Geçiş Mekanizması
Fiziksel açıdan bakıldığında, bir makinenin durumu ve durum geçiş mekanizmasının fiziksel niceliklerle nasıl temsil edildiği sorulabilir. Mevcut makinelerin çoğu, durumların çok sayıda dijital elektrik sinyaliyle temsil edildiği ve durum geçişlerinin transistör ağları aracılığıyla gerçekleştirildiği VLSI yongalarından yapılmıştır.
Bu devrelerin işleyişini anlamak öğreticidir ve zamanı geldiğinde bunlara kısaca göz atacağız. Bir makinenin durumunu temsil etmenin ve durum geçişlerini gerçekleştirmenin birçok başka yolu da mümkündür.
Beyinde bulunan sinir ağlarından ilham alan analog devreler, hesaplamaları gerçekleştirmek için bir araç olarak keşfedilmeye başlandı. Görsel işleme alanındaki deneyler, hesaplamalı sinirbilim denen şeyin olanaklarını ve sınırlamalarını ortaya çıkarmaya başlıyor.
Ayrıca mikrofiziksel düzeye inilip şu sorular sorulabilir: Belirli bir hesaplamayı gerçekleştirmek için kaç tane temel parçacık gerekir? Ne kadar enerji alır? Bu seviyedeki fiziksel fenomenler tersine çevrilebilir, çünkü oyunlarını termodinamiğin ikinci yasasının sınırında oynuyorlar. Hesaplamalar açısından tersine çevrilebilirliğin ne anlama geldiği merak edilebilir.
Daha pratik tarafta, bilgisayarların bir dizi uygulama sorununu ele alacağız. İyi dengelenmiş, etkili bir bilgisayarın tasarımı, hesaplamaların ve fiziğin doğasına ilişkin büyük bir kavrayış gerektirir.
Bilgisayarlar çok çeşitli performans ve maliyet seviyelerine göre yapılmıştır ve performans ve maliyeti belirleyen bazı konulara bakacağız. Bunlardan biri eşzamanlılıktır.
Eşzamanlı olarak bir hesaplama gerçekleştiren uyumlu bir şekilde işbirliği yapan küçük bilgisayarlardan oluşan bir kümenin prensipte tek bir büyük bilgisayardan daha verimli olduğu tartışılabilir. Bununla birlikte, ilkenin işe yaraması önemsiz olmaktan uzaktır ve bunun program tasarımından bilgisayar tasarımına kadar her şey üzerinde büyük bir etkisi vardır.
Ve sonra programlama denen bir alan var. Sabit kuralları olan bir oyunu tartıştık. Oyunun parametresi, tabiri caizse, oyunun oynandığı bir dizi domino taşıdır.
Bu, oyunun kurallarıyla bağlantılı olarak girdi ve çıktıyı ilişkilendiren program olarak görülebilir. Eğer belirtim -girdi ve çıktı arasındaki ilişki- verilirse, kişi bir dizi domino taşı bulmaya veya tasarlamaya çalışabilir. , bu ilişkiyi tatmin edecek bir program. Bu aktiviteye program tasarımı veya kısaca programlama denir. En önemsiz özellikler dışında herkes için son derece zorlayıcı bir aktivitedir.
Tabii ki, domino taşları ilkel bir program gösterimi oluşturur, etkili ve özlü bir şekilde akıl yürütmeye uygun değildir. Başka birçok gösterim kullanılır ve bunlardan bazılarına bir göz atacağız. Programlama metodolojisindeki sorunları tartışacağız: spesifikasyondan programa az ya da çok düzenli bir şekilde ilerlemenin buluşsal yöntemleri vb.
Bilgisayarlarda kullanılan işletim sistemleri Nelerdir
Bilgisayar işletim sistemi Nedir
Bilgisayar işletim sistemleri
Mikroişlemciler Interrupt konu anlatımı
En çok kullanılan işletim sistemleri
Kesmeler Nedir
Masaüstü işletim sistemleri
İnterrupt Nedir işletim sistemleri
Programlama oldukça geleneksel olmayan bir disiplindir. Bir yandan, matematiksel bir etkinliktir, çünkü daha önce gördüğümüz gibi, hesaplama biçimsel simge manipülasyonudur. Öte yandan, bir mühendislik faaliyetidir, çünkü bir ürün belirli bir özelliği karşılaması beklenen bir şekilde tasarlanır. Programlama konularına birkaç kez geri döneceğiz.
Bazen matematik ve bilimlerdeki tüm önemli şeylerin öncülüğünü Yunanlıların yaptığı belirtilir. Görünüşe göre eski Yunan filozofları bugün bildiğimiz bilgisayarları yapmamışlar, ancak kesinlikle bugüne kadar kullanılan bir dizi ilginç algoritma geliştirmişler.
Ünlü bir algoritma, Öklid’in iki doğal sayının en büyük ortak bölenini hesaplama algoritmasıdır. Yunanlıların önerdiği diğer algoritmalar, bir açıyı ikiye bölmek için pergel ve düz kenar kullanan geometrik yapıya sahiptir; dikey çizgiler oluşturmak için; düzgün bir beşgen inşa etmek için vb.
Bu algoritma ritmlerinin çoğu kısaydı: açı ikiye bölme algoritması yalnızca dört talimat alır. Doğruluğunun kanıtı Öklid’in Öğeleri’nde Önerme 9 olarak bulunabilir. (İspat, algoritmadan daha uzundur.) Yalnızca birkaç algoritma, bir avuç talimattan önemli ölçüde daha uzundu ve daha da az durumda, adım sayısı “girdiye” bağlıydı.
Bu geometrik algoritmaların güzel bir yönü, bir cetvel ve pusulayı nasıl kullanacağını bilen herkesin algoritmayı “uygulayabilmesi”, dolayısıyla, neden çalıştığını anlamadan bile herhangi bir açıyı ikiye bölebilmesidir. bilgisayar programları: yorumlama gerekmez – sadece programın söylediklerini yapın, talimatları birbiri ardına yapın.
Algoritmanın anlaşılmasının gerekli olmadığı gerçeği, örneğin bir beşgen inşa etmek gibi, algoritma daha karmaşık olduğunda daha önemli hale gelir. Bununla birlikte, yeni algoritmalar tasarlamakla ilgileniyorsanız, bunları anlamak onları yürütmekten daha önemlidir!
Mevcut bilgisayar algoritmalarımız ile bu geometrik algoritmalar arasındaki farklar nelerdir? En büyük fark, temel talimatların seçimidir. Farklı bir seçimin bir nedeni, pusula ve düz kenarlı işlemlerin otomatikleştirilmesinin veya makine tarafından gerçekleştirilmesinin kolay olmamasıdır.
Başka bir neden de, bir dizi yararlı işlemin (basitçe) pusula ve düz kenar işlemleriyle tanımlanamamasıdır. Mevcut bilgisayarlarımızın dayandığı yönergeler dizisi oldukça farklı bir yapıya sahiptir; ve Church-Turing tezine inanacak olursak, bu set, yapılabilecek her şeyin bu talimatlarla yapılabilmesi anlamında iyidir.
Eski geometrik algoritmalardan bir başka fark, mevcut algoritmalarımızın tipik olarak, sayısı girdiye bağlı olan çok daha fazla adım gerektirmesidir. Bu, algoritmanın yürütülmesini taklit etmeyen kanıtlarla her zamankinden daha fazla ilgilendiğimiz anlamına gelir. Bu nedenle, matematiksel tümevarımla çok sayıda kanıt bekleyebiliriz (ve bizim kanıtlarımız tipik olarak algoritmalardan daha uzundur).
Yine başka bir fark, bilgisayarlara atanan çoğu geometrik yapıdan daha karmaşık olmasıdır. Bu görevleri belirtmek önemsiz olmaktan uzaktır. Spesifikasyon açık ve net olsa bile, spesifikasyonu karşılayan bir algoritma bulmak için çok çalışma ve ustalık gerekebilir.
Giriş bölümümüzde, bir dilbilgisini bir dizi domino taşı olarak tanımladık ve domino taşları konusunda çok kesin olmadık. Bu bölümde, daha titiz davranıyoruz ve grameri ve dili daha az grafiksel bir şekilde tanımlıyoruz. Kullanacağımız tanımlar ve notasyonlar, domino çizimlerinden daha geleneksel ve uygundur.