आधुनिक एनालॉग कंप्यूटर: क्या कोई भविष्य है?

हममें से अधिकांश लोग सूचना प्रौद्योगिकी के विकास को डिजिटल क्रांति से जोड़ते हैं। माइक्रोप्रोसेसरों का आगमन, निश्चित रूप से, इलेक्ट्रॉनिक्स को एक नए स्तर पर ले आया। पहले से ही सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर के मालिक होने की दौड़ ने अपना वैज्ञानिक आकर्षण खो दिया है - टेरफ्लोप्स सीधे पैसे और खाली स्थान की मात्रा पर निर्भर करते हैं। सर्वर खरीदें और कंप्यूटिंग क्षमता बढ़ाएं।

विश्वविद्यालय के बाद से, मुझे इस विचार से घृणा हुई है कि मैं चर्चा के लिए हब्रोसैक्विटी को फेंकना चाहूंगा।

डिजिटल युग तक, एनालॉग कंप्यूटर की दिशा विकसित हुई।

एक एनालॉग कंप्यूटर एक उपकरण है जो कम्प्यूटेशनल कार्य करता है, असतत के साथ नहीं, बल्कि निरंतर डेटा के साथ काम करता है। एक बिट एक असतत मूल्य, इकाई या शून्य है। वर्तमान, वोल्टेज, दबाव, तापमान, चमक, शक्ति - इस सूची को लंबे समय तक जारी रखा जा सकता है - निरंतर मूल्य हैं, अर्थात्, उनके सटीक मूल्य को सिद्धांत में नहीं मापा जा सकता है, सब कुछ मापने वाले उपकरण की सटीकता से सीमित है।

यदि डिजिटल प्रौद्योगिकी के लिए आदर्श वातावरण डिजिटल डेटा प्रोसेसिंग है, तो तर्क द्वारा एनालॉग कंप्यूटर के लिए आदर्श वातावरण वास्तविक दुनिया डेटा प्रसंस्करण होना चाहिए - एक छवि या ध्वनि, उदाहरण के लिए। लेकिन किसी कारण से मुझे समझ में नहीं आता है, ज्ञान के इस क्षेत्र को व्यावहारिक रूप से छोड़ दिया गया है। संभवत: इसका उत्तर कुछ कठिन कठिनाइयों का है, शायद कुछ और, लेकिन पिछले दस वर्षों में व्यावहारिक रूप से इस दिशा में कोई बदलाव नहीं हुआ है।

सबसे अधिक बार, एनालॉग कंप्यूटर का मतलब विशुद्ध रूप से हाइड्रोलिक या यांत्रिक उपकरणों से होता है, जो संरचनात्मक रूप से क्रमादेशित फ़ंक्शन द्वारा एक आउटपुट सिग्नल को इनपुट सिग्नल में परिवर्तित करते हैं - उसी कॉफमन पॉज़ोग्राफ की तरह , जो शूटिंग के दौरान सबसे सफल एक्सपोज़र निर्धारित करता है, या एक एंटी-स्केचर तंत्र ग्रहों और सूर्य की स्थिति की भविष्यवाणी करता है।

आधुनिक एनालॉग कंप्यूटर का एक क्लासिक उदाहरण एक स्वचालित कार ट्रांसमिशन है। जब टोक़ बदलता है, तो हाइड्रोलिक ड्राइव में द्रव का दबाव भी बदल जाता है, और इस "फ़ंक्शन" की प्रकृति को रचनात्मक रूप से बदला जा सकता है।

लेकिन इस तरह के उदाहरण 21 वीं सदी में पहले से ही अशोभनीय हैं। विज्ञान इतना आगे बढ़ चुका है कि सबसे सरल कार्य का कार्यान्वयन पिछली शताब्दी के मध्य में होना चाहिए था। लेकिन किसी कारण से बदले में कुछ नहीं आया।

मैं स्वचालित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के मुद्दे को उठाना चाहूंगा जो वास्तविक दुनिया के संकेतों को अंकीयकरण के बिना प्रसंस्करण की समस्याओं को हल करते हैं। खैर, या एक ठोस जवाब मिलता है, कि सभ्यता के विकास के इस स्तर पर ऐसे उदाहरण क्यों नहीं हैं।

एक तरफ, वास्तविक दुनिया के लगभग सभी इंटरफेस हमारे अनुरूप हैं: एक माइक्रोफोन, एक वेबकैम, एक माउस। कंप्यूटर द्वारा दर्ज किए गए संकेतों के लिए भौतिक घटनाओं (माउस को हिलाने, ध्वनि बनाने या प्रकाश को चालू करने) से रास्ते में, संकेत एडीसी से गुजरता है - एक एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर, जहां एनालॉग सिग्नल डिजिटल होता है। नतीजतन, हम एक स्वीकार्य स्तर पर मूल संकेत को "मोटे" करते हैं। और जो भी कह सकता है, अब तक वास्तविक समय में उच्च-गुणवत्ता वाले वीडियो को गंभीरता से संसाधित करना हमारे लिए बहुत अच्छा नहीं है (उदाहरण के लिए, वस्तुओं को पहचानना)।

यदि आप इसके बारे में सोचते हैं, तो डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग का व्यावहारिक रूप से प्रकृति में कोई एनालॉग नहीं है, लगभग सभी चीजों के विपरीत जो मानव जाति ने आविष्कार किया है। किसी भी जीवित जीव को अलग तरीके से व्यवस्थित किया जाता है - यह एक विशेष रूप से एनालॉग कंप्यूटर है। यहां, रासायनिक प्रतिक्रियाएं और न्यूरॉन्स दोनों निरंतर भौतिक मापदंडों के साथ काम करते हैं, न कि किसी भी तरह से "संख्या" के साथ। यदि कुछ पैटर्न वास्तविक दुनिया से हमें मिलते हैं, तो मस्तिष्क "फट" को पकड़ लेता है, उनके साथ चिपके रहते हैं, यादों और अतीत के अनुभवों की दिशा को समायोजित करते हैं, हमारे संवेदी अंगों को कुछ प्रमुख विवरणों को सुनने या सहकर्मी को देते हैं।

यह सब असंभव होगा यदि मस्तिष्क में डिजिटल प्रकृति होती। लेकिन यह सब कैसे प्रौद्योगिकी में अनुवाद करने के लिए?

बिट संचालन के साथ एक सादृश्यता आकर्षित करना, किसी भी शारीरिक रूप से निरंतर मात्रा में इसके अलावा, घटाव, विभाजन या गुणन के लिए उधार देना। लेकिन अधिक दिलचस्प बात यह है कि ऐसे समाधान हैं जो आपको एनालॉग सिग्नल के साथ एकीकरण और भेदभाव के कार्यों को करने की अनुमति देते हैं। ये सिग्नल ऑप्टिकल कंप्यूटर में एक लेजर हो सकते हैं या अंतरिक्ष के अलग-अलग हिस्सों की चमक के बारे में जानकारी दे सकते हैं। एक निश्चित प्रोसेसर वास्तविक दुनिया के प्रक्षेपण के द्वि-आयामी या तीन-आयामी क्षेत्र पर टेम्पलेट के दो-आयामी या तीन-आयामी क्षेत्र का सुपरइम्पोज़ कर सकता है, जब सुपरिम्पोज़ किया जाता है, तो एक सटीक प्रतिध्वनित होने तक अधिक सटीक रूप से पाए गए कॉन्फ़िगरेशन का विश्लेषण करें।

नतीजतन, निर्णय लेने, पैटर्न, ध्वनियों की पहचान, और बाहरी दुनिया के साथ किसी भी बातचीत से संबंधित कार्यों का एक पूरा वर्ग, संगणना को समानांतर करके एनालॉग लॉजिक का उपयोग करके एक बहुत प्रभावी कार्यान्वयन होना चाहिए।

डिजिटल तरीके से वास्तविक दुनिया से डेटा प्रोसेसिंग की समस्याओं का समाधान एक माइक्रोस्कोप के साथ नौकायन जैसा दिखता है। एक तस्वीर को फ्लिप करने के लिए, हम एक पारंपरिक लेंस का उपयोग करेंगे बजाय एक डिजिटाइज्ड कॉपी पर एक समान ऑपरेशन करने के लिए। एडीसी-प्रोसेसर-डीएसी के एक बंडल के माध्यम से शोर में कमी प्रणाली बनाई गई तो हेडफ़ोन की लागत कितनी होगी?

मुझे लगता है कि इलेक्ट्रॉनिक्स में अगला बड़ा कदम क्वांटम, एनालॉग सिस्टम, तंत्रिका नेटवर्क के सिद्धांतों पर आधारित सिस्टम और डिजिटल प्रकृति पर आधारित नहीं है। यह पहले से ही एक महत्वपूर्ण कार्य में विशेषज्ञता वाली "उन्नत" एनालॉग तकनीक होनी चाहिए। "स्क्रीनशॉट" के विश्लेषण मॉडल से "लाइव इमेज" मॉडल से दूर हटना आवश्यक है, असंगति से निरंतरता तक।

इस क्षेत्र में बहुत कम नए विकास हुए हैं।

RuNet में एक बहुत ही रोचक, लेकिन बहुत खराब रोशनी वाली तकनीक है,
सेलुलर न्यूरल नेटवर्क के सिद्धांत पर निर्मित। इस तरह की प्रणालियों की वास्तुकला एक तंत्रिका नेटवर्क से मिलती-जुलती है जिसमें प्रत्येक कोशिका राज्य का एक स्वतंत्र तत्व है, जो कई पड़ोसियों के साथ सूचनात्मक रूप से जुड़ा हुआ है। CNN का उपयोग करके वाणिज्यिक वास्तविक समय छवि विश्लेषण समाधान, उदाहरण के लिए, एनाफोकस और यूटेकस शामिल हैं । उदाहरण के लिए, बाद में इसकी वेबसाइट पर दावा किया गया है कि इसकी प्रणालियां प्रति सेकंड 10 ^ 12 संचालन की गति से काम करती हैं। Lenslet enlight256, एक अन्य सिद्धांत पर बनाया गया एक ऑप्टिकल प्रोसेसर, VCSEL लेज़र, समान प्रदर्शन दिखाता है।

यह भी स्पष्ट है कि पूर्ण निर्णय लेने वाली प्रणालियों के लिए, रोबोट नियंत्रण प्रणालियों में, सामान्य कैमरे की तुलना में दुनिया या विषय के बारे में अधिक जानकारी आवश्यक है। प्रकृति को देखें - इसमें गंध, और चमक, और तापमान, और ध्वनि - सभी एक दूसरे के पूरक हैं। और स्टीरियो दृष्टि और दुनिया को विभिन्न कोणों से देखने की क्षमता आपके आसपास क्या हो रहा है, यह समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह सब मतलब है कि फ़ज़ी लॉजिक द्वारा संसाधित की जाने वाली जानकारी की मात्रा बहुत बड़ी होगी। और वाक् पहचान प्रणाली या छवियों के अविकसित अब इस तथ्य के साथ ठीक से जुड़ा हुआ है कि वे सभी बहुत सीमित जानकारी प्राप्त करते हैं, बहुत नुकसान, विकृतियों या शोर के साथ। और जानकारी की एक बड़ी राशि को संसाधित करने के लिए कुछ भी नहीं है।

मैं आशा करना चाहता हूं कि अगले दस से बीस वर्षों में हम प्रोसेसर, आवृत्तियों की संख्या को मूर्खता से गुणा नहीं करेंगे, एडीसी-प्रोसेसर-डीएसी के भयानक युग्मन के आधार पर सिस्टम बनाने की कोशिश करें जहां आप केवल केंद्रीय तत्व छोड़ सकते हैं, लेकिन इसे मौलिक रूप से अलग, अधिक उपयुक्त समाधान बना सकते हैं। कार्य।

तो क्या एनालॉग कंप्यूटर के लिए भविष्य है?