go to: 20sek.ch

go to: 20sek.ch
Der englische Physiker Robert Fludd
stellt die Behauptung auf, dass alle
sensorischen Wahrnehmungen im
Hirn zu einem inneren Bild der uns
umgebenden äusseren Welt
zusammen gefügt werden.
Nur im passenden Zusammenspiel
ergeben die sensorischen Eindrücke
Sinn und erlauben uns darauf zu
reagieren (handeln).
Eingabe => Verarbeitung => Ausgabe
Das innere Bild
der äusseren
Welt, 1629
Zelluläre Automaten, 1940
Stanislav Ulam stellt 1940 die Idee des
zellulären Automaten vor. Mehrere
räumlich diskrete Zellen, stehen in einem
nachbarschaftlichen
Verhältnis
und
beeinflussen sich gegenseitig. Mit dem
mathematischen Modell der zellulären
Automaten lassen sich räumlich diskrete
dynamische Modelle simulieren. 1969
wird Konrad Zuse die Vermutung
aufstellen,
dass die Naturgesetze
diskreten Regeln folgen und so das
gesamte Universum das Resultat der
Arbeit eines gigantischen zellulären
Automaten ist. (Womit das gesamte
Universum
deterministisch
vorausberechenbar wäre!)
1970 entwickelt John Conway das
"Game of Life". Lebewesen verteilen
sich auf einem Rasterförmigen Feld
(Welt). Je nach Nachbarschaft
überleben sie, vermehren sich oder
sterben. Das ganze kann auch als
zellulärer Automat angesehen werden.
Mit Conways Spiel konnte man die
Frage klären, ob unbegrenztes
Wachstum möglich ist, oder alles
einmal zu Ende ist. Letzteres wurde
bald bewiesen.
“I am thinking about something
much more important than bombs,
I am thinking about computers.”
John von Neumann, Mitarbeiter im
Manhattanprojekt und Computerpionier, 1946.
NP-vollständig, 1971
Als NP-vollständig bezeichnet man in der Informatik Probleme, welche sich nicht
in absehbarer, sprich nicht-polynominaler Zeit (mind. quadratisches Verhältnis
zur Problemgrösse), lösen lassen. Diese Erkenntnis wurde durch Stephen A. Cook
erstmals formuliert.
Beispiel: Rucksackproblem
Beispiel: Problem des Handlungsreisenden
Welche der Gewichte können in den Rucksack
mit Maximallast von 15 kg gepackt werden, so
dass der Geldwert maximal wird.
Der Handlungsreisende soll seine Route so planen,
dass er alle Orte auf möglichst kurzem Weg
erreicht. Es ergeben sich grundsätzlich (n-1)!
mögliche Touren. Bei 4 Orten sind das 6, bei 5 sind
es 24 und bei 6 Orten bereits 120 mögliche Touren.
Gödel,Escher,Bach, 1979
Douglas R. Hofstadter
ä
Jedes hinreichend
mächtige, rekursiv
aufzählbare formale
System ist entweder
widersprüchlich oder
unvollständig.
Ausgehend von Epidemes dem Kreter, der behauptete: Alle Kreter lügen, geht
Hofstadter der Frage nach, was man davon halten soll, wenn er recht hat oder
nicht. Lügt er oder nicht und wieso bleiben wir so in einer seltsam endlosen
Schleife gefangen? Grundsätzliche Fragen der Logik bilden den Boden seiner
Entdeckungsreise. Er findet sie in der Musik von Johann Sebastian Bach, in den
Zeichnungen von M. C. Escher und in den mathematischen Überlegungen von
Kurt Gödel. Sind diese Paradoxien nur Zufälle, oder bilden sie den Schlüssel zum
Verständnis des Universums, unserer Intelligenz und des Geistes. Dieses Buch
müsste eigentlich Pflichtlektüre für jeden Informatiker sein, der behauptet, schon
alles verstanden zu haben. Hofstadter wuchs auch in Genf auf.
Freie Software, 1983
1969 führte IBM Nutzungsregeln für ihre bisher frei zur Verfügung gestellte
Softwarprodukte ein. Software wurde nicht mehr mit dem Quelltext geliefert. Ohne
Software sind Computer jedoch nutzlose Geräte. Immer mehr versuchten die
grossen Hersteller den Benutzern die Möglichkeit zu nehmen die Software selber an ihre
Bedürfnisse anzupassen und so endgültig besitzen zu können.
Mit der wachsenden Verbreitung von günstigen Microcomputern, den Erfahrungen der jungen
Amerikanern mit dem mächtigen alten Establishment (1969er, Studentenproteste, Vietnam), enstand das
Bedürfnis, Software in ihrer flexibelsten Form als Quelltext teilen und verändern zu können, ohne durch
hohe Kosten und Benutzerrechte eingeschränkt zu werden. Dies entspricht auch viel stärker dem
wissenschaftlichen Ansatz vom freien Teilen des Wissens um daraus neu Erkenntnisse und Ideen
entwickeln zu können. Richard Stallman entschied sich deshalb 1983 ein freies, auf UNIX basierendes
Betriebsystem, zu entwickeln (GNU’s not Unix) damit er fortan unfreie Betriebssysteme meiden konnte.
Windows 95
• Startbutton
• 32 Bit Architektur
• lange Filenamen
• zuerst noch kein TCP/IP
und Internet Explorer
• Plug and Play
• (wirkliches) Multitasking
• 16 und 32 Bit-Programme
Yello – elektronische Musik, 198x
Zu den Pionieren der elektronischen
Musik gehören auch die Schweizer Boris
Blank, und Carlos Perón, sowie später
auch Dieter Meier, der Band Yello*.
Dank genügend finanzieller Mittel
konnten sie sich die damals noch sehr
teure elektronische Musikinstrumente
wie den 1985 erschienen Fairlight
CMI III* leisten. Urspünglich wollten die
Erfinder des Instruments Töne komplett
digital berechnen und in Echtzeit
erzeugen. Leider war die verfügbare
Rechenleistung noch nicht dazu
ausreichend und die Resultate
frustrierend. Die Fairlight Erfinder
versuchten deshalb wenige Sekunden
kurze digitalisierte Musikfragmente
wiederzugeben und digital zu verändern.
Dies klappte erstaunlich gut. Seither gibt
es den digitalen Sound Sampler.
Wikipedia, 2001
Im Jahr 2000 schlug Richard
Stallman eine frei zugängliche
Online-Enzyklopädie vor (free-as-infreedom), welche nicht von einer
Autorität kontrolliert wird. Bis dahin
gab es nur kommerzielle Werke mit
einem brauchbaren Überblick
(Microsoft Encarta auf CD-ROM).
Ein Jahr später starteten Jimmy
Wales und Larry Sanger Wikipedia
und setzten so den Grundstein zur
Realisierung des schon lange
existierenden Konzepts des
zusammengeführten Weltwissens an
einem Ort. Das anarchisch freie
Wikipedia tritt fortan seinen
Siegeszug gegenüber den
hierarchischen, kommerziellen von
Professoren kontrollierten
Enzyklopädien an.
Microsoft Windows!
1993 Windows NT, 32 Bit
Betriebsystem für
Mehrbenutzerbetrieb
1994 Windows 3.11 erstes
«brauchbares» Windows
1995 Windows 95 HeimanwenderOS mit Multimedia und
Plug an Play
1998 Windows 98 das verbesserte
Window 95
2000 Windows ME, wenig Mehrwert,
immer noch DOS-basiert
2001 Windows XP, NT-basiert, sicherer
und stabiler und mit gehacktem
Produktkey gratis zu bekommen
2007 Windows Vista, endlich sauber
programmiert aber umständlicher
in der Bedienung, starker
Kopierschutz
2009 Windows 7, komfortabler, sicherer
und noch stabiler als XP
2012 Windows 8 mit Kacheloberfläche,
Bedienung für Desktop und Tablet
soll verschmelzen
2015 Windows 10 ein Betriebssystem für
Smartphone, Tablet und Computer
mit digitaler Assistentin Cortana
>>> Microsoft lieferte die letzte 20 Jahre mehr als ¾ der
Desktopbetriebssysteme. Windows 10 muss für Microsoft ein
Erfolg werden, ansonsten bricht ihnen die Marktbasis weg. <<<
Analytical Engine, 1833
Charles Babbage
• Rein mechanische
Rechenmaschine für
allgemeine
Anwendungen.
 - Rechenwerk
- Speicher
- Lochkarten
• Theoretisch korrekt,
praktisch nie fertig
gebaut.
• Lochkartengesteuerte
Webmaschinen erzeugen
schöne Muster, Babbage
wollte sinngemäss
mathematische Muster
weben können.
20sek.ch
DECUS User Gruppe, 1961
• freier Softwaretausch
• Quelltext mitveröffentlichen
• Jeder soll Teil haben und Verbesserungen
einbringen können.
• https://en.wikipedia.org/wiki/DECUS
• http://www.decuslib.com/ download
• PDP11 Software: http://pdp-10.trailing-edge.com/
HHMM
Neuronen
Wie man ein
Gehirn baut, 2013
• Ray Kurzweil: Das menschliche Gehirn (basierend auf Neuronen) ist soweit
erforscht, dass man es in den nächsten 20 Jahren komplett simulieren können wird.
• Die erforschten Modelle lassen sich vollständig algorithmisch beschreiben, da sie
auf klassischer Physik und der daraus ableitenden Biochemie basieren.
• Der Neocortex ist der denkende Teil des Gehirns. Er sitzt in der äusseren
2-5 mm dicken Schicht des Grosshirns (1800 cm2, dank Faltungen).
• Der " Bauplan" des Gehirns umfasst nur 25 MB. Sobald das Gehirn des Embryos
fertig entwickelt ist, beginnt die zentrale Lernphase.
• Das Denken besteht im Wesentlichen aus der Erkennung von Mustern. Wobei wir
mit 300 Millionen verschiedenen Mustern Meister in dieser Disziplin sind.
• Die Leistungsfähigkeit ergibt sich aus der massiv parallelen Verarbeitung.
• Mustererkennung lässt sich mit Algorithmen nachbilden, zentral dabei ist das
Hierarchical hidden Markov model (HHMM)
HBP simulierte Neuronen, 2015
Ein Neuron eines Rattenhirns
HBP [H. Markram] vs. Andreas Herz
Story
Das Human Brain Project präsentiert
die Simulation eines Stücks (0.33 mm3
von 2 mm3) Rattenhirn aus 31’000
Neuronen, 55 Zelllagen, 207 Neuronentypen, 40 Mio. Synapsen, basierend
auf 20 Jahren Forschung. Womit es
beweisen will, dass die digitale Rekonstruktion von Hirngewebe funktioniere.
Das Werkzeug, ein Blue Brain IV Supercomputer (= CSCS: 4 Rack IBM Blue
Gene/Q (65636 CPUs) mit IBM Blue
Gene Active Storage und ein 40 Node
Linux Cluster für Post-Processing,
Analyse, und Visualization, basierend
auf Infiniband technologie und dem
GPFS Filesystem mit 4.2 Petabyte Raw
Speicher (Seite 486).
Die Relevanz des Modells mit seinen
Lücken ist ohne weitere Messungen
nicht gegeben. Erst wenn man die
Funktion eines komplexen
biologischen Systems verstanden
hat, weiss man, welche
Komponenten wichtig sind und
welche vernachlässigt werden
können. Weil dem Modell wichtige
Zelltypen und biologische Prozesse
fehlen, soll man die Übereinstimmung der Messresultate
nicht überbewerten.
Andere Kritiker meinen, die Simulation auf molekularer Ebene sei zu detailliert und
folglich zu langsam. Besser man verwendet ein simplifiziertes Modell.
Kühlsystem
Computerracks
Blue Brain IV
Smartphone als PC, 2015
Eine günstige Adapterbox (Display Dock) verbindet das Windows 10
Mobiltelefon mit Bildschirm, Maus und Tastatur. So kann man auf den
heimischen Computer verzichten. Die Rechenleistung des Telefons ist
ausreichend und das Betriebssystem kann mit beiden Plattformen
(Touchdisplay / Bildschirmarbeitsplatz) umgehen.
Intel Skylake-S, 2015
Intel macht mit den
Prozessoren der SkylakeGeneration einen weiteren
Schritt in Richtung einer für
alles. Die Prozessoren
werden mit 14 nm
Strukturgrösse gefertig und
sind von sparsamen
Varianten für Tabletts bis zu
hochleistungsvarianten
welche zusätzlich direkt drei
4K Monitore ansteuern
können erhältlich.
Intel 3D X-point Memory, 2015
Ein neuer Memorytyp, der nicht nur
1000 mal schneller als NAND-Flash ist,
sondern auch persistent, wird von den
Firmen Micron und Intel für das
nächste Jahr versprochen. In punkto
Speicherdichte sei er 10 mal besser als
DRAM. Es wird vermutet, das dazu die
PRAM-Technologie verwendet wird.
Sogenanntes Phase-Changing RAM
kann durch das elektrische
«schmelzen» feiner Kristallstrukturen
deren Leitfähigkeit ändern und so
Daten speichern. Der einfache Aufbau,
welcher keine Transistoren benötigt
kann auch gestappelt werden und
erhöht die Kapazität so massiv. Schon
bald kann in Computern auf Festplatten verzichtet werden, weil
schnelleres 3D X-Point Memory direkt
an der CPU angeschlossen wird.
Everyone Online, 2017
In den 1990er Jahren erhielt die erste Milliarde Menschen Zugang zum Internet. Sie gehörten zum grössten
Teil der technologisch entwickelten, gebildeten und westlich denkenden Welt. Das Internet entwickelte sich
so zunächst zum Werkzeug der westlich geprägten Globalisierung. Schon bald aber werden fünf Milliarden
Menschen dank erschwinglichen Smartphones und günstigen Abos Zugang zu dieser Welt mit all ihren
Verlockungen kriegen. Sie werden so direkt wie noch nie sehen, dass es andere Regierungen als die ihrige
gibt, welche sie nicht mögen. Sie werden Wohlstand sehen, den sie in ihrem Land nie erreichen können und
sie werden sich schon bald organisieren. Alle werden dies tun, sei es im Kampf um fundamentale Ziele oder
auf dem Weg in eine andere Welt, wie es 2015 viele Syrer schon begonnen haben.
Zitate
« In Visualisierungen des Internets der Dinge oder der Smart
City finden sich oft gar keine Menschen. Menschen machen in
dieser Zukunftsvision nur noch, was Maschinen - noch - nicht
können. »
Peter Purgathofer
«Wer bin ich, wenn ich online bin … und was macht mein
Gehirn solange? »
Nicholas Carr
«In den IT-Methodiken Scrum und Agile stecken Prinzipien,
die auch für das neue Management gelten müssten.»
Michael Sonntag, L
hinzugefügt
bis v14
Datacenter in a box, 2016
Das Square Kilometre Array (SKA) wird im Jahr 2024 das grösste Radioteleskop des
Universums sein. Auf 150 km verteilt werden in Südafrika über 200 Radioteleskope
im Verbund das Weltall belauschen. Die Dabei anfallende Datenmenge ist immens
und benötigt eine neue Generation effizienter Rechner. Die Idee ist es, auf
Handflächegrösse geschrumpfte 64-Bit Serverboards (mit SOC: System on a Chip) in
einen 2U-Rackserver zu packen. Erstes Ziel ist es, dank kompakter Warmwasserkühlung, welche gleichzeitig den Strom transportiert, 128 Boards zu kombinieren (ca.
35W pro Board). Aktuell wird mit NXP T4240 Prozessoren (24 virtuelle Cores, L) am
IBM Forschungszentrum in Rüschlikon experimentiert.
Programmiersprachen
C:
#include <stdio.h>
int quadrat(int i) {
return i*i;
}
int main(void){
int i;
for (i=1; i<=10;i++){
printf("%d %d\n", i, quadrat(i));
}
return 0;
}
Java:
public class Main {
public static int quadrat(int i){
return i*i;
}
public static void main(string[] args) {
for(int i=1; i<=10;i++) {
System.out.println(i + " " +quadrat(i));
}
}
}
Python:
def qaudrat(i):
return(i*i)
for i in range(1,11):
print (i, quadrat(i))
JavaScript:
function quadrat(i){
return i*i; }
for (var i=1; i<=10;i++) {
console.log(i,quadrat(i));
}
PHP:
<?php
function quadrat($i) {
return $i*$i) }
for ($i =1;$i<=10;$i++) {
echo $i, " ", quadrat($i), "\n";
}
?>
Haskell:
quadrat x = x*x
main = putstr $ concatMap(\i -> show i ++ show (quadrat i) ++ "\n") [1..10]
Quelle c’t 2015,18