Analoge Rechner Grundlagen (de)
Analogrechner
Heute möchte ich über Analogrechner sprechen. In der heutigen Zeit führen analoge Computer ein Schattendasein, verglichen mit ihren digitalen Gegenstücken. Aber sie sind wunderbare kleine Maschinen. Und diese Maschinen meine ich wortlich, denn es gibt analoge mechanische Computer, die Modelle aus der Welt sind und verwendet werden zur Berechnung und Vorhersage von Gezeiten in bestimmten Gebieten der Welt. Auch das Gehirn ist ein riesiger analoger Computer mit einem vergleichsweise sehr kleinen Energiebudget. Es braucht nur 12 Watt. 12 Watt, das ist nicht einmal ein Viertel des Stromverbrauchs eines Laptops von 65 Watt. Und man kann mit dem Gehirn sehr viel anstellen, aber zurück zum Thema. Ich möchte hauptsächlich über analoge elektronische Computer sprechen, die während des Zweiten Weltkriegs zur Berechnung von ballistischen Kurven verwendet wurden. Analogrechner können also summieren, multiplizieren, dividieren, integrieren und differenzieren wie ihre digitalen Gegenstücke.
Zwischenspeicher und Zwischenspeichern (Caching)
Wenn Sie Ihren Browser starten, um eine Website zu besuchen, haben Sie höchstwahrscheinlich einen sehr wichtigen Mechanismus nicht bemerkt, der dem Browser zugrunde liegt und im Hintergrund arbeitet. Caching. Caches werden überall eingesetzt, um Zugriffszeiten und damit die Gesamtleistung (einer Website) zu optimieren und zu verbessern. Caching im Browser bedeutet beispielsweise, dass im Idealfall nur die Teile der Website, die geändert wurden, aus dem Internet geladen werden. Alles andere wurde bereits zuvor geladen und hat sich nicht geändert, sodass kein erneutes Laden erforderlich ist. Nicht mehr aktuelle Teile werden ungültig (auch als Cache-Ungültigmachung bezeichnet) und erneut von der Quelle geladen. Es gibt zwei Arten von sehr unterschiedlichen Caches im Computer.
Warum gibt es überall serielle Schnittstellen – statt paralleler?
USB, SPI, I²C, Sata – all diese Schnittstellen haben gemeinsam, dass es sich um serielle Schnittstellen handelt. Serielle Schnittstellen sind heutzutage weit verbreitet. Aber warum ist das so, insbesondere bei der Hochgeschwindigkeits- kommunikation? Es klingt einfach unlogisch: Parallele Drähte können theoretisch mehr Bits pro Zeit senden als ein einzelner Draht. Die Antwort auf diese Frage ist komplex und vielschichtig. Es gibt mehrere verschiedene Gründe, warum serielle Schnittstellen gegenüber parallelen Schnittstellen bevorzugt werden. Beginnen wir mit den offensichtlichen Gründen: Die Verdrahtung von Bussen mit einer Breite von 8, 16, 32 oder sogar 64 Bit auf Leiterplatten wird immer komplexer . Das zweite damit zusammenhängende Problem besteht darin, dass die Signalflanke gleichzeitig für alle parallelen Leitungen (Drähte) übertragen werden muss, was zu einer komplexeren Verlegung führt, da die Kanten in der Streifenleitung ausgeglichen werden müssen. Einfach ausgedrückt ist die zusätzliche Logik, die in Chips implementiert ist, um das serielle Signal wieder in ein paralleles umzuwandeln (Deserializer) und umgekehrt (Serializer), viel billiger als die Kosten für komplexe Verlegungen.