Existe uma alternativa aos bits?

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Existe uma alternativa aos bits como a menor unidade de dados? Algo que não será apenas 0 ou 1, mas na verdade contém muitos estados possíveis? Não seria mais natural armazenar carros alegóricos assim?

    
por Dokkat 31.01.2012 / 16:31
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13 respostas

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Claro que é possível, tanto teórica como praticamente.

Teoricamente, existem duas classes de alternativas: sistemas numéricos digitais com uma base diferente de 2 (na verdade, o sistema decimal como o conhecemos é um desses sistemas); e sistemas numéricos não digitais. Matematicamente falando, estamos falando de domínios discretos vs. contínuos.

Na prática, ambas as opções foram exploradas. Alguns dos primeiros computadores digitais (por exemplo, ENIAC) empregavam codificações decimais em vez da codificação binária agora onipresente; outras bases, e. ternário, deve ser tão viável (ou inviável). A linguagem de programação esotérica Malbolge é baseada em um computador teórico ternário; enquanto satírico, não há razão técnica para que não funcione. O armazenamento e processamento de domínio contínuo foi feito historicamente em computadores analógicos, onde você poderia codificar quantidades como freqüências e / ou amplitudes de sinais oscilantes, e então executaria computações aplicando todos os tipos de modulações a esses sinais. Hoje, a computação quântica torna interessante a teoria por trás das células de armazenamento contínuo.

De qualquer forma, o bit como uma menor unidade de informação teórica ainda permanece, já que qualquer alternativa pode codificar mais informações do que um simples sim / não, e ninguém ainda apresentou uma unidade teórica menor (e eu não espero que isso aconteça em breve).

    
por 31.01.2012 / 16:48
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Você está basicamente descrevendo um sinal analógico, que é usado em sensores, mas raramente para cálculos internos. O problema é que o ruído degrada a qualidade, você precisa de uma calibração muito precisa de um ponto de referência que é difícil de comunicar, e a transmissão é um problema porque perde a força quanto mais ela viaja.

Se você estiver interessado em explorar a computação analógica, a maioria das classes de "introdução à eletrônica" precisa criar coisas como op- integradores de amplificadores . Eles são fáceis de construir, mesmo sem instrução formal.

Você também pode armazenar vários estados digitais no mesmo nó. Por exemplo, em vez de 0-2,5 volts sendo um zero e 2,5-5,0 volts sendo um, você pode adicionar um terceiro estado entre eles. Isso acrescenta muita complexidade, e aumenta significativamente sua suscetibilidade ao ruído.

    
por 31.01.2012 / 16:48
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Esses são chamados de qubits e são usados em computadores quânticos. Você encontrará mais informações sobre eles na entrada da wikipedia. Pesquisas estão sendo feitas para tornar esses computadores estáveis e economicamente viáveis.

    
por 31.01.2012 / 16:34
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Uma questão de precisão

Um dos motivos pelos quais usamos bits é que nos ajuda a armazenar e recuperar informações com precisão.

O mundo real é analógico, portanto, todos os computadores de informação que passam ou armazenam são, em última análise, analógicos . Por exemplo, uma corrente de uma voltagem específica em um fio, ou carga magnética de uma força específica em um disco, ou uma fossa de profundidade específica em um disco laser.

A pergunta é: com que precisão você consegue medir essas informações analógicas ? Imagine que uma corrente em um fio possa ser interpretada como qualquer número decimal, como segue:

  • 1 a 10 volts: 0
  • 10 a 20 volts: 1
  • 20 a 30 volts: 2

Etc. Esse sistema nos deixaria passar muitos dados em alguns pulsos de corrente, certo? Mas há um problema: temos que ter certeza de qual é a voltagem. Se temperatura ou imãs ou raios cósmicos ou o que quer que cause alguma flutuação, podemos ler o número errado. E quanto mais finamente pretendemos medir, maior é esse risco. Imagine se uma diferença de 1 milivolts fosse significativa!

Em vez disso, normalmente usamos uma interpretação digital . Tudo sobre algum limite é verdadeiro, e tudo abaixo é falso. Então, podemos fazer perguntas como "Existe alguma corrente em tudo?" em vez de " Exatamente quanto de corrente existe?"

Cada bit individual pode ser medido com confiança, porque só temos que estar "no lugar certo". E usando muitos bits, ainda podemos obter muita informação.

    
por 31.01.2012 / 17:55
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Existem também computadores ternários em vez de binários. link

A ternary computer (also called trinary computer) is a computer that uses ternary logic (three possible values) instead of the more common binary logic (two possible values) in its calculations...

    
por 31.01.2012 / 16:46
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Pode muito bem ser mais natural para nós, mas existem razões específicas pelas quais o binário foi escolhido para circuitos digitais e, portanto, para linguagens de programação. Se você tem dois estados, você só precisa distinguir entre duas configurações de volt, digamos 0V e 5V. Para cada acréscimo adicional ao radix (base), você precisaria dividir ainda mais esse intervalo, obtendo assim valores indistintos um do outro. Você poderia aumentar a faixa de voltagem, mas isso tem o péssimo hábito de derreter os circuitos.

Se você quiser alterar o tipo de hardware do circuito digital, suas opções são mais variadas. Decimais costumavam ser usados em computadores mecânicos, já que as engrenagens têm muito mais tolerância ao calor e são muito mais distintas do que as cargas de elétrons. Computadores quânticos, como afirmado em outros lugares, têm outras maneiras de lidar com as coisas. Os computadores ópticos também podem fazer coisas que não foram tratadas antes e computadores magnéticos são uma possibilidade também.

    
por 31.01.2012 / 16:50
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Acho que hoje em dia você poderia criar itens que poderiam conter qualquer quantidade de estados ou até trabalhar com dados analógicos. Embora construir um sistema completo e obter todos os componentes lógicos em execução para obter uma arquitetura completa e programável seria um grande trabalho e um risco financeiro para qualquer empresa empreender essa tarefa.

Acho que ENIAC foi a última arquitetura a usar contadores de dez posições para armazenar dígitos. Embora eu possa estar errado sobre isso e não tenho certeza, o quanto isso influenciou as outras partes da máquina.

    
por 31.01.2012 / 16:45
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O armazenamento pode ser pensado como transmissão para o futuro, todos os problemas de transmissão com mídia contínua (analógica) serão aplicados.

Armazenar esses estados poderia ser trivial (um interruptor de três vias ou algum tipo de grade) e fisicamente armazenar esses estados é uma questão que muitas respostas cobrem, muito melhor do que eu poderia.

Minha principal preocupação é como este estado armazenado é codificado e parece que existe uma alta posibilidade de que esta tarefa seja uma tarefa tola, já que bits são suficientes para representar dados contínuos práticos, dependendo da precisão que você precisa, continue adicionando mais bits .

Dados realmente contínuos são impossíveis de armazenar dessa maneira, mas equações para calculá-los, por exemplo,

1/3

pode ser armazenado.

    
por 31.01.2012 / 18:42
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Uma pista e um inkling são informações menores do que um pouco. Várias pistas geralmente são necessárias para estabelecer o valor definido de um bit. O Inklings é pior: não importa quantas você some, você ainda não pode saber o valor do bit resultante com certeza.

Mais seriamente, existem lógicas de valor múltiplo onde a unidade fundamental pode ter um dos n estados, onde n > 2. Você poderia considerar estas unidades para levar menos informação que um pouco no sentido do parágrafo precedente, mas de um ponto de vista de teoria da informação você teria que dizer que eles carregam mais. Por exemplo, você precisaria de dois bits para representar a mesma quantidade de informação que um único valor em uma lógica de quatro valores poderia ter.

    
por 31.01.2012 / 18:54
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A base numérica ótima é e , mas desde o mais simples maneira de representar um número em eletrônica digital é com dois estados (alta tensão = 1, baixa tensão = 0), a representação do número binário foi escolhida.

    
por 31.01.2012 / 20:32
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Existe uma unidade de dados menor possível. Eu não sei um nome oficial para isso, vamos chamar de un.

Bit é uma palavra de combinação inteligente para "Binary digIT", o que significa que tem dois estados possíveis. Portanto, deve haver um tipo de dígito com apenas um único estado possível.

Vamos ver o que isso significa. Isso significa que você teria apenas zeros para trabalhar.

Como você contaria? Em qualquer sistema x-base, você aumenta o valor até ficar sem dígitos e, em seguida, adiciona um dígito para formar um número. Se você tiver apenas um dígito, ficaria sem dígitos imediatamente, então:

zero = 0 Um = 00 Dois = 000 et cetera

Isto é definitivamente mais natural: mais é mais! Ele mapeia perfeitamente para qualquer número discreto de coisas. Quantas batatas? 00000 Isso é quatro batatas. Espere um minuto ... isso está fora de sintonia. Se você não gosta disso, você pode redefinir o valor de 0 para um. Então é realmente natural: nenhum zeros é nenhum, um zero é um, dois zeros são dois, etc.

Isso é impraticável para uma máquina de estado sólido. Os dígitos teriam que ser fisicamente colocados e removidos e não se ajustariam bem.

    
por 09.08.2016 / 22:14
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Não consigo encontrar uma referência em inglês definitiva, mas pelo que me lembro da Classe da Teoria da Informação , o < strong> bit é uma unidade fundamental de informação. Um pouco de informação é a informação que você recebe depois de jogar uma moeda justa (50% de probabilidade para cada lado). Tudo o resto pode ser reduzido a isso.

Mesmo que você use um dispositivo com vários estados, ele sempre pode ser reduzido a bits.

    
por 31.01.2012 / 20:52
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Se você definir natural por estar perto de como a mãe natureza trabalha, a maneira mais natural de codificação de informações são combinações de adenina, citosina, guanina e timina semelhantes a DNA.

    
por 03.02.2012 / 10:33
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