Gibt es nur binäre Computer? [Archiv]

Gast

2008-10-27, 00:21:42

Oder wären auch Computer denkbar, die mehrere verschiedene Diskrete Werte annehmen könnten?

Mit Strom an (1) und Strom aus (0) kann man leider nur 2 verschiedene Werte
pro Bit darstellen.

Toll wäre es, wenn es etwas geben würde, das mehrere Zustände kennt.
Wieviele Zustände können Quantencomputer einnehmen, sofern die jemals realisiert werden?

Kinman

2008-10-27, 00:27:28

http://de.wikipedia.org/wiki/Fuzzy-Logik

Obs dedizierte Hardware dafür gibt? kA.

mfg Kinman

san.salvador

2008-10-27, 00:28:05

Gast

2008-10-27, 01:16:03

Auch nur zwei, die aber dafür immer. :D

Trinäre Computer hätten sicher ihre Vorteile, nur wie soll ein Transistor einen dritten Zustand fabrizieren? Zwischen "leitend" und "nicht leitend" gibts nicht sehr viel, ein "bisserl leitend" halte ich für unmöglich. :D

0 V
- 5 V
+ 5 V

Das währen 3 Zustände.

Natürlich müßte es dazu einen Transistor geben, der auch mit einer negativen Spannung noch funktioniert.

san.salvador

2008-10-27, 01:17:03

Wie kommt man von -5 auf +5, ohne dabei den Zustand 0 zu erreichen?

Gast

2008-10-27, 01:18:01

Außerdem muß das ja jetzt nicht unbedingt ein Computer sein der nur elektrisch arbeitet.

Quantencomputer arbeiten z.b. ganz anders.

Vielleicht könnte man einen Wäremcomputer bauen.
Mögliche Zustände:

Fest
flüssig
gasförmig

Oder ein Wellencomputer mit einem Schalter für Wellen.

Gast

2008-10-27, 01:19:03

Wie kommt man von -5 auf +5, ohne dabei den Zustand 0 zu erreichen?

Das kann man mit Timern regeln.

Das macht man heute in der diskreten Binärlogik ja auch.

Coda

2008-10-27, 01:55:53

Tesseract

2008-10-27, 02:04:03

Oder wären auch Computer denkbar, die mehrere verschiedene Diskrete Werte annehmen könnten?

denkbar ja nur nicht rentabel. einfache, robuste binärlogik ist einfach zu entwickeln, hoch taktbar, resistent gegen fehler und billig herstellbar.
damit kannst du einfach alle vorteile von alternativsystemen erschlagen.

Spasstiger

2008-10-27, 02:09:49

Dann konstruier mal nen MOSFET der auf verschiedene Spannungen unterschiedlich reagiert. Viel Glück dabei.

Es gab sowas soweit ich weiß schonmal, aber es ist heute schon schwer genug zwei Zustände sauber zu trennen.
Wenn man mal auf die Übertragungsebene geht: Bei schnelleren DSL-Verbindungen werden mit einem Symbol typischerweise über 1024 Zustände codiert. Ok, dafür ist die Symbolrate nicht annähernd so hoch wie die Taktrate in einem Prozessor.
Oder ein Beispiel, was näher an der Rechnertechnik ist: Bei MLC-NAND-Speicherzellen werden typischerweise 4 Zustände pro Zelle gespeichert.

Gast

2008-10-27, 02:15:04

Dann konstruier mal nen MOSFET der auf verschiedene Spannungen unterschiedlich reagiert. Viel Glück dabei.

Du hast das Thema nicht verstanden.

Die Frage war ja ob es irgendwelche Denkansätze oder Theorien in diese Richtung gibt!

Gast

2008-10-27, 02:16:24

denkbar ja nur nicht rentabel. einfache, robuste binärlogik ist einfach zu entwickeln, hoch taktbar, resistent gegen fehler und billig herstellbar.
damit kannst du einfach alle vorteile von alternativsystemen erschlagen.

Naja, meine Frage zielt darauf ab, daß es Algorithmen gibt die mit 3 oder besser noch mehr möglichen Zuständen viel effizienter arbeiten könnten als nur mit Binärlogik.

Tesseract

2008-10-27, 02:23:16

Ok, dafür ist die Symbolrate nicht annähernd so hoch wie die Taktrate in einem Prozessor.

genau das ist der punkt. schau dir nur mal die entwicklung von parallelen bussen (PCI, IDE) hin zu seriellen punkt-zu-punkt verbindungen (PCIe, SATA) an.

theoretisch (logischer aufbau) ist ein paralleler bus schön und gut. praktisch kannst du serielle punktverbindungen mit etwas logik an beiden enden aber so unglaublich viel höher takten, dass parallele busse nicht die geringste chance haben.

Tesseract

2008-10-27, 02:29:16

Naja, meine Frage zielt darauf ab, daß es Algorithmen gibt die mit 3 oder besser noch mehr möglichen Zuständen viel effizienter arbeiten könnten als nur mit Binärlogik.

nein, nicht wirklich. die dahinterstehende mathematik ist ja die selbe - abgesehen davon, dass die hardware in einem anderen zahlensystem arbeitet und am ende werden diese beiden systeme sowieso auf ein 10er oder 16er system umgerechnet.
algorithmen spielen in einer abstraktionsebene, die davon in der regel schon garnix mehr mitbekommt.

anddill

2008-10-27, 03:58:57

Der gute alte Analogrechner mit theoretisch unendlich vielen möglichen Werten:
http://de.wikipedia.org/wiki/Analogrechner
http://www.robotrontechnik.de/index.htm?/html/computer/analogrechner.htm

astro

2008-10-27, 08:37:38

Die Russen haben sich schonmal dran versucht: http://www.computer-museum.ru/english/setun.htm

Gast

2008-10-27, 18:37:03

Oder wären auch Computer denkbar, die mehrere verschiedene Diskrete Werte annehmen könnten?

denkbar ja, möglich auch nur ist man mit binärlogik extrem viel schneller.

Gast

2008-10-27, 18:39:01

Naja, meine Frage zielt darauf ab, daß es Algorithmen gibt die mit 3 oder besser noch mehr möglichen Zuständen viel effizienter arbeiten könnten als nur mit Binärlogik.

der algorithmus bleibt ja identisch, egal mit wieviel zuständen auf hardwareebene gearbeitet wird.

Gast

2008-10-27, 18:47:37

So einen Computer kann man mit stinknormalen Transistoren bauen, man braucht eben in einem Register zB. mehr als einen Transistor für einen Zustand. (Ähnlich wie Spaßtigers anmerkung zu MLC flash). Allerdings gibt das dann keinen sinn, man macht es sich nur unnötig kompliziert da man mit dem binärsystem immernoch gleich gut fahren würde und flexibler ist.

Gast

2008-10-27, 21:36:20

Jeder Transistor in jedem Chip ist analog und kann, wenn man es so bezeichnen will, unendlich viele Zustände annehmen, ganz einfach, weil die Welt (aka RL ;)) analog ist. Erst die Verschaltung macht daraus Gatter, die bei binären Systemen genau 2 Zustände zulassen. (In CMOS könnte man auch noch das high-impedance Z als dritten Zustand ansehen, aber da geht das Haarespalten los, man redet hier ja nicht von Treiberzellen). Das Problem mit den vielen Zwischenzuständen begegnet man mit einem Takt, der genau einmal pro Zyklus* den Zustand abtastet.

Der Ternär-Versuch und Analogrechner wurden ja schon genannt.

(*) Wie so oft gibt es auch hier Ausnahmen: http://de.wikipedia.org/wiki/Asynchroner_Prozessor

Flyinglosi

2008-10-27, 21:51:40

Gast

2008-10-28, 07:45:45

Ist trinäre logik nicht sowas:

http://de.wikipedia.org/wiki/Tri-State

??

Gmax

2008-10-28, 08:04:25

Neuer Prozessor kann bis 10 zählen (http://www.golem.de/0610/48311.html)

Was ist daraus geworden?

Gast

2008-10-28, 10:09:38

Ist trinäre logik nicht sowas:

http://de.wikipedia.org/wiki/Tri-State

??

Nein, das verhindert nur Kurzschlüsse beim Zusammenschalten der Ausgänge mehrere Bauelemente. An der Logik ändert es nichts, die ist binär.

Pinoccio

2008-10-28, 11:34:18

das interessante ist ja eigentlich, dass man theoretisch nur mit nem analogrechner probleme wirklich "richtig" berechnen kann, gerade bei Regelungen stösst man ja oft auf probleme die von der Quantisierung herführen.Naja, Diskrete Probleme lasen asich auch mit einem Binär-Rechner richtig berechnen!
Und ein Analogrechner stößt physikalisch auch mal an Grenzen, spätestens, wenn seine Anzeigegenauigkeit kleiner werden soll als die Wellenlänge des Lichts (so daß der Ableser nichts mehr sieht), das thermische Rauschen die Zeiger verbiegt oder gar wenn ihn die Planck-Länge erwischt. Mit einem Binär-Rechner kann man Pi mittlerweile auf Millionen stellen genau berechnen ...Neuer Prozessor kann bis 10 zählen (http://www.golem.de/0610/48311.html)
Was ist daraus geworden?Was draus geworden ist, weiß ich nicht, aber das ist/wäre auch nur eine auf unterster Hardwareebene binäre Umsetzung des Rechnens in unserem Zehnersystem. Insbesondere wird dort richtig (im Zehnersystem) gerundet und nicht nach den Zwischenergebnissen im Zweiersystem.
IBMs Seite dazu (http://speleotrove.com/decimal/) bestätigt dies.

mfg

siegemaster

2008-10-28, 11:35:37

Neuer Prozessor kann bis 10 zählen (http://www.golem.de/0610/48311.html)

Was ist daraus geworden?
Hier sind die Hobel: http://www-03.ibm.com/systems/power/hardware/
Obs was bringt ist ne andere Sache ;)

Coda

2008-10-28, 12:20:59

Dabei geht's nur darum, dass man Dezimal rechnet, nicht dass die Logik dezimal aufgebaut ist.

Sowas verwendet man wenn's um Berechnungen mit Geld geht z.B.

Gast

2008-10-28, 18:19:46

nein, nicht wirklich. die dahinterstehende mathematik ist ja die selbe - abgesehen davon, dass die hardware in einem anderen zahlensystem arbeitet und am ende werden diese beiden systeme sowieso auf ein 10er oder 16er system umgerechnet.
algorithmen spielen in einer abstraktionsebene, die davon in der regel schon garnix mehr mitbekommt.

AES könnte man mit einem Rechner der mehrere Zustände beherrscht viel schneller via Brute Force knacken.
Die Algotihmen können darüberhinaus auch effizienter werden,
da man viel mehr Daten in ein einziges xBit speichern kann.

Ich nenne das jetzt mal xBit, als ein Bit das mehr als nur 2 Zustände speichern kann.

Vorteile gibt es auch bei den Datenträgern.

Um ne Zahl wie 255 darzustellen, braucht man im Binärsystem 8 Bits:
1111111

In einem Zahlensystem, daß 255 Zustände darstellen könnte, bräuchte man nur 1 xBit.
Auf einem Datenträger auf dem 100 GigaXBit passen, paßt also auch deutlich mehr drauf, als auf einem mit nur 100 GigaByte.

Wenn man viele dieser 1 stelligen xBit Werte in einem Vielfach Zustandscomputer einliest, dann ist das natürlich auch deutlisch schneller
als bei einem Binärcomputer der nur ne lange Zahlenfolge von 1en und 0en einlesen muß.

Gast

2008-10-28, 18:23:58

genau das ist der punkt. schau dir nur mal die entwicklung von parallelen bussen (PCI, IDE) hin zu seriellen punkt-zu-punkt verbindungen (PCIe, SATA) an.

theoretisch (logischer aufbau) ist ein paralleler bus schön und gut. praktisch kannst du serielle punktverbindungen mit etwas logik an beiden enden aber so unglaublich viel höher takten, dass parallele busse nicht die geringste chance haben.

Der Paralellbus ist ein sehr schlechter Vergleich, da er auch nur auf einem
Binärsystem arbeitet.

ein echter xBit Bus könnte genauso nur eine serielle Leitung haben, aber
anstatt nur eine 1 oder eine 0 zu Übertragen, würde er einen xBit Wert auf einmal übertragen können, also z.b. ein Wert zwischen 0 und 255, wenn 255 die Zahl der maximalen Zustände wäre.

Bei einfacher Binärlogik brauchst du 8 Bits um den Wert 255 über deine Serielle Leitung zu übertragen.
Bei einer Vielfachlogik brauchst du nur 1 xBit um den Wert 255 über die serielle xBit Leitung zu übertragen.

Auch solltet ihr euch mal von der Vortstellung "Strom an" und Strom aus" verabschieden.
Es geht um theoretische Möglichkeichen eines Computers und der muß ja nicht unbedingt auf Elektrizität basieren.

Der Quantencomputer basiert z.b. auf Quantenzustände von Atome, mit Elektrizität hat das nicht mehr viel zu tun.
Die ist hier lediglich nur noch eine Hilfe um die Daten auszulesen und auf einem normalen Binärcomputer anzuzeigen.

Spasstiger

2008-10-28, 18:26:00

Auf einem Datenträger auf dem 100 GigaXBit passen, paßt also auch deutlich mehr drauf, als auf einem mit nur 100 GigaByte.
Bei Flashspeicher wird doch genau das gemacht, beim MLC-NAND-Typ speicher jede Zelle nicht nur 2 Zustände (1 Bit) wie bei SLC-NAND, sondern meistens 4 Zustände (2 Bit). Die daraus resultierenden Probleme sieht man aber schön an den SSDs. Während beim Schreiben auf SLC-NAND Zugriffszeiten von maximal ~10 Milisekunden resultieren, dauert ein Schreibzugriff bei MLC-NAND bis zu 250 Milisekunden.

Gast

2008-10-28, 18:26:21

Oder mal anders gesagt.

Wenn es einen Dezimalrechner geben würde,
dann könnte man damit die Zahl 9 mit einem xDezBit darstellen.

Bei einem Binärrechner braucht man für die Zahl 9 immer noch 4 Bit.

Die Übertragung über eine serielle Leitung dauert beim Binärrechner also länger, da er 4 diskete Werte übertragen muß, der Dezimalrechner muß dazu nur einen diskreten Wert übertragen.
Er ist also schneller.

Gast

2008-10-28, 18:31:11

Bei Flashspeicher wird doch genau das gemacht, beim MLC-NAND-Typ speicher jede Zelle nicht nur 2 Zustände (1 Bit) wie bei SLC-NAND, sondern meistens 4 Zustände (2 Bit).

Nein, eben NICHT!

Denn der MLC NAND Typ ist ja dadurch immer noch Binär!
Er speichert also 4 Binäre diskrete Werte und braucht dazu auch
4 Speicherplatzhalter.

Ein echter xBit Rechner mit entsprechendem Speicher würde nur einen einzigen Platzhalter benötigen.

Ein xBit Speicher wäre also so, wenn man anstatt "Strom an" und "Strom aus", auch Zustände wie "halb Strom an" oder "3/4 Strom an" speichern könnte.
Natürlich ist die Elektrizität bei der Digitaltechnik für so eine Speicherform nicht geeignet, denn es gibt ja nur "Strom an" und "Strom aus" und die Analogtechnik ist fehleranfällig und enthält rauschen, die Analogtechnik ist nicht diskret.

Ein echter xBit Rechner wäre also Digital und hätte ausschließlich nur diskrete Werte ohne Rauschen.
Auch gäbe es keine Umwandlungsfehler oder Verzögerungen durch diese, wie sie z.b. bei der klassischen Analog Technik mit Analog-Digitalwandlern bestehen.

Pinoccio

2008-10-28, 18:31:42

Ich nenne das jetzt mal xBit, als ein Bit das mehr als nur 2 Zustände speichern kann.Jibbet doch schon, dit Qubit (http://de.wikipedia.org/wiki/Qubit).Er ist also schneller.Das ein Rechner, der mehr(ere) Zustände in der gleichen Zeit verarbeiten kann, (für viele Probleme) schneller wäre, ist klar. Nur: es gibt zur Zeit praktisch keine ausreichend schnelle Realisierung.

mfg

Gast

2008-10-28, 18:32:26

D.h. auch die Ananlogtechnik basierend auf Elektrizität ist für einen Vergleich nicht gegeeignet.

Dann schon eher die Quantencomputertechnik.

Spasstiger

2008-10-28, 18:36:17

Nein, eben NICHT!

Denn der MLC NAND Typ ist ja dadurch immer noch Binär!
Er speichert also 4 Binäre diskrete Werte und braucht dazu auch
4 Speicherplatzhalter.
Falsch, eine MLC-NAND-Zelle besteht aus einem Transistor und einem Kondensator. Es ist also genau ein Speicherelement (der Kondensator) vorhanden, welcher mehr als zwei verschiedene Ladungs-/Spannungszustände haben kann (also nicht nur 1 und 0, sondern auch z.B. 0,33 und 0,66).
Hätte MLC-NAND mehrere Speicherelemente, die jeweils nur binär speichern, wäre er auch wesentlich schneller als jetzt und er würde nicht Multilevel-Cell-NAND heißen ;).

Gast

2008-10-28, 21:14:36

Die Übertragung über eine serielle Leitung dauert beim Binärrechner also länger, da er 4 diskete Werte übertragen muß, der Dezimalrechner muß dazu nur einen diskreten Wert übertragen.
Er ist also schneller.

eben nicht, binär kannst du die leitung wesentlich mehr als nur 4x schneller takten.

Gast

2008-10-28, 21:15:28

Neuer Prozessor kann bis 10 zählen (http://www.golem.de/0610/48311.html)

Was ist daraus geworden?

das kann ich auch nicht sagen, der prozessor rechnet aber immer noch binär, er unterstützt nur dezimale datentypen quasi in hardware.

Tesseract

2008-10-29, 02:10:07

ein echter xBit Bus könnte genauso nur eine serielle Leitung haben, aber
anstatt nur eine 1 oder eine 0 zu Übertragen, würde er einen xBit Wert auf einmal übertragen können, also z.b. ein Wert zwischen 0 und 255, wenn 255 die Zahl der maximalen Zustände wäre.

Bei einfacher Binärlogik brauchst du 8 Bits um den Wert 255 über deine Serielle Leitung zu übertragen.
Bei einer Vielfachlogik brauchst du nur 1 xBit um den Wert 255 über die serielle xBit Leitung zu übertragen.

das bringt dir aber nix wenn die physik nicht mitspielt. so ein state-monster kannst du zwar am zeichenbrett entwerfen aber nicht sinnvoll bauen. das wird viel zu störanfällig und absolut grottig taktbar sein.

Coda

2008-10-29, 10:35:30

Jibbet doch schon, dit Qubit (http://de.wikipedia.org/wiki/Qubit).
Das ist nicht das gleiche.

Das ein Rechner, der mehr(ere) Zustände in der gleichen Zeit verarbeiten kann
Das ist zu vereinfacht. Wenn man misst hat man wieder nur ein Ergebnis.

Pinoccio

2008-10-29, 10:58:42

Das ein Rechner, der mehr(ere) Zustände in der gleichen Zeit verarbeiten kannDas ist zu vereinfacht. Wenn man misst hat man wieder nur ein Ergebnis.Das ist zu vereinfacht. ;-) Aber es wird oT.
Darüberhinaus das meinte ich damit ja auch nicht die Quantencomputerei..

Ein Rechner mit 16 Binär-Bit (haha, wie toll, ein Binär-binary-digit) kann pro Schritt beispielsweise zwei 16-bBit-Wörter ver-XOR-en. Einer mit 16 xBit, wobei x=4 sei, kann pro Schritt das xBit-Äquivalent von vier 16bBit-Wörtern, also vier 8-xBit-Wörter, ver-XOR-en. Geht das in der gleichen Zeit und lässt es sich so parallisieren, wäre der xBit-Rechner schneller.
Auf unterster Bit-Ebene geschieht das ebend i.d.R. binär, aber schon der Schritt hin zu 4/8/16/32/64-Bit großen Datenwörtern macht genau das, Zusammenfassung von mehrern einzelnen Bits zu größeren Einheiten, die sich dann in ihrer Gesamtheit manipulieren lasssen.

mfg

Gast

2008-10-29, 11:46:47

Ich glaube jetzt habe ich einen guten Link zu Trinärer Logik + CPU's gefunden:

http://www.ternarylogic.com/

http://en.wikipedia.org/wiki/Ternary_computer

Gast

2008-11-01, 03:19:42

eben nicht, binär kannst du die leitung wesentlich mehr als nur 4x schneller takten.

Solange du noch immer in deiner bisheren E-Technik Welt verharrst, wirst du es nicht verstehen um was es geht.

Gast

2008-11-01, 03:21:15

das bringt dir aber nix wenn die physik nicht mitspielt. so ein state-monster kannst du zwar am zeichenbrett entwerfen aber nicht sinnvoll bauen. das wird viel zu störanfällig und absolut grottig taktbar sein.

Auch du verharrst in deiner bisherigen E-Welt.

Wie schon gesagt zielt der Thread auf die Frage nach völlig neuen Wegen ab.
Also nix Strom, sondern Licht, Grvatitation oder vielleicht etwas völlig anderes.

Gast

2008-11-01, 03:24:16

Auch du verharrst in deiner bisherigen E-Welt.

Wie schon gesagt zielt der Thread auf die Frage nach völlig neuen Wegen ab.
Also nix Strom, sondern Licht, Grvatitation oder vielleicht etwas völlig anderes.

Nachtrag:

Damit wir uns verstehen.
Die Frage ist, ob es schon Ansätze in dieser Richtung gibt um echte xBit Rechner realisieren zu können.

Gast

2008-11-01, 11:12:32

Wie schon gesagt zielt der Thread auf die Frage nach völlig neuen Wegen ab.
Also nix Strom, sondern Licht, Grvatitation oder vielleicht etwas völlig anderes.

nur sind alle anderen anstätze bisher deutlich langsamer als die eingesetzte halbleitertechnik.

natürlich ist es möglich, dass man irgendwann mal eine technik erfindet die mit mehr als 2 zuständen pro bit (wobei wir dafür eigentlich einen neuen begriff brauchen, ein binary digit ist das schließlich nicht mehr) zufriedenstellend laufen.

in absehbarer zeit wird es aber sicher nichts derartiges geben, und auch wenn wir mit anderen techniken arbeiten ist es eher unwahrscheinlich, dass diese mehr als nur bits besitzen, 2 zustände sind einfach immer am stabilsten.

aths

2008-11-01, 11:35:41

Außerdem muß das ja jetzt nicht unbedingt ein Computer sein der nur elektrisch arbeitet.

Quantencomputer arbeiten z.b. ganz anders.Erklär mal, wie.

Oder wären auch Computer denkbar, die mehrere verschiedene Diskrete Werte annehmen könnten?Denkbar ja, sinnvoll nein. Zwar hätte man bei drei Zuständen (eigentlich e, also etwa 2,7) ein Optimum aus Ziffernzahl und -Länge, aber drei Zustände zu realisieren ist aufwändig. Man braucht in vielen Fällen auch nur die Entscheidung "ja" oder "nein" (zum Beispiel bei Sprungbefehlen oder anderen Tests.)

Coda

2008-11-01, 12:39:10

Wieso e?

Skysnake

2013-11-22, 12:17:13

das interessante ist ja eigentlich, dass man theoretisch nur mit nem analogrechner probleme wirklich "richtig" berechnen kann, gerade bei Regelungen stösst man ja oft auf probleme die von der Quantisierung herführen.

mfg Stephan
Nein kann man nicht. Analogrechner sind durch die Heisenbersche Unschärferelation limitiert.

Digitalrechner sind nicht limitiert in ihrer Genauigkeit...

Das ist zu vereinfacht. ;-) Aber es wird oT.
Darüberhinaus das meinte ich damit ja auch nicht die Quantencomputerei..

Ein Rechner mit 16 Binär-Bit (haha, wie toll, ein Binär-binary-digit) kann pro Schritt beispielsweise zwei 16-bBit-Wörter ver-XOR-en. Einer mit 16 xBit, wobei x=4 sei, kann pro Schritt das xBit-Äquivalent von vier 16bBit-Wörtern, also vier 8-xBit-Wörter, ver-XOR-en. Geht das in der gleichen Zeit und lässt es sich so parallisieren, wäre der xBit-Rechner schneller.
Auf unterster Bit-Ebene geschieht das ebend i.d.R. binär, aber schon der Schritt hin zu 4/8/16/32/64-Bit großen Datenwörtern macht genau das, Zusammenfassung von mehrern einzelnen Bits zu größeren Einheiten, die sich dann in ihrer Gesamtheit manipulieren lasssen.

mfg
Nur hast du das Problem, dass du, um die Zustände sicher auseinander halten zu können, so langsam takten musst, dass du mit nem stink normalen 0815 Binärrechner trotzdem noch viel schneller bist.

Der einzige Punkt, wo sowas wirklich Sinn macht ist bei Licht, wobei man da jeweils schauen muss, ob ein Zweilvl System nicht doch besser ist, da man eben das Zeug auch wieder dedektieren muss... Bei Unterseekabeln usw lohnt es sich aber eventuell, einfach weil die Technik zum Senden/Empfangen relativ gesehen billig ist.

Ansonsten bleiben halt noch die Quantencomputer mit ihren QBits, das wars dann aber auch.

Was anderes als ein Binärrechner hat sich auf Strom basierend als nicht rentabel gezeigt.

Iruwen

2013-11-22, 14:04:38

http://www.ds.mpg.de/185535/news_publication_5975149
Das übersteigt mein technisches Verständnis, aber scheint ja zu funktionieren.

buckelflips

2013-11-22, 16:53:54

Auch wenn ich von dem Thema 0 verstehe.
Hat man sich nicht vor kurzem darüber gefreut das der Memristor (http://de.wikipedia.org/wiki/Memristor) bald wirtschaftlich produzierbar sein soll?

oder ist das schon wieder was ganz anderes?

roidal

2013-11-23, 08:27:11

(*) Wie so oft gibt es auch hier Ausnahmen: http://de.wikipedia.org/wiki/Asynchroner_Prozessor

Was hat denn nun analog mit asynchron zu tun?

Zoroaster

2013-11-23, 11:15:47

Ich hab mal irgendwo über Computertechnik gelesen, das ein "schlauer Mensch" ausgerechnet hat, das man am besten/effizientesten für elektronische Datenverarbeitung ein Zahlensystem mit 2,7 Stellen benutzt.
(vielleicht weis noch jemand wer das war?)

Wie immer er auf diesen Wert gekommen ist.
Und zwei sind aus bekannten Gründen einfacher zu handhaben als drei.

gnahr

2013-11-23, 11:22:46

also von krummen zahlsystemen sehen wir mal ab, aber dass du auf dem zahlenstrahl nur 1 linken und 1 rechten nachbarn hast und daher nicht überlagerungsfrei 2 mal zur seite gehen kannst ist klar. der lösungsansatz wär die erschließung einer weiteren dimension. man stelle sich eine uhr mit 3ecksförmiger struktur vor. zustand 1 ist 12 uhr, zustand 2 ist 4 uhr und 3 liegt bei 8uhr. hier kann man ja dank links- oder rechtsrumdrehen von einem zustand aus direkt in abhängigkeit des drehsinns jeweils auf beide anderen kommen. allerdings wär das nur der gedanke dahinter und längst noch keine umsetzung.

würde übrigens auch noch ganz leicht mit 4 zuständen im 3d-raum gehen, dann hat man einen tetraeder. mit der methode kann man immer n-dimensionen+1-zustände überlagerungsfrei darstellen.

qiller

2013-11-23, 12:54:10

Falsch, eine MLC-NAND-Zelle besteht aus einem Transistor und einem Kondensator. Es ist also genau ein Speicherelement (der Kondensator) vorhanden, welcher mehr als zwei verschiedene Ladungs-/Spannungszustände haben kann (also nicht nur 1 und 0, sondern auch z.B. 0,33 und 0,66).
Hätte MLC-NAND mehrere Speicherelemente, die jeweils nur binär speichern, wäre er auch wesentlich schneller als jetzt und er würde nicht Multilevel-Cell-NAND heißen ;).

Verwechselst du das grad mit DRAM? Wüsste nicht, wie nen Kondensator seine Ladung dauerhaft behalten soll, wenn die Versorgungsspannung weg ist^^. Wir wollen doch keinen Datenverlust bei unsern SSDs :>.

http://de.wikipedia.org/wiki/Flash-Speicher

mfg Oli

EPIC_FAIL

2013-11-23, 13:07:02

Wieso e?

Es gibt da einen passenden Beweis für. Hatte ich irgendwann mal im Studium im Bereich Schaltnetze bzw. Digitaltechnik. Vielleicht find ichs noch irgendwo.

Mao ZeDong

2013-11-24, 10:46:16

Den Beweis sollte Coda selbst eben mal schnell hinschmieren können, sobald er das System kapiert hat. EIn Beispiel:
Um die Zahl 777 darstellen zu können, braucht man im 10er System 3x10 Informationen. 3 für die Stellen und 10 pro Stelle, weil es 10 Möglichkeiten gibt.
Im Binärsystem bräuchte man 10x2 Informationen. 1x512,1x256,1x8,1x1. Spart also ein drittel ein.
Daraus kann man einen Limes bilden und kommt so auf e als Optimum für die Basis.

qiller

2013-11-24, 11:20:00

Hm, 3 ist näher an e dran^^ - ist das jetzt die bessere Basis (falls der Zusammenhang bei b>e überhaupt linear ist)? Mathematisch vlt schon, aber das ganze muss ja auch in Hardware umsetzbar sein und mit ähnlichen Geschwindigkeiten wie jetzt mit dem Binär-System vonstatten gehen.

mfg Oli

Tesseract

2013-11-24, 12:37:36

ist das jetzt die bessere Basis
nein ist sie nicht weil dieser beweis annahmen macht die ganz einfach nicht zutreffen. zB. dass jeder unterscheidbare zustand gleichwertig ist. 2x3 ist aber nicht gleich einfach zu impementieren/fertigen/takten wie 3x2, ergo kann man diesen schluss auch nicht ziehen.

aths

2013-11-24, 12:38:25

Der gute alte Analogrechner mit theoretisch unendlich vielen möglichen Werten:
http://de.wikipedia.org/wiki/Analogrechner
http://www.robotrontechnik.de/index.htm?/html/computer/analogrechner.htm
Kleinliche Anmerkung à la aths: Ein Analogrechner kann theoretisch nur endlich viele Werte annehmen, da die Welt gequantelt ist.

Wieso e?
Weil man damit das Optimum aus Zahlenlänge und Ziffernlänge hat.

Hm, 3 ist näher an e dran^^ - ist das jetzt die bessere Basis (falls der Zusammenhang bei b>e überhaupt linear ist)? Mathematisch vlt schon, aber das ganze muss ja auch in Hardware umsetzbar sein und mit ähnlichen Geschwindigkeiten wie jetzt mit dem Binär-System vonstatten gehen.Insofern wäre ein 3-er basiertes System günstiger. Allerdings hat das 2-er System zu viele Vorteile, um es nicht zu nutzen. Es ist schaltungstechnisch einfacher, mit längeren Zahlen zu arbeiten (also Zahlen die mehr Stellen haben) wenn zwei Zustände ausreichen, um jede Ziffer zu repräsentieren.

Davon abgesehen dürften Rechenoperationen wie *2 oder /2 häufiger vorkommen als *3 oder /3. Im Binärsystem sind Verdopplungen oder Halbierungen natürlich besonders einfach zu realisieren.

Flyinglosi

2013-11-24, 12:47:44

Davon abgesehen dürften Rechenoperationen wie *2 oder /2 häufiger vorkommen als *3 oder /3. Im Binärsystem sind Verdopplungen oder Halbierungen natürlich besonders einfach zu realisieren.

Das wäre für mich sogar der wichtigsten Punkt. Operationen wie die FFT funktionieren unabhängig vom verwendeten Zahlensystem am besten wenn die Anzahl der Datenpunkte ein vielfaches von 2 ist.

Mao ZeDong

2013-11-24, 13:00:40

Gibt es eine vielleicht sehr wilde Idee wie man die Ziffernlänge von e umsetzen könnte? Also einen e-Rechner? Mir völlig schleierhaft. Trirechner mit +,-,0 geht ja noch.
Deutschland soll mal in den 80ern massig Staatskohle für so einen Trirechner rausgeworfen haben. Wie bei Beamten üblich wurde das Projekt nicht gestoppt, als sich die hier im Thead angesprochende extrem mangelhafte Geschwindigkeit herrausstellte. Binärsilizium ist trotz der etwas höheren systematischen Ineffizienz der Renner.
Es sind gigantische Summen in die Optimierung des Binärrechners geflossen. Daher ist die heutige Umsetzbarkeit nicht so das Problem. Es fehlt einfach an Ideen wie man den Tri-Rechner auf Speed bringen könnte. In 30 Jahren vielleicht mal abklopfen, ob es dann was gäbe.
Andererseits ist aus quantenmechanischen Berechnungen bekannt, daß es möglich sein könnte einen Rechner zu bauen, der 1.000.000.000 mal schneller wäre. Um eine Information zu übertragen ist viel weniger Aufwand mindestens erforderlich, als heutige Binärrechner.

Lokadamus

2013-11-24, 16:42:36

Nachtrag:

Damit wir uns verstehen.
Die Frage ist, ob es schon Ansätze in dieser Richtung gibt um echte xBit Rechner realisieren zu können.Das, was du willst, ist doch nichts anderes wie ein Analogrechner. Du legst 0 Volt an, um eine 0 zu übertragen. Du legst 230 Volt an, um die Zahl 230 zu erreichen. Und wenn wir bei 10.000 Volt sind, lassen wir den Empfänger durchschmoren. :udevil:
Das gleiche könnten wir auch mit Wasser machen. Wir nehmen einen Liter für die Zahl 1 und schicken den Eimer mit einem Liter in den Nebenraum. Wenn aus dem Nebenraum das Gejammere kommt, wir sollten nicht einen Liter, sondern 250 Liter berechnen, schließen wir vom Nebenraum die Tür ab und halten den Gartenschlau rein. :udevil:

Das hört sich für mich wie ein Analogrechner an und wenn ich die Erklärung für einen Quantencomputer richtig im Kopp habe, geht es in die selbe Richtung. Es wird eine Kurve berechnet und zum richtigen Zeitpunkt muss die Messung erfolgen. Dann würde das Ergebniss passen und der Quantencomputer wäre zig- fach schneller als bisherige Systeme.http://www.ds.mpg.de/185535/news_publication_5975149
Das übersteigt mein technisches Verständnis, aber scheint ja zu funktionieren.Hört sich so an, als ob das Teil mit Schwingungen (= Kurven?) rechnen soll. Kleinformat vom Quantencomputer?

Ansonsten dürfte die Erforschung der Arbeitsweise des Gehirns noch interessant sein. Die Links hab ich aber nicht weiter gelesen. ;(
http://de.wikipedia.org/wiki/Neuronales_Netz
http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BCnstliches_neuronales_Netz
http://www.uni-heidelberg.de/presse/ruca/ruca07-1/vorbild.html

Tesseract

2013-11-24, 17:05:41

Das hört sich für mich wie ein Analogrechner an und wenn ich die Erklärung für einen Quantencomputer richtig im Kopp habe, geht es in die selbe Richtung. Es wird eine Kurve berechnet und zum richtigen Zeitpunkt muss die Messung erfolgen. Dann würde das Ergebniss passen und der Quantencomputer wäre zig- fach schneller als bisherige Systeme.

soweit ich das im kopf habe ist die idee im prinzip folgende: qubits können beide zustände, 0 und 1, gleichzeitig annehmen. wenn man mit qubits in superpositionen rechnet, rechnet man mit allen möglichen zustandskombinationen, die diese annehmen können, gleichzeitig. wenn man jetzt nachsieht was raus kommt (analog zu schrödingers katze) bekommt man als ergebnis eine dieser belegungen. man kann die quantenalgorithmen allerdings so umformen, dass die chance genau die belegung zu bekommen deren ergebnis man haben will, gegen 100% geht.
es ist also nicht so, dass ein quantencomputer um ein vielfaches schneller wäre. er führt in dem fall trotzdem nur die eine berechnung aus. der unterschied ist, dass er bestimmte aufgaben in einem schritt berechnen kann für die man mit klassischen bits exponenziell viele schritte brauchen würde - er ratet quasi beim brute forcen eines bestimmten problems jedes mal im ersten versuch richtig.

mit einem analogen rechner hat das eigentlich überhaupt nichts zu tun.

Iruwen

2013-11-24, 19:27:09

man kann die quantenalgorithmen allerdings so umformen, dass die chance genau die belegung zu bekommen deren ergebnis man haben will, gegen 100% geht.
Verwendet man da nicht nichtdeterministische Algorithmen die mit einer vorab zu bestimmenden Wahrscheinlichkeit ein bestimmtes Ergebnis liefern wobei nach dieser Wahrscheinlichkeit die Anzahl der benötigten Ausführungen festgelegt wird um die Fehlerwahrscheinlichkeit auf das benötigte Maß zu reduzieren und ein höchstwahrscheinlich korrektes Ergebnis zu erhalten?

Erdbeermayonnaise

2013-11-24, 21:21:51

Die Stärke von Quantencomputer beruht eigentlich auf der Möglichkeit, mit verschränkten Zuständen zu rechnen. Ich versuche das mal an einem einfachen Algorithmus zu illustrieren. Das entspricht nicht exakt einem tatsächlichen Quantencomputer, soll aber zumindest die grundlegende Idee nahelegen:

Gegeben sei eine Funktion f:{0,1}->{0,1}. Wir wollen bestimmen, ob diese konstant ist oder nicht. Für einen klassischen Computer gibt es nur eine Möglichkeit, dass herauszufinden: Brute Force, also f(0) und f(1) berechnen und vergleichen. Intuitiv gibt es auch keine Möglichkeit, mit weniger als 2 Funktionsauswertungen auszukommen.

Jetzt kommt der Quantencomputer: Er schafft das mit nur einer(!) Funktionsauswertung. Das glaubt jetzt wahrscheinlich erstmal keiner. Aber er kann die Funktion eben auch auf verschränkte Zustände (Qubits) anwenden. Dies ist hier im Wesentlichen ein Zustand von der Form q = a*0 + b*1, wobei a und b sozusagen der Anteil von 0 bzw 1 am Qubit q sind. Wir wenden also unsere Funktion nicht auf 0 oder 1, sondern einfach auf 0,5*0 + 0,5*1 an. Wenn man das richtig macht, wirkt das wie 0,5*(f(0) + f(1) mod 2), was genau dann 0 ergibt, wenn f konstant ist. Dieser Algorithmus ist sogar deterministisch, Quantenalgorithmen sind also nicht zwangsläufig nur probabilistisch.
Man kann das ganze auch auf Funktionen f:{0,1}^n->{0,1} verallgemeinern, sodass der beste klassische Algorithmus 2^(n-1)+1 Auswertungen braucht, der Quantenalgorithmus hingegen immer nur eine. Das nennt sich Deutsch-Josza-Algorithmus, findet man auch bei Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Deutsch-Jozsa-Algorithmus

Es ist einer der einfachsten Quantenalgorithmen und er illustriert ganz gut, was mit Quantencomputern so möglich ist und warum.

Und mit ternären Computern oder ähnlichem hat das gar nichts zu tun.