Die Gesetze des Rechnens

Autor: Robert Simon
Erstelldatum: 22 Juni 2021
Aktualisierungsdatum: 8 Kann 2024
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Wegbringen:

Sogar im extrem abstrakten Bereich des Rechnens gibt es einige beobachtbare "Gesetze" - genau wie in der Mathematik. Indem wir diese Gesetze studieren, können wir auf unserem Verständnis von Computing aufbauen und Innovationen ausbauen.

Während die Informatik nicht genau wie die Physik ist, wo es in der Natur beobachtbare Gesetze gibt, haben Forscher eine Reihe von "Gesetzen" entdeckt. Sie mögen altmodisch erscheinen, aber sie sind die Grundlage für Innovationen. Hör zu!

Moores Gesetz

Moores Law ist wahrscheinlich das bekannteste "Gesetz" in der Computerwelt. Es ist nach Intel-Gründer Gordon Moore benannt. In einer Veröffentlichung von 1965 stellte er fest, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einer integrierten Schaltung etwa alle zwei Jahre verdoppelte. Dies bedeutete, dass die Chips für den gleichen Preis mehr Funktionalität hatten als zuvor. Mit anderen Worten, im Laufe der Zeit machten die Chips mehr für weniger.


Sie haben das wahrscheinlich in Ihrem eigenen Leben gesehen. Wenn Sie einen neuen Computer kaufen, ist dieser in der Regel schneller als der zuletzt gekaufte - und kostet auch weniger.

Moores Law ist nicht nur in Mikroprozessoren zu beobachten, sondern auch in Speicher und Speicherplatz. Es scheint, dass es keine Grenzen gibt, aber Chiphersteller können nur so viele Schaltkreise auf diesen Siliziumwafern pressen. Andererseits könnten Quantencomputer eine Lösung bieten, obwohl sie vom Mainstream-Einsatz noch weit entfernt sind.

Metcalfes Gesetz

Je billiger die Geräte werden, desto mehr Leute kaufen sie. Und je mehr Leute sie kaufen, desto wertvoller wird das Netzwerk der Geräte.

Das Metcalfes-Gesetz wird Bob Metcalfe zugeschrieben, einem der Urheber des Ethernet-Netzwerkprotokolls. Er schlug vor, dass der Wert des Netzwerks N2 ist, wenn es N Benutzer eines Telekommunikationsnetzwerks gibt. Jede neue Person, die sich dem Telefonnetz anschließt, erhöht die Anzahl der möglichen Verbindungen, mit Ausnahme von Sprachunterschieden. Gleiches gilt für soziale Netzwerke. Wenn Sie Mitglied sind, sind Sie wahrscheinlich beigetreten, weil alle Ihre Freunde angemeldet sind.


Reeds Law

Nach dem Metcalfes-Gesetz, dem Reeds-Gesetz, das vom Informatiker David P. Reed entwickelt wurde, kann der Nutzen großer Netzwerke exponentiell mit der Größe des Netzwerks skaliert werden. Mit anderen Worten, die Anzahl der möglichen Untergruppen eines Netzwerks beträgt 2N - N - 1, wobei N die Anzahl der Personen ist, die ein Netzwerk verwenden. Dieses Gesetz ist der Grund, warum Dinge in sozialen Medien "viral" werden können. Es erklärt auch die Popularität von Social-Networking-Diensten. Je mehr Menschen sich ihnen anschließen, desto mehr können sie sich mit anderen verbinden, die ihre Interessen teilen, und so den Wert des Netzwerks steigern.

Reed selbst erklärt:

Keine Bugs, kein Stress - Ihre schrittweise Anleitung zur Erstellung lebensverändernder Software, ohne Ihr Leben zu zerstören

Sie können Ihre Programmierkenntnisse nicht verbessern, wenn sich niemand um die Softwarequalität kümmert.

Wir können diese skalenbedingte Wertverschiebung in der Geschichte des Internets beobachten. Die früheste Nutzung des Internets war von seiner Rolle als Terminalnetzwerk geprägt, sodass viele Terminals selektiv auf eine kleine Anzahl teurer Timesharing-Hosts zugreifen konnten. Mit dem Wachstum des Internets konzentrierte sich ein Großteil der Nutzung und des Nutzens des Internets auf den paarweisen Austausch von s, Dateien usw. nach dem Metcalfes-Gesetz. Und als das Internet in den frühen 90er Jahren in Fahrt kam, wurde der Datenverkehr nach dem exponentiellen GFN-Gesetz zunehmend von Newsgroups (Internet-Diskussionsgruppen), von Benutzern erstellten Mailinglisten, speziellen Websites usw. dominiert. Obwohl die zuvor vorherrschenden Funktionen nicht an Wert verloren oder abnahmen, als der Umfang des Internets zunahm, nahmen der Wert und die Nutzung von Diensten, die durch neu vorherrschende Skalierungsgesetze skaliert wurden, schneller zu. So wurden viele Arten von Transaktionen und Kooperationen, die außerhalb des Internets abgewickelt wurden, in das Wachstum der Internet-Funktionen einbezogen, und diese wurden zu neuen Wettbewerbsbedingungen.

Beckstroms Gesetz

Rod Beckstrom verfügt über ein komplexeres Modell der Netzwerknutzung. Das Beckstroms-Gesetz definiert den Wert eines Netzwerks als den Nutzen abzüglich der über die Gesamtzahl der Mitglieder eines Netzwerks summierten Kosten.

Taylor Buley, der für Forbes schreibt, gibt ein gutes konkretes Beispiel:

Hier ein Beispiel: Angenommen, Sie kaufen im Laufe eines Jahres monatlich Artikel im Wert von 100 US-Dollar bei Amazon. Sie könnten das Zeug wahrscheinlich offline für ungefähr den gleichen Preis kaufen, aber Sie könnten zusätzlich für Benzin, um zum Laden zu fahren, und Opportunitätskosten für Ihre Zeit bezahlen. Wenn die Kosten für den stationären Handel zusätzlich zu den 100 US-Dollar, die Sie für Bücher ausgegeben haben, 50 US-Dollar pro Monat betragen, würde der Wert des Amazon-Netzwerks für Sie 600 US-Dollar pro Jahr betragen. Subtrahieren Sie die Kosten für die Verbindung mit dem Amazon-Netzwerk, möglicherweise 40 US-Dollar pro Monat für eine Internetverbindung und Computerhardware, und Sie haben einen Wert von etwa 120 US-Dollar.

Brooks Law

Auf dem Weg von der Welt der Netzwerke in die Welt der Softwareentwicklung haben wir Fred Brooks, Autor des klassischen Buches Der mythische Mann-Monat. Das Brooks-Gesetz, das aus dem Buch stammt, sollte jedem Produktmanager als Warnung dienen. "Das Hinzufügen von Arbeitskräften zu einem späten Projekt macht es später."

Während Manager davon ausgehen können, dass mehr Leute an einem Projekt arbeiten, sind sie nicht in der Lage, die Kosten für die Koordination und die Einarbeitung neuer Entwickler zu berücksichtigen. Die Industrie ist mit den gescheiterten Projekten derer übersät, die dieses Gesetz missachtet haben.

Hofstadters Gesetz

Douglas Hofstadter hat das Konzept der Rekursion in seinem klassischen Buch mit dem Pulitzer-Preis bekannt gemacht Gödel, Escher, Bach: Ein ewiges goldenes Geflecht. Obwohl es sich nicht ausschließlich um Computer handelt, ist das Buch einflussreich in der Computerbranche. Hofstadter hat sein eigenes humorvolles Gesetz entwickelt, das so genannte Hosftadters-Gesetz: "Es dauert immer länger als erwartet, auch wenn Sie das Hofstadters-Gesetz berücksichtigen."

Dieses Gesetz verwendet eine Rekursion, die sich auf das Hofstädter-Gesetz in sich selbst bezieht und uns daran erinnert, dass, egal was wir tun, manchmal Dinge sowieso schief gehen.

Sogar in einem stark abstrakten Bereich wie dem Rechnen gibt es einige beobachtbare "Gesetze" - genau wie in der Mathematik. Indem wir diese Gesetze genau studieren, können wir auf unserem Verständnis von Computer aufbauen und noch bessere Dinge bauen, indem wir Innovationen ausbauen.