из кучи элементов и в каждой такой системе совместно участвуют несколько физических явлений.

Например, в лампе:
— эффект эмиссии электронов;
— эффект взаимодействия заряженной частицы и электрического поля;
— эффект линейной суперпозиции электрических полей;

Далее еще больше возвращаю тебя на грешную землю — лампа управляет током, а не напряжением. Но для управления следующим ламповым каскадом нам, таки, требуется именно напряжение. Поэтому, чтобы из тока лампы опять получить напряжение, её нагружают резистором, подключая оный м/у анодом и плюсом питания.

Т.е., система на лампе получается еще более сложной, в ней дополнительно участвуют следующие физические явления:
— конечная (численно) проводимость материалов;
— пропорциональность падения напряжения на проводнике в зависимости от проходящего через проводник тока.

Но и этого мало!
Одиночная лампа+резистор образуют схему, аналогичную хорошо известной на сегодня схеме с открытым коллектором. А это лишь схема НЕ, то маловато для базиса. Но "схема с открытым коллектором" позволяет нагружать два и более ключа одним резистором (комбинировать ключи), получая в итоге двоичную ф-ию (n)ИЛИ-НЕ, которая уже достаточна для формирования базиса двоичного вычисления.

Видишь, какой сложный фокус-то, если слегка копнуть?


S>Сможете ли вы выделить базовый вычислительный элемент этой системы.

Минимальный базовый вычислительный элемент в такой системе будет состоять из двух ламп и одного резистора. Никакой более простой (минимальный) элемент уже не будет составлять базис.

Аналогично с транзистором. Минимум два транзистора по схеме с открытым коллектором (истоком), нагруженные на один резистор, будут составлять базис. Одно плохо — такая схема отличается крайне низким быстродействием, раз на уровне быстродействия ламповых схем. Поэтому, популярность получили двухтактные схемы, например, TTL. По схеме TTL "активным" сигналом был выбран логический "0", что было необходимо для целей помехозащищенности по питанию. Поэтому, схема реализует обратную ф-ию — (n)И-НЕ, которая тоже годится для базиса двоичного исчисления.

В минимальном ключе TTL у нас участвуют 5 транзисторов + 3 резистора + минимум один диод:

Да, часто рисуют один транзистор с двумя эмиттерами — это эквивалентно двум транзисторам, соединённым коллекторами и базами.
Входными (защитными) диодами можно пренебречь, но выходной — обязателен, иначе не получится полностью закрыть верхний выходной транзистор в отсутствии сигнала (0-ля) на входе.

Нехилый такой "базовый элемент" нарисовался, не?


S>Ну хорошо. Только для построения вычислительной машины вам потребуется к вычислительным элементам добавить повторители. От усиления никуда не уйти.

Это только для целей однородности элементов в схеме. А если у нас некая схема производит "однонаправленные" вычисления, то ничего не мешает постепенно уменьшать масштаб мощностей по направлению от входа к выходу.


V>>Система заслонка-цилиндр-поршень.
S>Очень хорошо. И какие основные физическия явления помогают этой системе стать вычислителем?

Очень плохо, когда теряют нить беседы. ))
Ты спрашивал следующее:

сможете выделить ключевой элемент в паравозе, который производит усиление?

S>Почему заслонка-цилндр-поршень могут преобразовывать информацию а колесо нет?

Колесо чудесно может преобразовывать информацию.
Например, может превращать линейную ф-ию в синус, косинус или наоборот — в арксинус и арккосинус.


S>тоже есть и цилиндр и заслонка и даже поршень. Чего же такого магического в цилиндре и заслонке, что без них нельзя выполнять вычисления?

Без них тоже можно. Это дело конкретной реализации.

Здравствуйте, Shmj, Вы писали:

S>Вот, самый простой двоичный элемент мы определили -- это реле с контактами на размыкание.

Вообще-то реле посложнее лампы будет и на порядки сложнее полевого транзистора. Это если мы всё еще о сложности.


S>Что же такого особенного в реле с контактами на размыкание, что из него можно построить вычислительную систему?

Повторю в 3-й раз — возможность построить элемент, удовлетворяющий критериям Поста.
А этот "элемент" в случае реле состоит из:
— источника напряжения;
— минимум двух реле, работающих на размыкание;


S>Там принцип рычага используется или еще какое-нибудь физическое явление, которое не возможно заменить?

Там нелинейная ф-ия, позволяющая построить базис для двоичного исчисления через комбинаторное её применение.


V>>В них общее надежность и дешевизна в сравнении с другими технологиями, вестимо.
S>А сам физический принцип, если не брать во внимание вопрос цены?

Если ты про физический принцип как электромагнетизм, то да, это одного поля ягоды. Но, опять же, оно стало популярно из-за дешевизны и надёжности (с чего я начал).

Ну и скорость распространения изменений напряжения в электрической схеме близка к скорости света, а это максимально достижимая скорость. Ну это если пренебречь сопротивлениями/емкостями/индуктивностями. Но пренебречь получается плохо, поэтому для передачи инфы уже давно рулят оптические вычислители.

Правда, сие ортогонально твоему изначальному вопросу. Ты ведь не спрашивал про скорость вычислений, ты спрашивал про их реализуемость.


S>Что за физический принцип позволяет им быть вычислительными элементами?

(Включив максимальное терпение для бесконечного повтора одного и того же)
Никакого особенного физического принципа тут нет. Принцип тут сугубо математический, а именно — некая нелинейная ф-ия позволяет на её основе построить базис двоичного исчисление.

Для двоичного исчисления нужны: (а) инвертор (две зацепленные шестерни по схеме рядом — это простейший инвертор), (b) два устойчивых состояния системы (для шестерни будет — зацеплено/не зацеплено) и (с) способ комбинировать входные сигналы (например, вращение одной шестерни управляет фактом зацепления другой).


S>Ведь из одних только конденсаторов или резисторов вычислительную машину сделать не получится, так?

Аналоговые вычислители именно строились на конденсаторах, катушках и резисторах. Первое поколение ракет летало в космос на аналоговых компьютерах.


S>Это элемент или законченная система?

Спор плавно перетекает в беспощадный, то бишь терминологический?

Реле — это элемент, или законченная система? Реле — это сама по себе сложнейшая система (зависит от точки зрения на систему). Ну и, на единичном реле ты ничего не построишь, нужна система их для формирования базиса (опять и снова).


S>Мы говорим про элемент.

Это ты говоришь про "элемент" в попытках упростить происходящее, ИМХО.
Для упрощения (абстракций) нам дана математика и я тебе давал ссылки на математические критерии. Ты ходил по ним?

Ведь та же лампа или транзистор — это, в свою очередь, сложнейшие системы, которые сами состоят из кучи элементов и в каждой такой системе совместно участвуют несколько физических явлений.

Например, в лампе:
— эффект эмиссии электронов;
— эффект взаимодействия заряженной частицы и электрического поля;
— эффект линейной суперпозиции электрических полей;

Далее еще больше возвращаю тебя на грешную землю — лампа управляет током, а не напряжением. Но для управления следующим ламповым каскадом нам, таки, требуется именно напряжение. Поэтому, чтобы из тока лампы опять получить напряжение, её нагружают резистором, подключая оный м/у анодом и плюсом питания.

Т.е., система на лампе получается еще более сложной, в ней дополнительно участвуют следующие физические явления:
— конечная (численно) проводимость материалов;
— пропорциональность падения напряжения на проводнике в зависимости от проходящего через проводник тока.

Но и этого мало!
Одиночная лампа+резистор образуют схему, аналогичную хорошо известной на сегодня схеме с открытым коллектором. А это лишь схема НЕ, то есть маловато для базиса. Но "схема с открытым коллектором" позволяет нагружать два и более ключа одним резистором (комбинировать ключи), получая в итоге двоичную ф-ию (n)ИЛИ-НЕ, которая уже достаточна для формирования базиса двоичного вычисления.

Видишь, какой сложный фокус-то, если слегка копнуть?


S>Сможете ли вы выделить базовый вычислительный элемент этой системы.

Минимальный базовый вычислительный элемент в такой системе будет состоять из двух ламп и одного резистора. Никакой более простой (минимальный) элемент уже не будет составлять базис.

Аналогично с транзистором. Минимум два транзистора по схеме с открытым коллектором (истоком), нагруженные на один резистор, будут составлять базис. Одно плохо — такая схема отличается крайне низким быстродействием, раз на уровне быстродействия ламповых схем. Поэтому, популярность получили двухтактные схемы, например, TTL. По схеме TTL "активным" сигналом был выбран логический "0", что было необходимо для целей помехозащищенности по питанию. Поэтому, схема реализует обратную ф-ию — (n)И-НЕ, которая тоже годится для базиса двоичного исчисления.

В минимальном ключе TTL у нас участвуют 5 транзисторов + 3 резистора + минимум один диод:

Да, часто рисуют один транзистор с двумя эмиттерами — это эквивалентно двум транзисторам, соединённым коллекторами и базами.
Входными (защитными) диодами можно пренебречь, но выходной — обязателен, иначе не получится полностью закрыть верхний выходной транзистор в отсутствии сигнала (0-ля) на входе.

Нехилый такой "базовый элемент" нарисовался, не?


S>Ну хорошо. Только для построения вычислительной машины вам потребуется к вычислительным элементам добавить повторители. От усиления никуда не уйти.

Это только для целей однородности элементов в схеме. А если у нас некая схема производит "однонаправленные" вычисления, то ничего не мешает постепенно уменьшать масштаб мощностей по направлению от входа к выходу.


V>>Система заслонка-цилиндр-поршень.
S>Очень хорошо. И какие основные физическия явления помогают этой системе стать вычислителем?

Очень плохо, когда теряют нить беседы. ))
Ты спрашивал следующее:

сможете выделить ключевой элемент в паравозе, который производит усиление?

S>Почему заслонка-цилндр-поршень могут преобразовывать информацию а колесо нет?

Колесо чудесно может преобразовывать информацию.
Например, может превращать линейную ф-ию в синус, косинус или наоборот — в арксинус и арккосинус.


S>тоже есть и цилиндр и заслонка и даже поршень. Чего же такого магического в цилиндре и заслонке, что без них нельзя выполнять вычисления?

Без них тоже можно. Это дело конкретной реализации.