Архитектура современного ПК

Создание качественно  новых вычислительных систем с более  высокой производительностью и  некоторыми характеристиками искусственного интеллекта, например с возможностью самообучения,- очень актуальная тема. Последние десять лет такие разработки ведутся во многих направлениях - наиболее успешными и быстро развивающимися из них являются квантовые компьютеры, нейрокомпьютеры и оптические компьютеры, поскольку современная элементная и технологическая база имеет  все необходимое для их создания.

Носителем информации в оптических компьютерах будет световой поток. Весь набор полностью оптических логических устройств для синтеза  более сложных блоков оптических компьютеров реализуется на основе пассивных нелинейных резонаторов-интерферометров. Элементы памяти оптического компьютера представляют собой полупроводниковые  нелинейные оптические интерферометры, в основном, созданными из арсенида галлия (GaAs). К настоящему времени  уже созданы и оптимизированы отдельные составляющие оптических  компьютеров – оптические процессоры, ячейки памяти, однако до полной сборки еще далеко.

Основной строительной единицей квантового компьютера является кубит (qubit, Quantum Bit). Классический бит имеет  лишь два состояния - 0 и 1, тогда как  состояний кубита значительно больше. Для описания состояния квантовой  системы было введено понятие  волновой функции, ее значение представляется в виде вектора с большим числом значений. Для того чтобы практически  реализовать квантовый компьютер, существуют несколько важных правил, которые в 1996 г. привел Дивиченцо. Без  их выполнения не может быть построена  ни одна квантовая система: точно  известное число частиц системы, возможность приведения системы  в точно известное начальное  состояние, высокая степень изоляции от внешней среды, умение менять состояние  системы согласно заданной последовательности элементарных преобразований. Выполнение этих требований вполне реально с  помощью существующих квантовых  технологий.

Нейрокомпьютеры - это совершенно новый тип вычислительной техники, иногда их называют биокомпьютерами. Нейрокомпьютеры  можно строить на базе нейрочипов, которые функционально ориентированы  на конкретный алгоритм, на решение  конкретной задачи. Возможна эмуляция нейрокомпьютеров (моделирование) - как  программно на ПЭВМ и суперЭВМ, так  и программно-аппаратно на цифровых супербольших интегральных схемах. Искусственная  нейронная сеть построена на нейроноподобных  элементах - искусственных нейронах и нейроноподобных связях. Один искусственный  нейрон может использоваться в работе нескольких (приблизительно похожих) алгоритмов обработки информации в сети, и  каждый алгоритм осуществляется при  помощи некоторого количества искусственных  нейронов.

Недавно американская фирма Nantero из Бостона, разработала технологию, позволяющую серийно производить  чипы памяти на нанотрубках до 10Гб данных. Память нового поколения, использующая массив фуллереновых трубок на поверхности  чипа кремния (NRAM, Nanoscale Random Access Memory) будет  хранить данные даже после отключения питания устройства. Резко может  измениться структура компьютера. Загрузка компьютеров, оснащенных такой памятью, при включении будет происходить  мгновенно. Да и быстродействие компьютеров  значительно возрастет, так как  не будет обращения к винчестеру. Винчестеры как таковые будут  не нужны! Можно будет отказаться от системного блока!

Компьютер недалекого будущего состоит из следующих частей: жидкокристаллический дисплей 19 дюймов на котором сзади  располагается системная плата  с процессором и памятью. Сейчас Intel выпустила наборы системной логики 865 и 875, с двухканальным контроллером памяти. Наверное, будет 4-х и 8-ми канальная  организация памяти. Емкость памяти компьютера 100-200 Гб. От южного моста  можно оставить 6-канальный звук. От CD и DVD приводов можно будет отказаться так, как данные удобней будет  переносить на компактной флэш-памяти.

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

Общая характеристика задачи

Фирма ООО «Титаник» предоставляет  услуги по перевозке грузов. Для  определения затрат на приобретение материалов ежемесячно ведется учет количества приобретаемого топлива. Данные о ценах и количестве приобретенного топлива в течение месяца приведены  на рис. 1.

1. Построить таблицы по приведенным ниже данным.
2. Выполнить расчет средней цены 1 л. топлива по каждому виду, данные расчета занести в таблицы (рис. 1). Средняя цена определяется как отношение общей суммы затрат на приобретение данного вида топлива в течение месяца к общему количеству приобретенного топлива за месяц.
3. Организовать межтабличные связи для автоматического формирования ведомости затрат на приобретение топлива за квартал.
4. Сформировать и заполнить сводную ведомость затрат на приобретение топлива за квартал, определить среднюю цену 1 л. топлива за квартал (рис. 2).
5. Результаты расчета средней цены 1 л. топлива по каждому месяцу и по каждому виду топлива представить в графическом виде.
6. Ведомость затрат на приобретение ГСМ за январь 2006 г.

 

Наименование материала	1 партия		2 партия		3 партия		Средняя цена за    1 л
	цена,      руб.	кол-во,    л	цена,      руб.	кол-во,    л	цена,      руб.	кол-во,    л
Дизельное топливо	14,20	250	14,50	200	14,25	310
Бензин АИ-92	15,40	310	15,15	275	15,50	355
Бензин АИ-95	16,25	145	16,20	120	16,35	170
средняя цена 1 л горючего за месяц:

 

 

Ведомость затрат на приобретение ГСМ за февраль 2006 г.

Наименование материала	1 партия		2 партия		3 партия		Средняя цена за          1 л
	цена,      руб.	кол-во,    л	цена,      руб.	кол-во,    л	цена,      руб.	кол-во,    л
Дизельное топливо	14,30	240	14,35	250	14,25	270
Бензин АИ-92	15,45	320	15,50	320	15,55	300
Бензин АИ-95	16,30	160	16,35	180	16,40	150
средняя цена 1 л горючего за месяц:

 

Ведомость затрат на приобретение ГСМ за март 2006 г.

Наименование материала	1 партия		2 партия		3 партия		Средняя цена за          1 л
	цена,      руб.	кол-во,    л	цена,      руб.	кол-во,    л	цена,      руб.	кол-во,    л
Дизельное топливо	14,50	220	14,45	250	14,55	200
Бензин АИ-92	15,65	290	15,60	320	15,75	280
Бензин АИ-95	16,45	155	16,40	195	16,50	120
средняя цена 1 л горючего за месяц:

 

Рис. 1. Данные о затратах на приобретение ГСМ по месяцам

	ООО "Титаник
						Расчетный период
						с		по
						__.__.20__		__.__.20__
	СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ ЗАТРАТ НА ПРИОБРЕТЕНИЕ ГСМ                         за 1 квартал 2006 г.
	Наименование  материала	январь		февраль		март		Средняя цена за 1 л
		средняя цена, руб.	количество, л	средняя цена, руб.	количество, л	средняя цена, руб.	количество, л
	Дизельное топливо
	Бензин АИ-92
	Бензин АИ-95
	Средняя цена 1 л горючего за квартал:
	Бухгалтер                 _______________________

Рис. 2. Ведомость затрат на приобретение ГСМ за квартал

Цель  решения задачи: на основании исходных данных необходимо рассчитать среднюю цену 1 л. топлива по каждому виду за месяц, а также за  квартал 2006 г., сформировать и заполнить сводную ведомость затрат на приобретение топлива за квартал и представить полученные данные в графическом виде.

Место решения задачи: бухгалтерия фирмы ООО «Титаник».

 

Описание алгоритма  решения задачи с использованием MS Excel

1. Запускаем табличный процессор MS Excel.
2. Создаем книгу с именем «Титаник».
3. Лист 1 переименовываем в лист с названием «январь», создаем таблицу «Ведомость затрат на приобретение ГСМ за январь 2006 г.» и заполняем ее исходными данными.
4. Разрабатываем структуру шаблона выходного документа «Ведомость затрат на приобретение ГСМ за январь 2006 г.»

Колонка электронной таблицы	Наименование (реквизит)	Тип данных	Формат данных
			длина	точность
B	Наименование материала	текстовый	50
C	цена, руб.	числовой	10	2
D	кол-во, л	числовой	10
E	цена, руб.	числовой	10	2
F	кол-во, л	числовой	10
G	цена, руб.	числовой	10	2
H	кол-во, л	числовой	10
I	Средняя цена за 1 л	числовой	10	2

 

Таблицы «Ведомость затрат на приобретение ГСМ за февраль 2006 г.» и «Ведомость затрат на приобретение ГСМ за март 2006 г.» имеют аналогичную структуру.

5. Выполняем расчет средней цены 1 л дизельного топлива по каждому виду: в ячейку I6 вводим формулу =(C6*D6+E6*F6+G6*H6)/(D6+F6+H6), Подведя указатель мыши к нижнему правому углу ячейки I6, нажав левую кнопку мыши и удерживая ее, копируем функцию до ячейки I8.
6. Выполняем расчет средней цены 1 л горючего за месяц: в ячейку I9 вводим формулу =СУММ(I6:I8)/3.
7. Аналогично делаем расчеты в таблице «Ведомости затрат на приобретение ГСМ за февраль 2006 г.» (лист «февраль») и таблице «Ведомости затрат на приобретение ГСМ за март 2006 г.» (лист «март»).

Получаем следующие выходные документы:

 

 

 

8. Лист 4 переименовываем в лист с названием «квартал», создаем таблицу «Ведомость затрат на приобретение ГСМ за 1 квартал 2006 г.» и заполняем ее исходными данными.
9. Разрабатываем структуру шаблона выходного документа «Ведомость затрат на приобретение ГСМ за квартал»:

Колонка электронной таблицы	Наименование (реквизит)	Тип данных	Формат данных
			длина	точность
C	Наименование материала	текстовый	50
D	средняя цена, руб.	числовой	10	2
E	количество, л	числовой	10
F	средняя цена, руб.	числовой	10	2
G	количество, л	числовой	10
H	средняя цена, руб.	числовой	10	2
I	количество, л	числовой	10
J	Средняя цена за 1 л	числовой	10	2

10. Организовываем межтабличные связи для автоматического формирования ведомости затрат на приобретение топлива за квартал.
11. На основании межтабличных связей формируем сводную ведомость затрат на приобретение топлива за квартал (ячейки D12:I14). Определяем среднюю цену 1 л дизельного топлива за квартал: в ячейку J12 вводим формулу =(D12*E12+F12*G12+H12*I12)/(E12+G12+I12) Подведя указатель мыши к нижнему правому углу ячейки J12, нажав левую кнопку мыши и удерживая ее, копируем функцию до ячейки J14, тем самым узнаем сколько стоит 1 л бензина АИ-92 и бензина АИ-95. Затем рассчитываем среднюю цену 1 л топлива по трем видам за квартал: в ячейку J15 вводим формулу =СУММ(J12:J14)/3.

Получаем следующий выходной документ:

12.  Активизируем лист «январь», выберем в строке меню команды Формулы/Зависимости формул/Показать формулы. Получаем шаблон выходного документа «Ведомость затрат на приобретение ГСМ за январь 2006 г.» с формулами расчета:

Аналогично получаем шаблоны  выходных документов: