Контрольная работа по "Английскому языку"

Текст 2

Computers are becoming faster and faster

Computers are becoming faster and faster, but their speed is still limited by the physical restrictions of an electron moving through matter. What technologies are emerging to break through this speed barrier? Alexander Lopez North York, Ontario, Canada

David Di Vincenzo at the ЮМ Thomas J. Watson Research Center offers this response:

"All current computer device technologies are indeed limited by the speed of electron motion. This limitation is rather fundamental, because the fastest possible speed for information transmission is of course the speed of light and the speed of an electron is already a substantial fraction of this. Where we hope for future improvements is not so much in the speed of computer devices as in the speed of computation. At first, these may sound like the same thing, until you realize that the number of computer device operations needed to perform a computation is determined by something else-namely, an algorithm.

"A very efficient algorithm can perform a computation much more quickly than can an inefficient algorithm, even if there is no change in the computer hardware. So further improvement in algorithms offers a possible route to continuing to make computers faster; better exploitation of parallel operations, pre-computation of parts of a problem, and other similar tricks are all possible ways of increasing computing efficiency.

"These ideas may sound like they have nothing to do with physical restrictions, but in fact we have found that by taking into account some of the quantum-mechanical properties of future computer devices, we can devise new kinds of algorithms that are much, much more efficient for certain computations. We still know very little about the ultimate limitations of these 'quantum algorithms.' "

Seth Lloyd, an assistant professor in the mechanical engineering department at the Massachusetts Institute of Technology, prepared this overview:

"The speed of computers is limited by how fast they can move information from where it is now to where it has to go next and by how fast that information can be processed once it gets here. An electronic computer computes by moving electrons around, so the physical restrictions of an electron moving through matter determine how fast such computers can run. It is important to realize, however, that information can move about a computer much faster than the electrons themselves. Consider a garden hose: When you turn on the faucet, how long does it take for water to come out the other end? If the hose is empty, then the amount of time is equal to the length of the hose divided by the velocity at which water flows down the hose. If the hose is full, then the amount of time it takes for water to emerge is the length of the hose divided by the velocity at which an impulse propagates down the hose, a velocity approximately equal to the speed of sound in water.

"The wires in an electronic computer are like full hoses: they are already packed with electrons. Signals pass down the wires at the speed of light in metal, approximately half the speed of light in vacuum. The transistorized switches that perform the information processing in a conventional computer are like empty hoses: when they switch, electrons have to move from one side of the transistor to the other. The 'clock rate' of a computer is then limited by the maximum length that signals have to travel divided by the speed of light in the wires and by the size of transistors divided by the speed of electrons in silicon. In current computers, these numbers are on the order of trillionths of a second, considerably shorter than the actual clock times of billionths of a second. The computer can be made faster by the simple expedient of decreasing its size. Better techniques for miniaturization have been for many years, and still are, the most important approach to speeding up computers.

"In practice, electronic effects other than speed of light and speed of electrons are at least as important in limning the speed of conventional computers. Wires and transistors both possess capacitance, or C-which measures their capacity to store electrons-and resistance, R-which measures the extent to which they resist the flow of current. The product of resistance and capacitance, RC, gives the characteristic time scale over which charge flows on and off a device. When the components of a computer gets smaller, R goes up and С goes down, so that making sure that every piece of a computer has the time to do what it needs to do is a tricky balancing act. Technologies for performing this balancing act without crashing are the focus of much present research.

Текст 2

Компьютеры  становятся все быстрее и быстрее

Компьютеры становятся все быстрее и быстрее, но их скорость по-прежнему ограничена физическими  ограничениями электрона, движущегося  через вещество. Какие технологии позволят прорваться через этот скоростной барьер? Alexander Lopez North York, Ontario, Canada

David Di Vincenzo at the Thomas J. Watson Research Center предлагает такой ответ:

"Все современные технологии компьютерных устройств действительно ограничены скоростью движения электронов. Это ограничение фундаментально, так как максимально возможная скорость передачи информации, конечна, скорость света и скорость электрона уже значительно ближе к ней. Мы надеемся, на будущие улучшения не столько в скорости компьютерных устройств, а в скорости вычислений. Во-первых, это может звучать как то же самое, пока вы не поймете, что число операций компьютерных устройств, необходимых для выполнения вычислений определяется чем-то другим, а именно алгоритмом.

"Очень эффективный  алгоритм может выполнять вычисления  гораздо быстрее, чем может  неэффективный алгоритм, даже если  нет никаких изменений в компьютерном оборудовании. Поэтому дальнейшие улучшения в алгоритмах может предположительно сделать компьютеры быстрее; лучше и использовать параллельные операции, предварительно вычислять части проблемы, и другие подобные приемы используются все возможные способы повышения вычислительной эффективности.

"Может показаться, что эти идеи не имеют ничего общего с физическими ограничениями, но на самом деле мы обнаружили, что, принимая во внимание некоторые квантово-механические свойства будущих устройств компьютера, мы можем разработать новые виды алгоритмов, которые гораздо, гораздо более эффективны для некоторых вычислений. Мы еще очень мало знаем о конечной ограничения этих "квантовых алгоритмов ".

Seth Lloyd, доцент механического факультета инженерии в Массачусетском технологическом институте, подготовил этот обзор:

"Скорость компьютеров ограничена  тем, насколько быстро они могут обрабатывать информацию, с того места где она сейчас, до того где она должна быть и как быстро эта информация может быть обработана как только она попадает туда. Электронный компьютер вычисляет путем перемещения электронов вокруг, таким образом, физические ограничения электрона, движущегося через вещество определяют, как быстро такие компьютеры могут работать. Однако важно понимать, что информация может двигаться в компьютере намного быстрее, чем сами электроны. Рассмотрим садовый шланг. Когда вы включаете кран, сколько времени потребуется для воды, чтобы выйти с другого конца? Если в шланге пусто, то количество времени, равна длине шланга, деленное на скорость, с которой вода стекает по шлангу. Если шланг полный, то количество времени, необходимое для прохождения воды является длина шланга, деленная на скорость, при которой импульс распространяется от шланга, скорость примерно равна скорости звука в воде.

"Провода в электронном компьютере как полные шланги: они уже наполнены электронами, сигналы проходят по проводам со скоростью света в металле, около половины скорости света в вакууме. Транзисторные переключатели, которые выполняют обработку информации в обычном компьютере, как пустые рукава: когда они переключаются, электроны должны двигаться от одного транзистора к другому. "Тактовая частота" компьютера ограничивается максимальной длиной, где сигналы должны путешествовать, деленная на скорость света в проводах и по размеру транзисторов, деленная на скорость электронов в кремнии. В современных компьютерах, эти цифры на порядок триллиона в квадрате, значительно короче, чем миллиардные доли секунды. Компьютер можно сделать более быстрым простым способом уменьшения его размера. улучшение методов миниатюризации длится в течение многих лет, и до сих пор, это наиболее важный подход к ускорению компьютеров.

"На практике, электронные эффекты, такие как скорость света и скорость электронов важны в увеличении скорости обычных компьютеров. Провода и транзисторы обладают емкостью, или конденсатор С который измеряет их способность хранить электроны и сопротивление R , которое измеряет степень, в которой они будут сопротивляться потоку тока. произведение сопротивления и емкости, RC, дает характерный масштаб времени, в течение которого заряд включит и выключит устройство. Когда компоненты компьютера становится все меньше, R идет вверх, а С идет вниз, так что убедитесь, что каждая часть компьютера имеет время, чтобы делать то, что ему нужно сделать, это сложный процесс балансирования. технологии для выполнения этого баланса находятся в центре внимания многих настоящих исследований.