حذف پردازنده از کامپیوتر و جانشینی وظایف آن با الگوریتم های برنامه نویسی

[nerset]

نظرتان در مورد حذف پردازنده از کامپیوتر و جانشینی وظایف آن با الگوریتم های برنامه نویسی و قطعات سخت افزاری ساده تر چیست؟
البته در حال حاضر می توان به جای اعمال محاسباتی نظیر چهار عمل اصلی و غیره و نیز روابط منطقی نظیر مقایسه و گزینه شرطی از یک جدول محاسباتی بر روی حافظه (رم) استفاده کرد و تنها سخت افزار مورد نیاز قطعه ای است که بتواند اطلاعات داخل حافظه را خوانده و بر اساس آن امکان جایگذاری و یا خواندن دیگر اطلاعات روی حافظه را انجام دهد.
البته برای دیگر وظایف پردازنده نظیر ساعت کامپیوتر و نیز ارتباط با دیگر قطعات سخت افزاری هم می توان ، قطعات سخت افزاری لازم و مستقل و ساده تری را تولید نمود.
و در مجموع استفاده از این روش مزایا و معایب و حتی محدودیت های مربوط به خود را دارد.

[m.j_banitaba]

سلام. اینکار شدنی است اما نکته اصلی اینه که مثلا برای عمل جمع چقدر حافظه لازمه در حالی که این عمل در alu با تعداد کمتری مدار ایجاد میشه .
البته من یه همچین سیستمی رو برای ربات تعقیب خط ایجاد کردم اونجا نیازی به محاسبات ریاضی نبود وماشین حالت جاری را می گرفت و با توجه به مقادیر سنسورها به حالت بعدی می رفت .این ماشین می تواند محاسبات ریاضی را هم انجام دهد اما باید دید با صرف چقدر مدار و انرژی در مقابل alu و پردازنده پیچیده تر تنها برای دستیابی به توان بهینه تر هستند وگرنه حتی کامپیوترهای آنالوگ و کوانتومی و نوری انواع مختلفی از راه حل را برای پیاده سازی ماشین و انجام محاسبات در اختیار قرار می دهند.

[nerset]

با سلام
ممنون از توجه تان به این مطلب.
قبل از هر چیز چند مورد از مزایا و معایب این روش را به طور کلی مرور می کنیم:

مزایای استفاده از حذف پردازنده و جانشینی آن با الگوریتم های برنامه نویسی عبارت است از :
1- ساخت کامپیوتر ها ساده تر شده و ساخت قطعه ای مانند پردازنده با توجه به پیچیدگی های ساخت و طراحی آن از حالت انحصاری خارج می شود و جای آن را قطعات ساده تری می گیرد.
2- به دلیل حذف محدودیت های کاری پردازنده ها گزینه های بیشتری برای برنامه نویسان بوجود می آید.
3- قطعه ای که قادر به کنترل رفتار تمامی برنامه ها و اغلب قطعات کامپیوتر بوده و به دلیل پیچیدگی و مبهم بودن طرز کار کامل تمامی بخش های آن ممکن است که بدون اراده کاربران و برنامه نویسان ، روال کاری برخی از برنامه ها را تغییر داده و یا حتی ممکن است که به نوعی جاسوسی کند از رده کاری خارج می شود.
4- ارتباط کاری و اجرایی بین دستگاه های کامپوتری به دلیل از بین رفتن مشکل ناسازگاری پردازنده های مختلف با یکدیگر از یک جهت راحت تر صورت می گیرد.
5- مزایایی دیگری که ممکن است بوجود بیاید ...

و اما معایب استفاده از چنین روشی عبارت است از :
1- تمامی سیستم عامل های امروزی از پردازنده ها جهت اجرا استفاده می کنند و برای این کار باید سیستم عامل و نرم افزارهای جدیدی را از پایه برای این کار تولید نمود.
2- سرعت کارهای محاسباتی در کامپیوترها و به خصوص زمانی که بخواهیم جانشینی برای پردازنده های 64 بیتی و حتی بالاتری که ممکن است در آینده تولید شوند پیدا کنیم و در صورتی که نتوان راهکاری مناسب پیدا کرد کاهش می یابد.
3- در صورتی که نتوان از جدول محاسباتی روی حافظه به کمک سخت افزارهای مورد نیاز محافظت کرد ، امنیت کامپیوترها به خطر افتاده و به راحتی می توان اطلاعات را تغییر داده و یا آنها را سرقت کرد.
4- با وجود بهتر شدن ارتباط کاری و اجرایی بین دستگاه های کامپیوتری که به دلیل از بین رفتن مشکل ناسازگاری پردازنده ها با یکدیگر بوجود می آید ولی به خاطر ناهماهنگی و ناسازگاری هایی که ممکن است برای جداول محاسباتی مورد استفاده در هریک از این دستگاه های کامپیوتری بوجود بیاید ممکن است که این ارتباط کمتر شود.
5- معایب دیگری که ممکن است بوجود بیاید ...

برای انجام محاسباتی مانند چهار عمل اصلی این روش راه حل بسیار ساده ای را پیشنهاد می کند و آن استفاده از یک جدول محاسباتی است بدین صورت که مثلا برای جمع دو عدد 5 و 2 کافی است که در ابتدا قطعه سخت افزاری حافظه خوان به شماره پنجم حافظه محاسبات جمع رجوع کرده و در آنجا هم به شماره زیر مجموعه این شماره پنجم یعنی شماره دوم برود که در این خانه از حافظه جواب مورد نظر که همان عدد هفت است از قبل نوشته شده است.
برای سه عمل اصلی ریاضی هم به همین ترتیب می توان عمل کرد ولی باید در نظر داشت که برای اعداد بزرگتر و چند رقمی باید از روش تفکیک ارقام استفاده کرد درست شبیه به همان روشی که برای محاسبه بین اعداد فوق العاده بزرگ در کامپیوترها به کار می رود.
البته این روش را می توان در صورت تامین و توانمندی مناسب فضای حافظه به راحتی به دو و یا سه رقم هم ارتقاء داد تا بدون تفکیک ارقام و فقط در یک مرحله کار اکثر محاسبات عمومی برنامه ها را انجام داد چون بیشترین کاربرد محاسبات برای برنامه های جاری کامپیوتر مربوط به اعداد دو و یا سه رقمی می باشد.
همچنین برای روابط منطقی هم به راحتی می توان یک جدول کاری را در نظر گرفت بدین صورت که مانند محاسبات اعمال چهارگانه ریاضی می توان این کار را انجام داد مثلا برای روابط مقایسه ای بزرگتر و کوچکتر ابتدا شماره عدد خانه اول و سپس شماره زیر مجموعه خانه اول را که همان عدد دوم می باشد را پیدا کرده و با خواندن مقدار موجود در آن خانه به جواب مورد نظر دست یافت. همچنین با چنین روشی می توان حتی جملات شرطی را هم باز نویسی نمود.

همان طور که ملاحظه می کنید در این روش در صورت استفاده از جداولی با ارقام بالاتر مثلا دو یا سه رقمی و بالاتر ، کمترین مسیر برای رسیدن به جواب توسط سخت افزار طی می شود و اگر قطعات سخت افزاری جدیدتری ابداع شوند که در ازای افزایش تعداد خانه های حافظه نیاز به کاهش تعداد محاسبات دارند این روش بسیار کارآمد خواهد بود مانند زمانی که خانه های حافظه در اندازه تک اتمی بوده و تعداد آنها زیاد شود و در عین حال بخواهیم در یک لحظه بین تعداد بسیار زیادی از آنها روابط ریاضی و منطقی ایجاد کنیم.

این روش دنیایی جدید از برنامه نویسی را برای برنامه نویسان ایجاد می کند و تا زمانی که به طور کامل بر روی این روش کار نشود نمی توان مزایا و معایب آن را کاملا بیان نمود.

به هر حال امیدوارم که نظرات و راه حل های پیشنهادی بهتر و کامل تری از طرف شما و دیگر کاربران ارائه شود.

[رسول_57]

با سلام

منبع تان برای ارائه این مطلب چیست ؟ تحقیقی در این زمینه توسط محققان صورت گرفته است یا صرفا نظر خودتان است ؟ کمی عجیب است و هر چند معمولا به سایت های IT سر می زنم شخصا چنین موضوعی را تا به حال ندیده بودم.

با تشکر فراوان

[joker]

نظرتان در مورد حذف پردازنده از کامپیوتر و جانشینی وظایف آن با الگوریتم های برنامه نویسی و قطعات سخت افزاری ساده تر چیست؟
البته در حال حاضر می توان به جای اعمال محاسباتی نظیر چهار عمل اصلی و غیره و نیز روابط منطقی نظیر مقایسه و گزینه شرطی از یک جدول محاسباتی بر روی حافظه (رم) استفاده کرد و تنها سخت افزار مورد نیاز قطعه ای است که بتواند اطلاعات داخل حافظه را خوانده و بر اساس آن امکان جایگذاری و یا خواندن دیگر اطلاعات روی حافظه را انجام دهد.
البته برای دیگر وظایف پردازنده نظیر ساعت کامپیوتر و نیز ارتباط با دیگر قطعات سخت افزاری هم می توان ، قطعات سخت افزاری لازم و مستقل و ساده تری را تولید نمود.
و در مجموع استفاده از این روش مزایا و معایب و حتی محدودیت های مربوط به خود را دارد.

میشه جواب را اینطوری داد که گره ای که با دست راحت باز میشه را چرا باید با دندون باز کرد؟
وقتی با یک پالس ساعت میشه همزمان چندین عملیات محاسباتی را توسط سخت افزار طراحی شده cpu در زمان کوتاهی بدست اورد چرا باید این زمان محاسباتی را زیادتر کنیم ؟
انسان در روابط ماشینی و الکترونیکی و محاسباتی کلی هزینه میکنه که زمان را بخره نه قید زمان را بزنه که هزینه کمتری براش داشته باشه.

در مورد قسمت دوم هم همین الان ساعت و ارتباطات با دیگر بخشها هم توسط مدارات رابط مستقلی روی مینبورد داره انجام میشه و در نهایت یک خروجی هم به cpu داده میشه و عملا بارپردازشی تقسیم شده.

[nerset]

از اینکه دوستان نظرشان را در این مورد بیان می کنند خیلی ممنوم

مطرح کردن این قضیه ((حذف پردازنده از کامپیوتر و جانشینی وظایف آن با الگوریتم های برنامه نویسی))نظر شخصی ام است.
زمانی که به بخش های سخت افزاری کامپیوتر ها و ساخت انها توجه می کردم یک نکته جالب و اساسی بود یعنی اینکه کشورهای مختلف می توانند با کمی تلاش و هزینه به فناوری ساخت قطعات سخت افزاری نظیر مادر بورد و کارت گرافیک و انواع حافظه (رم) و دیسک سخت (هارد) و ... تا حد زیادی دست پیدا کنند هر چند که برای ساخت اینگونه قطعات قابل قبول و با قیمت مناسب باید راه زیادی را طی کنند.

اما زمانی که به ساخت کلیدی ترین و حساس ترین قطعه کامپیوتری که همان پردازنده است می رسیم حتی من که با امید به این گونه از قضایا نگاه می کنم ، ساخت آن را نه غیر ممکن بلکه بسیار دشوار می دانم به طوری که کشور هایی مانند روسیه و چین با وجود اینکه اعلام کرده اند با موفقیت به فناوری ساخت آن دست پیدا کرده اند ولی به نظر من یا نوع تقریبا ابتدایی و یا با هزینه بالا و یا بهره وری کم و یا با مشکلاتی دیگر این نوع پردازنده ها را تولید کرده اند چون در غیر این صورت به سرعت وارد بازار می شد و کشوری مانند چین که به تولید ارزان قیمت معروف است یک شبه بازار پردازنده های دنیا را بدست میگرفت.

در مطلبی که در مورد ساخت پردازنده ها مطالعه میکردم این بود که در ساخت آنها بیش از صد مرحله مختلف شیمیایی و پرتو دهی و ... با دقت بسیار بالا باید طی شود که البته این قضیه هم مربوط به پردازنده های بسیار قدیمی است و در مورد پردازنده های جدید تر که کم کم به وضعیت تک اتمی نزدیک می شوند ترجیح می دهم که فکر نکنم.

بنابراین به نظر من اگر کشوری مانند ایران حتی اگر بیست سال هم تمام بودجه خود را صرف طراحی پردازنده ها هم بکند نمی تواند با غول پیچیده ساخت پردازنده ها رقابت کند.
استدلال چنین مسئله ای هم این است که حتی با وجود اینکه ساخت یک سیستم عامل فقط راهکارهای نرم افزاری را می طلبد هنوز هیچ کشوری به طور کامل و بدون کپی کاری نتوانسته است سیستم عامل مستقلی که تولید آن فقط به راهکارهای نرم افزاری نیازمند است را تولید کند. در حالی که ساخت پردازنده ها علاوه بر اینکه نیازمند راهکارهای پیچیده نرم افزاری است به طور غیر قابل تصوری نیازمند راهکارهای سخت افزاری نظیر فناوری های شیمیایی و الکترونیکی و ... است.

شاید فکر کنیم که فناوری ساخت پردازنده ها مانند فناوری های جاری مانند فناوری هسته ای ، فناوری فضایی ، فناوری های شیمیایی و پترو شیمیایی ، فناوری های نیروگاهی و ... است در حالی که در چنین فناوری هایی ما هیچ نیازی به کنترل غیر خودکار اتم ها نداریم و فقط کافی است که شرایط و محیط لازم را برای اتم های و مولکول ها فراهم کنیم تا به طور خودکار به محصول و یا خروجی مورد نظر دست پیدا کنیم در حالی در ساخت پردازنده ها و به ویژه پردازنده های امروزی که به سمت فناوری تک اتمی پیش می روند باید رفتار تک تک اتم ها و خطوط ارتباطی بین آنها را به صورت غیر خودکار و تعیین شده کنترل کرد و همان طور که قبلا هم متذکر شدم حتی اگر باز هم بتوان این راهکارها را با تلاش زیاد به صورت برنامه ریزی شده و بصورت نرم افزاری طراحی کرد ولی اجرای سخت افزاری آن به حدی مشکل است که ساخت آن مانند این است که بخواهیم در کرات دیگر مانند مریخ و ماه گندم کشت کنیم و سپس به زمین حمل کنیم.

حالا در چنین شرایطی کشورها می توانند پنج راهکار را در پیش بگیرند:

1- به دلیل مشکلات یاد شده و مقرون به صرفه نبودن آن به طور کامل تسلیم شوند و هرگز در این مسیر قدم بر ندارند.

2- با چشم بسته و بدون راهکارهای جدید به ساخت آن اقدام کنند و پول زیادی را در این راه حیف و میل کنند و حتی با وجود رسیدن به هدف هیچگاه محصول قابل رقابتی را تولید نکنند.

3- نقطه ضعف غول این مشکل که به عبارتی همان چشم اسفندیار و یا به تعبیری دیگر پاشنه آشیل است را شناخته و با آن نبرد کنند مانند این راهکاری که ارائه شده و به جای ساخت پردازنده ، آن را حذف می کند و یا راهکارهای دیگری که ممکن است بهتر از این راهکار باشد.

4- مانند گذشته ارزان ترین راهکار را به کار برد و در آینده بر روی پردازنده های اینتل و ا ام دی عبارت ((ساخت وطن)) را درج نمود و دلیل آن را هم این استدلال بی منطق عنوان کرد که وقتی چرخ یک بار اختراع شده پس نیازی به اختراع دوباره آن نیست.در حالی که باید بدانیم که این چرخ فقط برای کشوری که آن را تولید می کند اختراع شده و هنوز برای ما اختراع نشده است چون اگر برای ما اختراع شده بود الان می توانستیم آن را تولید کنیم.

5- راهکارهای دیگری که ممکن است مطرح شوند.

در پایان این سئوال را مطرح می کنم که اگر در زندگی بخواهیم همواره راهکارهای دیگران را بدون هیچگونه تعالی دادن آن کپی کرده و اجرا کنیم و یا منتشر کنیم و یا هیچگونه پیشنهاد کاملا جدیدی نداشته باشیم پس دلیل زندگی کردن ما چیست؟
در حالی که بدین ترتیب ارزش ما مانند ارزش یک ورق کپی شده و بی ارزش در برابر اصل آن خواهد شد.

[nerset]

با سلام

منبع تان برای ارائه این مطلب چیست ؟ تحقیقی در این زمینه توسط محققان صورت گرفته است یا صرفا نظر خودتان است ؟ کمی عجیب است و هر چند معمولا به سایت های IT سر می زنم شخصا چنین موضوعی را تا به حال ندیده بودم.

با تشکر فراوان

ممنون از توجه تان به این مطلب
مطرح کردن این قضیه ((حذف پردازنده از کامپیوتر و جانشینی وظایف آن با الگوریتم های برنامه نویسی)) نظر شخصی ام است.
ولی ممکن است که دیگران هم این قضیه را مطرح کرده باشند و تحقیقی در هم این زمینه توسط محققان صورت گرفته باشد ولی قطعا چون اجرای موفق این فرآیند ، تولید کنندگان پردازنده را با مشکل مواجه می کند و بازار انحصاری و کنترل قلب تپنده کامپیوترها را از دسترس آنها خارج می کند ، یا در این زمینه هیچ تحقیق آشکاری انجام نداده اند و یا اینکه نتایج تحقیقات را کم رنگ و غیر قابل توجه و غیر موجه جلوه می دهند.
البته شخصا زمانی که با زبان اسمبلی در حد ابتدایی در نرم افزار شبیه ساز پردازنده 8086 کار می کردم به این نتیجه رسیدم که پردازنده فقط نوع پیچیده تر و سازمان یافته تر و سریع تری از حافظه است که به دلیل داشتن ساختار ارتباطی بین خانه های حافظه اش (ثبات ها) قادر به محاسبه و ارزش یابی است که می توان این ساختار ارتباطی را به صورت نرم افزاری برای حافظه معمولی (رم) هم پیاده سازی نمود و البته باید توجه داشت که با وجود سرعت ارتباطی کمتر بین خانه های حافظه (رم) در مقایسه با خانه های ثبات پردازنده ، تعداد آنها (خانه های حافظه) بسیار بیشتر بوده و این مزیت بسیاری از محدودیت های کمبود جا و ظرفیت مربوط به برنامه نویسی در سطح زبان ماشین را از بین می برد.
در مجموع تا زمانی که این قضیه به طور عملی توسط محققان و برنامه نویسان مستقل آزمایش نشود نمی توان مزایا و معایب آن را به طور کامل درک نمود.
بنابراین امیدوارم که همه افراد نظرات شخصی و پیشنهادهای خودشان را در این زمینه مطرح کنند و یا راهکارهای جدیدتری را ابداع کنند.

با تشکر از شما
جهت توجه تان به این مطلب

[m.j_banitaba]

مطلبی که در اینجا بهش اشاره میشه حالتی از نظریه زبان وماشینه و تقریبا تمامی سیستمها بر اساس اون کار می کنند .نکته شکل طراحیشه که در اینجا با توجه به عوض شدن صورت مسئله که فرض کنید پردازنده نداریم تنها با داشتن یک مموری یک کامپیوتر بسازید راه حلی متفاوت شکل می گیره وگرنه به لحاظ تئوری تماما بر اساس نظریه زبان و ماشینه .در ضمن خود پردازنده ها در واحد کنترل تقریبا از همین متد نیز استفاده می کنند اما اینکه این را به واحد محاسبه و منطق هم گسترش بدیم چیز تقریبا متفاوتی هستش.

[nerset]

ممنون از توجه دوستان به این مطلب
در هر دو ساختار ، کامپیوترها با تکیه بر محاسبات پردازنده و بدون تکیه به محاسبات پردازنده نتایج خروجی یکسانی دارند و فقط روشهای ساختاری آنها متفاوت است
به عنوان مثال در یک اداره یک مدیر وجود دارد که وظایف و کارها را پس از نتیجه گیری شرایط و داده ها برای کارمندان خود تشریح می کند.
حالا فرض می کنیم که این اداره مدیری نداشته باشد و خود کارمندان هر یک وظایف خود را شناخته و با تبادل اطلاعات با یکدیگر کارها را انجام می دهند. تقریبا شبیه به رفتاری که مورچه ها انجام می دهند و با حداقل دخالت مورچه ملکه آن را انجام می دهند و به عبارتی هر مورچه علاوه بر انجام وظایف عملی ، خود تبدیل به یک بخش از حافظه رفتاری و تصمیم گیری دسته ای از مورچه ها می شوند.
البته همانطور که قبلا اشاره شد چنین سیستمی ممکن است که به راحتی به ویروس های کامپیوتری آلوده شود ولی این قضیه را هم نباید فراموش کرد که قدرت پایداری چنین سیستمی بسیار بالا است و با از کار افتادن یک بخش از آن می توان وظایف را به بخش های دیگری محول کرد و مانند پردازنده که حتی با داشتن خاصیت ضد قفل شوندگی در این مورد بسیار صدمه پذیر است ، عمل نمی کند و به عبارتی چنین سیستمی مانند مغز انسان رفتار می کند و با توجه به مقالاتی که در مورد مغز انسان منتشر شده است و مغز انسان در صورت آسیب دیدن می تواند اطلاعات را بخش های سالم تر جا به جا کند ، این سیستم هم می تواند انعطاف پذیر بوده و از استفاده کردن بخش های آسیب دیده جهت تصمیم گیری دوری کند.

به نظر من برای رسیدن به قابلیت های هوش مصنوعی پیچیده تر و قدرتمندتر استفاده از چنین روشی کارآمدتر از روش های فعلی می باشد که بر پایه پردازنده هایی بدون قابلیت رشد کار می کنند چون با استفاده از چنین روشی می توان گستره قدرت تحلیل را افزایش داد مثلا به جای محاسبه بسیاری از روابط منطقی پیچیده می توان جواب های مورد نظر و پر کاربرد را ذخیره و در مواقع لزوم به راحتی از آنها استفاده کرد و مانند مغز یک کودک که قدرت تحلیل آن به مرور زمان رشد می کند ، قدرت تحلیل چنین پردازنده مجازی هم رشد می کند.
البته برای رسیدن به چنین قابلیت هایی و بالابردن بهره وری آن باید پژوهش های زیادی صورت بگیرد.