Что же такое компьютер на самом деле?

Компьютер — это устройство, которое может автоматически выполнять произвольный набор арифметических или логических операций.

• Калькулятор — это компьютер.
• Мобильный телефон — это компьютер.
• Кассовый аппарат в McDonalds — это компьютер.
• Ваши «умные» часы — это компьютер.

Но насколько мощны компьютеры, и как мы можем измерить их производительность?

Я думаю, что у нас есть опыт использования «медленного» или «быстрого» компьютера. Мы принимаем это решение в зависимости от того, насколько быстро компьютер может выполнить наш запрос для выполнения каких-либо действий.

Сколько времени требуется для загрузки ПК, открытия браузера и проверки электронной почты?

Сколько приложений можно запустить одновременно до того, как мой компьютер отключится?

Но оказывается, что есть намного более количественные способы измерения скорости компьютера.

FLOPS

FLOPS для компьютеров это тоже самое, что и лошадиные силы для автомобиля. Это не идеальная единица измерения, но она чертовски хороша. FLOPS или flops (FLoating-point Operations Per Second, произносится как флопс, акроним для операций с плавающей запятой в секунду) является показателем производительности компьютера.

Один FLOPS соответствует одной операции за секунду.

FLOPS можно измерить в кило (10³), мега (10⁶), гига (10⁹), пета-единицах (10¹²).

Для наглядности, карманный калькулятор должен быть способен выполнять 10 FLOPS, чтобы считаться функциональным. При менее чем 10 FLOPS вы слишком долго будете ждать, чтобы узнать, чему равно «1+1».

Например, машина Тьюринга могла обрабатывать 17 576 операций примерно за 20 минут, т.е. 15 операций в секунду или 15 FLOPS. Это немного быстрее, чем современный карманный калькулятор.

 Кадр из фильма «Игра в имитацию»

Чтобы представить это в перспективе, iPhone 7 может выполнять 729,6 gFLOPS (гигафлопс), или 729 миллиардов операций в секунду.

Для сравнения, один процессор созданного в 1988 году параллельного векторного многопроцессорного суперкомпьютера Cray Y-MP имел производительность 333 МFLOPS. А суммарно этот суперкомпьютер, состоящий из 8 процессоров, имел производительность 2,66 gFLOPS, т.е. современный айфон в 270 раз мощнее суперкомпьютера конца 1980-х.

Насколько глупы компьютеры, и как мы можем измерить их глупость?

Несмотря на большую мощность компьютера, операции, которые он может выполнять, просты и механичны. Компьютер не может думать, он не имеет понимания, он не может принимать решения. Компьютер просто следует за командой, выполняет ее буквально и не может адаптироваться к непредвиденным проблемам.

Вот отличный пример обучения робота сделать сэндвич

Представьте, что вам нужно научить робота, как сделать сэндвич с маслом и желе.

Робот не знает, что такое:

• масло
• желе
• нож
• хлеб

Он также не имеет понятия:

• Как намазать масло на хлеб;
• Как использовать для этого нож;
• Как открыть банку с желе;
• Как достать желе из банки;
• Как открыть пакет с хлебом;
• Сколько кусков хлеба надо достать;
• С какой стороны намазать желе.

Чтобы научить робота делать что-то столь же простое, как бутерброд, вы должны углубиться в детали и быть невероятно тщательными.

Если вы забудете сказать роботу, чтобы он открыл банку с желе, он попытается вставить нож в закрытую банку. Если вы не скажете роботу, как открыть пакет с хлебом, он будет рвать его каждый раз, когда вы будете говорить ему достать хлеб. Если вы не скажете роботу, как правильно мазать масло или желе, он будет пытаться сделать это не с той стороны и т. д.. Довольно глупый, верно?

Мы склонны думать о компьютерах как о тех мощных машинах, которые способны на что угодно, а на самом деле они способны выполнять только то, что им говорят программисты. Компьютер такой же умный, как программист, который его создал.

И все же, пожалуй, ни одна другая машина или механизм в истории человечества не привнесла столь быстрых и глубоких изменений в наш мир. Благодаря компьютерам стали возможными такие знаменательные достижения человечества, как полёты космических кораблей и посадка аппаратов на поверхность Луны и Марса. Компьютеры создают тысячи удобств в нашей повседневной жизни. Они управляют медицинским оборудованием и помогают детям учиться в школе. Без них невозможно представить современный банк или редакцию газеты и студию телевидения. Они управляют телефонными станциями и супермаркетами. Даже современный автомобиль невозможно представить без компьютера, который управляет двигателем и планирует маршрут поездки. Компьютерами даже снабжены наши холодильники и стиральные машины. А электронные часы и смартфоны есть практически у каждого человека. А ведь, это тоже компьютеры.