¿Cuánto tiempo llevaría crear una máquina compatible con Windows 1.0 desde cero?

He estado pensando en este concepto durante un tiempo y no he podido descifrar cuál podría ser una respuesta plausible. Parecía apropiado para mi primera pregunta en este sitio web.

Imagine un experimento en el que se deja a un grupo de aproximadamente 20 humanos en una isla bastante pequeña (~1000 km²) que contiene todos los recursos necesarios, tal como aparecerían en un entorno natural. Luego, el grupo recibiría el desafío de , comenzando completamente desde cero, construir un sistema informático en pleno funcionamiento capaz de ejecutar al menos Windows 1.0 con una velocidad utilizable y luego ejecutarlo con éxito lo más rápido posible. Comenzarían sin herramientas ni recursos. Estas son las reglas y condiciones que estarían presentes:

  • El grupo de humanos no tendría que preocuparse por el mantenimiento de la vida y por cuestiones como la comida, la ropa, las condiciones climáticas, los desastres naturales y la vida silvestre hostil.
  • El grupo sabría exactamente cómo encontrar y ensamblar cualquier elemento involucrado en el proceso de creación de la máquina.
  • El grupo está formado por humanos jóvenes y en forma que no experimentarían ningún problema social dentro del grupo y no se cansarían de los días de trabajo constantes de 12 horas.
  • Por conveniencia, asumimos que los humanos no envejecerían ni morirían durante su participación en este experimento.
  • La isla contiene cualquier recurso necesario en forma completamente cruda. Los materiales como los metales pueden estar presentes en una tasa superior a la natural para garantizar que haya suficientes disponibles para completar el desafío.

A medida que comencé a pensar más en este concepto, comencé a esperar que el tiempo mínimo necesario para lograr tal objetivo probablemente fuera de al menos 5 años ( Edición: muy por encima ). Sin embargo, probablemente estoy subestimando el tiempo que llevaría obtener algunos de los materiales necesarios y construir toda la maquinaria avanzada que se utiliza para ensamblar un sistema informático completamente funcional.

¿Alguien podría sugerir una estimación de tiempo razonable para completar una tarea/desafío tan extremo? ¿Cuáles serían los mayores obstáculos en el camino?

Como esta es la primera vez que publico en un sitio web de StackExchange, siéntase libre de señalar cualquier cosa que debería estar haciendo de manera diferente.

Editar: el desafío no requiere construir una versión del hardware que realmente se estaba utilizando para ejecutar e interactuar con el sistema operativo. Siempre que haga el trabajo y el sistema pueda funcionar a velocidades utilizables, podría construirse con cualquier material y puede ser tan grande como sea necesario.

Editar: acepté la respuesta de Karl, ya que representa la secuencia de pasos más factual que debería tomarse para que el equipo alcance el nivel de tecnología necesario para construir la máquina.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
Sería completamente imposible: la isla no contiene una copia de Windows 1.0.
¿Por qué ventanas? ¿Por qué no otro sistema operativo? ¿Por qué ejecutar cualquier sistema operativo en lugar de proporcionar una máquina con la velocidad adecuada? Podemos medir la memoria o la velocidad del reloj, ya sabes. Eso es más confiable que verificar si algún sistema operativo arbitrario se ejecutará a "velocidad utilizable".
Recuerdo Windows 1.0: afirmar que funcionaba sería suficiente para hacerme reír...
El conocimiento exacto es más un regalo de lo que piensas. ¡No se requiere tiempo para la planificación! ¡No hay necesidad de prototipos o depuración! Es un superpoder para el ingeniero. Además, para fines de ficción, el conflicto grupal suele ser donde está la historia..
Si los humanos viven para siempre y nunca tienen que preocuparse por la supervivencia, entonces realmente todo lo que necesitas es 1 persona y un montón de rocas .
Esto es similar a una de mis preguntas existenciales favoritas (adaptadas a programadores) de todos los tiempos. Aproximadamente, "si te despertaras solo en un bosque, sin nada más que un hacha, y no pudieras irte, ¿cuánto tiempo pasaría antes de que pudieras enviar un correo electrónico?"
Deberían poder ponerse en marcha con bastante rapidez si los cangrejos pasan el rato en la isla o sus alrededores. Y, si tienen plantas de mostaza y tomate, incluso pueden obtener el impresionante tema Puesto de perritos calientes de Windows 3.1 aplicando ketchup y mostaza a los caparazones de los cangrejos de exhibición.
Tu pregunta me recuerda a A Fire Upon the Deep de Vernor Vinge.
Echa un vistazo al proyecto de ecología de código abierto. opensourceecology.org/about-overview Estos muchachos están tratando de resolver más o menos este problema. Están creando una lista de 50 máquinas autorreplicantes que se pueden usar para reconstruir la sociedad moderna.
¿Tienen acceso a información ilimitada?
¿Qué significa "todos los recursos necesarios"? ¿Tienen que purificar su propio silicio y fabricar también transistores y chips?
Me encantaría ver una serie de tubos, válvulas y agua que se utilizan para voltear las hojas con el fin de encender y apagar los "píxeles". Con tiempo y espacio infinitos podrías hacerlo con guijarros y una sola mano :P
¿Qué afirmas como "compatible con Windows 1.0"? ¿Te refieres a cualquier CPU/arquitectura compatible con x86? ¿O cualquier arquitectura de capacidades comparables, incluso si no es bit a bit compatible con x86 (y por lo tanto no puede ejecutar una instancia 'estándar' de Windows 1.0)? ¿Pretende replicar exactamente la arquitectura de la CPU 8086, o simplemente aproximarse al rendimiento de un procesador 8086 de alrededor de 1985 utilizando cualquier arquitectura hipotética?
Windows es súper ineficiente y requiere la arquitectura x86, por lo que podría no ser un buen criterio.
¿Ha considerado apuntar a Minix en lugar de Windows? -- Es mucho más adecuado para sistemas informáticos pequeños. -- Alguien aquí construyó un sistema Minix con puertas lógicas de la serie 7400; es un tramo largo pasar de eso a fabricar sus propios transistores (pero quiero decir que podría construir unos mecánicos al menos con interruptores de lengüeta, todavía necesita mucha industria para eso, pero al menos su objetivo es posible, podría aunque se necesitan más de 200 personas). -- Además, le ahorra el problema de construir una pantalla, puede hacer que construyan una impresora.
¿Qué pasa si la respuesta es nunca porque no pueden reparar o mantener la maquinaria tan rápido como se rompe? Incluso si los comenzó en un estado casi listo, las piezas envejecerían más rápido de lo que podrían reemplazarse.
Hablemos con el tipo de YouTube de "Tecnología primitiva" en esto.
Con suerte, el tiempo suficiente para que cualquier civilización primitiva elimine a cualquiera de los desarrolladores equivocados y su plan mal concebido. Esta pregunta es como preguntar cuánto tiempo llevaría crear una rueda cuadrada desde cero.
¿Sabe que no se ejecutó nada útil en Windows 1.0? Si la gente fuera a hacer esto, DOS 3.x sería un objetivo más fácil e igual de útil. Windows 3.0 fue la primera versión que tenía un software interesante que competía con las ofertas basadas en DOS de la época.
"Sin herramientas ni recursos". "El grupo sabría exactamente cómo encontrar y ensamblar cualquier elemento involucrado en el proceso de creación de la máquina". Entonces, lo que tienes aquí es una colección de personas que conocen todo el plan de estudios del MIT de memoria y no necesitan ningún tipo de biblioteca para buscar cosas. Esto también significaría que conocen prácticamente cualquier constante física que se te ocurra... como los pesos específicos de diferentes elementos, las energías orbitales de toda la tabla periódica... y así sucesivamente. Esto es completamente sobrehumano... y no creíble en lo más mínimo.
En el momento en que se escribió La isla misteriosa , el conocimiento acumulado del mundo en química podría caber en una enciclopedia. Para entonces todavía era creíble que un grupo de personas pudiera mantener el conocimiento suficiente en sus cabezas para llegar al punto en que pudieran fabricar explosivos. Pero llegar al punto en el que conservas el conocimiento suficiente para construir los componentes de una computadora sin ningún tipo de infraestructura o biblioteca que te ayude... no, ahora estás en el reino de lo fantástico.
No estoy seguro acerca de MS Windows en una isla desierta, quizás Palm OS sería más apropiado :P
¿Tus superhumanos pueden tener hijos? Si es así, ¿son esos niños superhumanos? ... Y asumiría que renunciaría a todas las objeciones contra el trabajo infantil. ... ¿Y tus "humanos" pueden usarse como suministros? ... ... ¿Superhumanos mega-espeluznantes usando sus propios huesos para hacer herramientas? ... ¿U otros usos de herramientas de un humano inmortal?
Obviamente, 20 humanos pueden convertirse en 40 en unos pocos años.

Respuestas (12)

Esto exige una industria química completa desarrollada. (Supongamos que pueden obtener mineral de hierro y carbón de alguna manera, y material adecuado para hacer hornos, y para empezar, usó algunas hachas, sierras y palas. No puedo adivinar cuánto tiempo podría llevar arrancarlas).

Fábricas que necesitan construir en orden cronológico.

  • ladrillos, cemento y materiales de construcción
  • alto horno
  • tienda de máquina
  • producción de acero
  • seguir mejorando todos los sitios de producción anteriores en todo momento
  • fábrica de vidrio
  • fábrica de productos químicos básicos
  • taller de maquinaria avanzada (torno, fresadora)
  • producción de polímeros
  • producción de cobre y cable eléctrico
  • estación de energía eléctrica (esto necesita un poco más de reflexión, puede que tenga que ser bastante grande)

¡Ahora estás en ~1890!

  • fábrica de productos químicos avanzados
  • fábrica de aluminio
  • fábrica de semiconductores
  • construir la primera electrónica discreta para ayudar con todo el mecanizado
  • haz tus primeros circuitos integrados
  • construir la primera computadora con circuitos integrados, empezar a programar
  • desarrollar CAD/CAM
  • mejor computadora, más circuitos altamente integrados
  • desarrollar un entorno de programación para la tarea final

20 pasos, digamos que olvidé otros cinco. Probablemente pueda hacer todas las tareas en un año o dos, si tiene 20 personas para ello y sabe exactamente cómo hacerlo, pero se quedará sin personal muy rápido. Todas las fábricas anteriores deben seguir funcionando mientras construye otras nuevas, y necesitará cada vez más personas para mantener y actualizar todo. Las fábricas tienen que crecer todo el tiempo para producir materia prima para todas las cosas nuevas que "inventas". Y necesita cada vez más personas para hacer la logística y la infraestructura y desenterrar los materiales básicos. Mi suposición sería 35 años y 20000 personas, dependiendo de cómo superes los primeros pasos. Tal vez medio millón de años-hombre. No tienes oportunidad con 20 personas. ;-)

Una pregunta abierta sería cómo potenciar todo esto. La energía hidroeléctrica y el carbón podrían funcionar, pero se necesitaría una estimación de la cantidad de energía eléctrica y de calefacción necesaria. En algún momento, la energía solar podría entrar en juego.

PD: Pensamiento posterior: los requisitos de personal tal vez podrían reducirse a la mitad si está realmente loco y hace que este sistema colapse con el objetivo alcanzado, es decir, no quedan recursos, fábricas e infraestructura arruinadas por la vejez, etc.

PPS, podría agregar que pensé que las personas que construyen todo todavía necesitan dimensionar todo, es decir, conocen las reglas generales, fórmulas, constantes físicas, pero no tienen un dibujo listo para cada máquina. Darles una enorme pila de planos prefabricados me pareció una trampa y poco práctico, porque sería difícil saber, por ejemplo, las propiedades mecánicas exactas de las cosas que producen, antes de hacerlo allí. Serían otros 20 años de ciencia e ingeniería hoy, para preparar planes para todas las contingencias. ;-)

PPPS ¿Por qué todas las fábricas? El 8086 está en la cima de 20 años de desarrollo de circuitos integrados, y ya se necesita mucha electrónica para construir y probar las máquinas que se usan para hacer un 8086. Los últimos pasos probablemente sean más de fabricación que de fábrica, pero yo Estoy seguro de que tendrá que hacer docenas de circuitos integrados cada vez antes de obtener uno que funcione (¿cómo sabría que las especificaciones de sus obleas son suficientes, sin construir análisis aún más sofisticados?).

PPPPS ¿Por qué circuitos integrados? Es imposible construir un CISC de propósito general a partir de transistores discretos y dejarlo funcionar a varios MHz. Una supercomputadora RISC paralelizada (como la CDC 6600 mencionada en el disco), no hay problema, pero estamos hablando de compatibilidad binaria con la PC de IBM. Además, millones de transistores para la SRAM serían una molestia para construir y ensamblar a mano, y las latencias en el cableado largo (sin hablar de la capacitancia y la inductividad) harían que no funcionara en un 8086 .

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
Si su objetivo era simplemente construir cualquier computadora que pudiera ejecutar cualquier sistema operativo, podría construir una CPU muy lenta a partir de componentes discretos y ejecutar Minix, aquí una sola persona lo hizo con circuitos integrados de la serie 7400 (que generalmente solo empaquetan puertas lógicas que son en su mayoría uno o dos componentes discretos por puerta). -- Sin embargo, aún necesitaría la mayor parte de la industria que @Karl menciona solo para construir algo compatible con esto.
La otra cosa a considerar es la producción de papel/lápiz/tinta, etc. (Supongo que va con otros recursos, pero no van a construir y diseñar nada si no pueden dibujar planos).
PPPPPS: No necesitas todos esos PS. Simplemente integre toda esa nueva información en su respuesta de forma natural. De lo contrario, se lee como un suministro de noticias o un foro.
20 personas con todos los materiales de construcción enfermos, en su vida, apenas construyen todas las paredes de todas las fábricas que necesitarás construir para producir esta computadora
@jean Creo que esto es exactamente lo que dije anteriormente.
Me gusta cómo acabas de hacer minería manual, porque eso es lo que vas a estar haciendo durante los primeros mil años más o menos.
@Mazura Eso estaba en la pregunta original.
Creo que he jugado este juego, pero no recuerdo cómo se llama... ¿Creo que al final tienes que construir un cohete?
@CJDennis ¿Civilización?
+1 Y necesita alimentar a la casa y cuidar a todos sus trabajadores y construir las herramientas necesarias para construir las fábricas. Sus pasos tienen sentido (creo que tomarían mucho más tiempo de 3 a 6 años por tarea, incluso con personas capacitadas)
@CJDennis esto me recordó a Factorio
Estoy pensando que quizás tengas que inventar y producir relés mecánicos, luego tubos de vacío y luego transistores, al menos para prototipos, antes de que puedas pensar en circuitos integrados. Y dado que OP quería solo una computadora en lugar de millones, podría usar tubos de vacío y cubrir la mitad de la isla con la computadora. Y la memoria central.
Te di algo de reputación, pero desde la perspectiva de un ingeniero eléctrico que solía diseñar circuitos integrados, la única respuesta correcta es "no se puede hacer bajo ninguna circunstancia dadas las limitaciones del OP". La fabricación de semiconductores por sí sola requiere de 20 a 30 pasos tecnológicos que no ha enumerado y que requieren física/materiales/etc. conocimientos que ni siquiera yo tengo. No hay 20 personas en el planeta que puedan lograrlo en su vida... o diez vidas... La montaña de conocimiento para construir lo que hoy no sería una calculadora práctica es así de alta.
@JBH OP dijo "ellos saben qué hacer". Y oye, un ingeniero eléctrico no puede fabricar circuitos integrados. Entrega la máscara de grabado, deja que los químicos hagan el resto. No es magia, y hablamos de 1980, no de 2010. Y dije que serán necesarias 20000 personas, no 20.
@Spencer OP dijo compatibilidad binaria y ejecución con velocidad utilizable. Eso es imposible con relés, tubos de vacío o incluso transistores individuales. 5 MHz es el número. No 1 Hz, ni 1 kHz, ni 50 kHz.
@Karl, Es justo, superpuse por error el número del OP sobre el tuyo, pero incluso con 20 000 personas, no se puede hacer. Período. No en sus vidas. Las habilidades para construir las computadoras, mantener a todos con vida y administrar el proyecto superan las 20 000 personas (y eso suponiendo 20 000 personas productivas). Y si cree que las computadoras compatibles con Windows 1.0 se pueden construir con una "máscara de grabado" y un químico, sabe mucho menos sobre fabricación electrónica de lo que pensaba. Mucho menos.
@JBH Dije 20 químicos. ;-) No, quiero decir, si sabes qué hacer y eliminas la parte de fabricación en masa, eliminas cualquier problema social, nutricional, de salud, etc. (eso también está en la pregunta original), no veo absolutamente ningún problema. Cultive lingotes pequeños, corte obleas, prepárese para cortar en chips, algunos pasos de grabado y pulverización catódica, corte de chips, unión a mano bajo un microscopio, finito. Hay tres docenas de chips diferentes en una PC IBM (bueno, cinco docenas si incluye todos los complementos necesarios), y construye todo con un solo propósito, por lo que todas las interfaces se simplifican enormemente. Y dejé fuera el monitor y la unidad de disco.
Manejar todo eso es otro tema. Comience todo en el momento perfecto, reeduque a las personas cuando las tareas estén a punto de cambiar, logística perfecta, sin accidentes, sé que eso es imposible.
@Karl tal vez, pero esa fue solo mi extensión tonta a mi comentario sobre tener que pasar por esas etapas intermedias.
@Spencer Relays que necesita, y tengo el taller de maquinaria avanzado para eso. Los tubos los puedes dejar de lado, no son muy útiles si tienes el conocimiento de 2015, y tienes transistores hechos por la primera etapa de mi fábrica de semiconductores.
¿De dónde va a sacar una isla la electricidad necesaria para hacer todo esto? La energía solar es un catch-22. Hydro es poco probable a menos que la isla tenga una geología+hidrología extremadamente extraña. ¿Nuclear? Motores térmicos: ¿de quemar qué y en qué caldera? Incluso hoy en día, las islas tienen petróleo enviado para quemar para obtener electricidad.
@RyanCavanaugh ¡Buen punto! ;-) Pero una montaña con un lago alto y suficiente lluvia debería ser suficiente. En algún momento pueden usar energía solar, y simplemente no les des autos ni aire acondicionado. Carbón que necesitan de todos modos para producir hierro, así que esa es otra fuente.
¿Pueden los 20 humanos tener bebés?
"La energía hidroeléctrica y el carbón podrían hacer el truco". Un poco espléndido de subestimar los requisitos de mano de obra.
@WhatRoughBeast Si tiene que construir una represa para energía hidroeléctrica, entonces necesita mucha gente, ¿verdad? No he pensado mucho en la cantidad de energía necesaria. Quizás (o muy probablemente, más bien) es bastante significativo. ;-)
¿Por qué no se puede hacer esto como un videojuego dadas las estipulaciones de OP? Si asumimos que no envejecen, mueren o se cansan, ¿por qué no pueden simplemente producir en masa los recursos necesarios y luego pasar a la siguiente etapa y una vez que tengan suficiente de todo?
@Himitsu_no_Yami Porque necesitas diez miles de artículos. Si lo haces todo secuencialmente, también tienes que almacenarlos . Veinte personas serían apenas suficientes para hacer el almacenamiento y el mantenimiento del edificio.
@Karl pero, en teoría, con suficiente tiempo, ¿no podría hacerse? No estoy hablando de que sea eficiente , solo técnicamente posible, incluso si lleva millones de años.
@Himitsu_no_Yami Si veinte personas son absorbidas solas por todo el almacenamiento necesario, entonces veintiuna podría hacerlo en millones de años. Pero creo que eso no es lo que buscaba el OP. ;)
@Karl, gracias por eso, principalmente tenía curiosidad por saber si era técnicamente posible.

Solo hay unos pocos objetivos que son requisitos reales y tienen algunos frutos al alcance de la mano:

  • CPU, la única parte única de la que queremos alejarnos son los interruptores mecánicos. Galena y un cable de acero pueden formar una unión de contacto natural, al igual que supuestamente el metal oxidado y no oxidado. Una persona ha hecho algunos transistores relativamente simples , probablemente podría hacer algo similar con el conocimiento químico adecuado, los materiales utilizados podrían incluso ser fáciles de fabricar. A veces también he oído que la corriente descompone una lata dialéctica para los cruces.
  • Batería, tipo plomo ácido. Necesitaría construir condensadores para suavizar la potencia. El plomo, como el resto de sus metales, estaría en forma cruda (o lo suficientemente cerca) y el ácido sulfúrico se puede hacer con minerales selectos y/o hierro o platino.
  • Reloj, podría hacer un inversor para proporcionar un pulso de reloj o convertir una pieza de cuarzo en una oblea delgada (casi imposible, pero solo necesita tener suerte una vez).
  • Pantalla, un poco más difícil pero podrías hacer un motor que te señale en binario. Posiblemente configure una cuadrícula de ellos para una pantalla.
  • Entrada, los cables cruzados proporcionan una entrada de teclado cuando se ponen en contacto. Construiría filas verticales y horizontales para que no se toquen y luego presionar en un cruce completaría el circuito.
  • La memoria se puede fabricar como memoria central a partir de metales en bruto.

Si tiene materias primas en lugar de minerales y una fuente de carbón, todo puede desarrollarse. Se puede usar cera, papel y galvanoplastia para construir una placa de circuito si lo considera necesario. Se podría hacer un soldador a partir de una varilla de hierro envuelta en cuero con soldadura casera (¿aleación de plomo y estaño?). Puede trabajar en frío para obtener las herramientas y las formas de material que necesita después de moldear su cabeza de martillo y yunque inicial de hierro.

Si pasó alrededor de una semana cada uno en:

  • recolectando materiales
  • un horno para su carbón de atracita para derretir el hierro, derretir vidrio para hacer una caja para la batería, etc.
  • hacer un fuelle y otras herramientas pequeñas
  • lanzar el yunque y el martillo
  • hacer planos/diseños
  • posiblemente uno para la fabricación de papel
  • posiblemente gastando algunos meses adicionales para recolectar materiales especiales.

...y unos meses montando las piezas creadas;

Todavía parece bastante razonable lograrlo en un año dado el conocimiento perfecto, las materias primas adecuadas y un conjunto decente de cuerpos capacitados.

Obtienes +1 para todo excepto la pantalla. El resultado debe ejecutarse lo suficientemente rápido como para ser utilizable. No puedo imaginar una pantalla construida a partir de materias primas para ser utilizable. Creo que necesitarías al menos bombillas, coloréalas en r/b/g y míralas desde la distancia.
@Falco RGB no es necesario, durante mucho tiempo las personas estuvieron perfectamente bien con pantallas monocromáticas.
El cuarzo es bueno porque es exacto, pero puedes usar otros componentes como el reloj de transistores. Echa un vistazo a Bulova Accutron Spaceview
El problema es el análisis. Es posible que fabrique muchas de las cosas necesarias, pero no sabrá cómo lograr que cumplan con las especificaciones necesarias, porque no tiene idea, por ejemplo, de cuán puros son sus materiales base y qué contienen. Es un zoológico cada vez mayor de métodos adicionales, por lo que dije, diablos, hagámoslo correctamente, vea mi respuesta anterior. ;-)
@Falco, técnicamente, podría construir un LED con bastante facilidad con carburo de silicio, pero pensé que, en lugar de agregar más requisitos de material, se podía usar un bucle de cobre con diferentes niveles de blanco, lo que simplemente haría girar las paletas más rápido. Además, cualquier LED en ese nivel tecnológico sería bastante frágil. Las bombillas se pueden hacer con filamentos de bambú, pero requieren un mejor trabajo de vidrio que un simple horno (por ejemplo, un tubo de soplado de vidrio) y probablemente serían demasiado tenues para usar bajo el sol.
@Karl Estoy de acuerdo, pero iba por el período de tiempo más corto para un solo modelo prototipo. También se podrían utilizar pruebas. Ya clasificamos las GPU y las CPU y no es un gran salto hacer equipos de prueba eléctrica cualitativos. Luego, solo necesita producir suficientes piezas para tener un conjunto de piezas compatible. Todavía es frágil, pero es mucho más rápido que construir todos los procesos de fabricación desde cero.
Creo que subestimas todo, los 192 kb de RAM necesarios para Windows 1 requieren 4,6 millones de transistores. Debe colocarlos muy cerca para poder hacer funcionar su máquina a una velocidad razonable. Además, ninguno de los materiales está listo, necesita excavarlos, refinarlos y fundirlos. No tienes calentadores industriales, tienes que construirlos. Los transistores "hechos en casa" requieren toneladas de maquinaria moderna en la que necesitaría trabajar durante mucho tiempo. No necesitará líneas de fábrica y esas cosas, pero construir un laboratorio de electrónica decente requiere mucho equipo (lo sé por experiencia).
@CemKalyoncu Más como 10 millones, en realidad. Por lo general, SRAM usa 6 transistores por bit (FLIPFLOP más 2 para lectura/escritura), más algunos más para direccionar cada PALABRA. El soldador por sí solo justifica la construcción de una planta de energía eléctrica, haciendo kilómetros de cableado nada menos. ;-)
Bueno, me olvidé del direccionamiento, pero creo que podrías hacer una ram con 3 transistores por bit. Nunca intenté hacer eso para ser honesto. Estoy seguro de que 4 es suficiente.
@Karl, no veo por qué no puedes calentar un soldador en el fuego.
@immibis Si está preparado para soldar ~ 50 millones de uniones a mano (3-4 patas por transistor + más una cantidad de conexiones adicionales para cada uno, hace 50 años-hombre trabajando las 24 horas, los 7 días de la semana, 1 minuto por unión), puede también calentar la plancha en un fuego, correcto. No tienes una soldadura moderna con fundente en el orificio, por cierto. ;-)
@CemKalyoncu La gran cantidad de transistores/núcleos da miedo, sí. Seguir una ruta química podría llevarlo allí, pero los otros métodos son súper voluminosos y frágiles. Los transistores solo son necesarios para la CPU, aunque la memoria central también funciona. Hacer y tejer todos los núcleos llevaría una eternidad, pero se podría lograr fácilmente en un año. No necesariamente necesita "RAM" en el sentido habitual.
Pensé en la memoria central al principio, pero el tamaño de esa cosa, según la mejor estimación, sería de 7x7 metros. Utilizará más de 25 km de cable, 1,5 millones de núcleos de hierro. Habrá 1024 + 1536 cables pegados a los lados. A continuación, tendrá que abordar esa cosa. Esto significa que necesita una tabla de mapeo de 16 bits a 2560 cables. Esta cosa consumirá mucha electricidad. No estoy seguro de si se puede construir de manera estable.
@Black Necesita 200 kbytes de RAM direccionable uniformemente, con velocidad de reloj y latencias al menos cercanas a las que IBM vendió a fines de los años 70. La computadora que contempla lo llevaría frente a un tribunal por aburrir a los usuarios hasta la muerte, ejecutando MS Windows. ;-)
Ambos tienen razón, por supuesto, en que sería absurdo. Hacer capaz pero absurdo. Habría muchos cables sobresaliendo y tendría una latencia que te haría llorar, pero funcionaría. AFAIK, la memoria central no desperdicia tanta potencia como piensa @CemKalyoncu, puede funcionar en un solo bit en lugar de en toda la red.
La mayor desventaja de catapultar esta computadora desde el principio es que no hay infraestructura, por lo que una computadora más rápida que la inicial realmente no es posible. Querer más computadoras también es difícil.
Honestamente, podría ser más fácil usar un medio magnético para aumentar una matriz de memoria más pequeña (es decir, el equivalente en hardware de un archivo de intercambio). -- Estoy pensando en algo similar a cómo funciona una máquina de Turing. -- En realidad, ni siquiera necesita ser magnético, pero eso sería más rápido que la memoria mecánica. -- Y tendría que construir la lógica en su controlador de memoria (para "emular" la cantidad correcta de memoria), y agregaría mucha latencia al producto final, pero al menos sería construible.
En cuanto a la pantalla, sus colonos tienen que descifrar el papel y la tinta de todos modos (no van a terminar de diseñar esto sin eso), ¿por qué no usar una impresora? -- Todos los primeros sistemas informáticos simplemente interactuaban directamente con impresoras / y las primeras pantallas de computadora solo podían mostrar como 40x4 caracteres en una pantalla LCD, etc. (Obviamente, eso no funcionará para Windows, pero ese no es un objetivo realista en mi opinión).

Supongo que tienen todo el conocimiento necesario fácilmente accesible, en forma de libros o una tableta mágica que no se queda sin batería.

Su estimación es muy baja. Llevaría mucho tiempo llegar a un punto para generar electricidad. Necesita maquinaria electrónica para construir dispositivos electrónicos más pequeños. Demonios, incluso construir un soldador llevaría mucho tiempo. Imagine fundir y moldear cobre en piedra para crear cables. También es posible que deba extraer petróleo para fabricar plásticos, ya que algunos cables definitivamente requerirán aislamiento. Antes de llegar a nada de esto, necesitará herramientas para cavar el suelo. Probablemente tendrás que trabajar con herramientas de piedra hasta que llegues a un punto para hacer herramientas de hierro.

En resumen, pasará por toda la revolución industrial y algo más, donde miles de ingenieros trabajaron durante ese período para avanzar en el campo. No estoy incluyendo a los científicos ya que su gente tiene el conocimiento. En total, supongo que tomaría alrededor de 50 años, probablemente más.

Se necesitaron de 5 a 10 años para dominar la fabricación de herramientas de bronce, y estos fueron necesarios para hacer hierro (cavar minerales, hacer fundiciones). Próximos 5 a 10 para hacer herrajes decentes. Entonces, ¡al acero! 50 años es una estimación bastante baja, dado que necesitan algo de tiempo antes del bronce y mucho después del acero. Por otro lado, puede omitir los plásticos por completo (el caucho y el papel aceitado pueden hacer el trabajo bastante bien).
No creo que necesites acero. Sin embargo, la goma podría funcionar. El papel aceitado no es la mejor idea, requeriría mucha infraestructura para hacer papel de calidad suficiente.
Sería difícil preparar silicio Czochralski sin herramientas de acero, y ese es el método más simple para obtener silicio adecuado para circuitos integrados en una cantidad suficientemente grande.
Bueno, no necesitará una gran cantidad, inicialmente pensé que podría salirse con la suya sin silicio, pero parece que Windows 1 necesita 192 kb de memoria. Por otro lado, si sabes cómo hacerlo, no será demasiado difícil fabricar acero.
50 años para hacer una computadora electrónica desde cero? Vamos, sé realista. ¡Habla en siglos!
Tomó siglos la primera vez, pero hubo tiempo para investigar, pelear guerras y esas cosas. Estas personas tienen el conocimiento y 12 horas por día. Yo diría que 50 no es descabellado.
Hace mucho tiempo me dijeron que si eliminabas todo el conocimiento humano almacenado, la misma generación regresaría al motor de combustión interna solo con lo que tenemos en la cabeza, y la siguiente estaría en posición de intentar el motor eléctrico. Y eso es sin la habilidad mágica de evitar la necesidad humana. A partir de ahí solo podemos adivinar.
Realmente me sorprendió que la conclusión de este párrafo fuera 50 años. Suena como si estuvieras discutiendo durante siglos o milenios.
@joshua El motor eléctrico es en realidad extremadamente simple. Y también produce energía cuando se pone en una turbina o algo similar. Yo diría que en realidad es más fácil producir y usar energía eléctrica que los motores de combustión interna. Siempre y cuando sepas algunos conceptos básicos de fondo.
Los motores eléctricos son fáciles si tienes cables delgados y paciencia.
@darthzejdr: El problema no es el motor; es la tecnología y la infraestructura para hacer de la electricidad una fuente viable de transmisión de energía. El motor de combustión interna es simplemente más efectivo durante el arranque.
"Tomaría mucho tiempo llegar a un punto para generar electricidad" - Encuentro esto difícil de creer. Para producir electricidad, todo lo que necesita es 1) imanes permanentes, 2) alambre de cobre, 3) un eje y 4) algo para hacer girar el eje (agua, viento, fuego, etc.). Y un poco de matemáticas si desea ajustar las cosas para producir resultados dentro de una especificación deseada. Puede llevar un tiempo alcanzar algo parecido a una central eléctrica moderna, pero la generación de electricidad a pequeña escala debería ser casi fácil .
Para excavar lo suficientemente profundo como para encontrar imanes permanentes, cobre y hierro, necesita herramientas, no solo una pala y un pico, debe soportar el peso de la mina. Necesitas horno para fundir hierro. Esta es la parte facil. Para hacer alambre de cobre necesitas tener moldes casi perfectos. También necesita aislar esos cables. ¿Sabes la longitud del alambre de cobre en un generador?
El OP ofrece "Los materiales como los metales pueden estar presentes en una tasa superior a la natural para garantizar que haya suficiente disponible para completar el desafío" como un hecho. Creo que eso significa que puede prescindir de operaciones mineras sustanciales/a gran escala. El alambre se fabrica estirando el metal, así que no está seguro de por qué necesitaría moldes perfectos. ¿Y el aislamiento suena como una característica de seguridad opcional? Incluso si no lo es, seguramente pueden encontrar algún material no conductor para cubrir sus cables.
Los motores y generadores están hechos de cables muy delgados que están aislados y envueltos alrededor de un imán. Sin aislamiento, se acortarán. Las máquinas de fabricación de alambre requieren electricidad, motores y calentadores, la primera vez pensé que probablemente moldearías el alambre. Pero parece que es más fácil que eso, parece que hay diferentes técnicas para hacer cables. Los generadores se calientan, la goma como hablamos antes no ayudará en nada. Los cables de bobinado están recubiertos con polímeros, no con plásticos simples.
¿No podrías usar cerámica para el aislamiento? no necesitas flexibilidad
@aroth Excepto que no tiene imanes permanentes, que son todo lo que necesita para generar electricidad. Necesitas electricidad para hacerlos. Y de repente un problema fácil se vuelve complicado.
@Peter: los generadores tienden a usar electroimanes, ya que los imanes "permanentes" normales a) no producen suficiente flujo, b) se debilitan con el tiempo. Todo lo que realmente necesita es un núcleo de hierro de suficiente tamaño y pureza, y un cableado resistente. Probablemente necesite usar reacciones electroquímicas, es decir, una batería, para producir sus cables iniciales y encender su generador (sustituya el diesel por aceite vegetal), luego use eso como fuente de energía cuando haga una planta de energía térmica más grande. En cuanto al aislamiento, en los años 50 se utilizaba tela de algodón como aislante.
Debe enrollar esos cables, por lo que debe ser flexible. el algodón no es una buena alternativa pero podría funcionar. Por otra parte, necesitarás cultivar algodón.

En lugar de reinventar la mayor parte de la civilización industrial desde cero, creo que será mejor que sus ingenieros piensen en "grande" y desarrollen una máquina accionada mecánicamente a partir de materiales simples, como madera y fibras. Continuaré con la tendencia de sus suposiciones generosas y asumiré que sus operadores operarán el sistema perfectamente, para que no rompa ninguno de los componentes. También supondré que tallan y colocan todo perfectamente para que no tenga que preocuparse por los problemas de desgaste inevitables con las piezas de madera móviles/deslizantes.

Será dolorosamente lento recolectar todos esos recursos con tecnología de la edad de piedra, pero aun así será un poco más rápido que reinventar toda la minería y la metalurgia, y mucho menos todo lo que necesita para fabricar tecnología de semiconductores.

Estoy imaginando una máquina enorme con:

  • Un 'monitor' compuesto por parches de hojas de plantas oscuras/pálidas giradas mecánicamente como 'píxeles'. Querrás miniaturizar esto al menos un poco para que sea utilizable, por lo que probablemente sea una de las partes más delicadas del mecanismo. Probablemente también querrás conformarte con una resolución relativamente baja. Estoy imaginando una gran variedad de postes rectos horizontales deslizantes que se adaptan a los postes verticales para rotar sus píxeles correspondientes. Probablemente necesite colocarlos superpuestos en 3 dimensiones para obtener suficiente densidad.

  • Interruptores mecánicos que transforman la traslación de un polo en acoplamiento o desacoplamiento de otros dos polos (por lo que 'transmiten' solo cuando se activa el polo 'base'). Básicamente, tiene un sistema lógico compuesto por relés de enganche, con señales accionadas por traslación ( y probablemente adaptado/enrutado mediante rotación en varios lugares).

  • El tiempo y la energía son proporcionados por personas que pedalean ruedas de madera, con un control mecánico inteligente para transformarse en un ciclo de reloj. Aquí es donde dudo que 20 personas puedan proporcionar suficiente potencia/velocidad para ejecutar 'lo suficientemente rápido' para sus propósitos. Si no es suficiente para ejecutarlo 'en vivo', puede almacenar energía utilizando pesos elevados o volantes, por lo que opera los pedales durante, digamos, un día, luego obtiene unos minutos de tiempo de ejecución. Escalar como se desee.

  • Para los bits de memoria, puede aprovechar la energía potencial de la gravedad para almacenar estados de bits (literalmente elevados), con una lógica de lectura y actualización.

Este sigue siendo un proyecto de ingeniería ridículamente masivo, incluso si es de "baja tecnología" desde el punto de vista de los materiales. Aún así, los componentes básicos están todos allí para ejecutar circuitos lógicos y, por lo tanto, construir una computadora bastante poderosa. Es difícil estimar la mano de obra involucrada, pero yo diría que probablemente todavía esté considerando una década o más, solo por la gran cantidad de elementos necesarios. Y eso suponiendo que todo salga a la perfección, sin cometer errores al fabricar todas estas piezas ideales a mano con herramientas de piedra.

en realidad no está mal, la gente en minecraft hizo procesadores
Inteligente, pero tal dispositivo no sería lo suficientemente rápido para ejecutar de manera útil un sistema operativo tipo Windows 1.0, que requiere una capacidad de ejecución de millones de instrucciones por segundo (el Intel 80486 de la época promediaba 40 millones de instrucciones por segundo). Por el contrario, el descifrador de códigos de Alan Turning, que era lo último en tecnología en la década de 1940, manejaba 300 instrucciones por segundo. Su máquina mecánica de madera y hoja, debidamente engrasada con grasa animal, alcanzaría un máximo de decenas de instrucciones por segundo, antes de romperse.
@MolbOrg Es un ejercicio común en cualquier juego que permita eso, sí (¿recuerdas las computadoras de Dwarf Fortress? ¿Y las computadoras de agua? ¿Y una docena de otros diseños? :P). Pero por lo general depende de algo bastante poco realista: ignorar la fricción, la energía, etc. acercarse a ejecutar Windows 1.0.
La gente de @Luaan hace algunas implementaciones de CPU en relés, puede que no sea el mejor ejemplo, sino un ejemplo . Las frecuencias de trabajo son de pocos hercios, hay formas de obtener una velocidad más eficiente (FPGA, estilo GPU). Alguien menciona en.wikipedia.org/wiki/CDC_6600 en los comentarios que es lo suficientemente bueno si la velocidad es una preocupación. En general, el primer procesador producido en masa donde 5000-6000 transistores, no tanto.
@MolbOrg FPGA ya es un circuito altamente integrado, eso hace una gran diferencia. La velocidad de conmutación es muy alta y las distancias entre los transistores son muy cortas. La única razón por la que los FPGA no pueden rivalizar con las CPU "normales" en cuanto a potencia de procesamiento es que sus puertas multipropósito son (ligeramente) más complejas que la mayoría de las de una CPU común. Y Windows 1.0 ya es una pérdida significativa de recursos en una CPU hecha de circuitos integrados TTL (como uno que hice), que solo empeora cuando reemplaza los TTL con transistores discretos. El OP solicita Windows, no es un cálculo útil.
@Luaan La única razón por la que los FPGA no pueden competir con las CPU "normales" en potencia de procesamiento sin procesar : pueden y lo hacen, pregúntele a cualquier minero de bitcoin. Me refiero a la cinta transportadora de datos. Me refiero a algunos principios, que podrían usarse para mejorar un poco la velocidad. Un poco de hiperprocesamiento en los relés: todos esos trucos que aprendimos los últimos 10 años. No pretendo imitarlos exactamente, y sí, la velocidad seguirá siendo un problema, en comparación con los primeros procesadores. Solo sentí que valía la pena notarlo,
@MolbOrg No podían rivalizar con un chip diseñado específicamente para la minería de bitcoins; ese es mi punto. Los FPGA son excelentes en su flexibilidad, lo que le permite reconfigurarlos para que sean más específicos que los CPU de uso general, o simplemente hacer un "chip" relativamente económico. El problema con el hiperprocesamiento y la ejecución desordenada, etc. es que es increíblemente complejo. Está bien hacer una CPU casera con 5000 transistores, especialmente si tiene al menos circuitos integrados básicos para cosas como "Y de 16 bits"; hacer una CPU OOE de múltiples núcleos, hiperprocesos, con tres niveles de caché... mucho más compleja.
La complejidad de @Luaan no es un problema con la premisa de OP, solo implementaciones físicas y cuánto en kg. Incluso yo probablemente entiendo tu punto, claramente no pude expresar mi. La complejidad no es un problema, es posible que tengamos ventanas de estilo ASIC aquí, no hay una tarea para replicar el desarrollo anterior y abre algunas posibilidades, no se implementaron no porque no tenían posibilidades, sino por cuestiones de conocimiento y marketing, ambos de esos no son problemas en la configuración de OP. Si necesitan 100t de oro para la tarea, tienen un reactor nuclear, no hay problema. El poder del trabajo es cuello de botella, no finanzas.
@MarkMicallef La CPU 80486 no es de la era de Windows 1.0. El 80486 estuvo disponible en 1989, cuando Windows estaba en la versión 2.1. Cuando se lanzó Windows 1.0 a principios de 1985, Intel estaba en el 80286, funcionando a unos 8 MHz.

Consulte los enlaces para construir el "MPX-16" desde cero en 1983. Esto es obtener los circuitos integrados que estaban disponibles cuando IBM construyó tales máquinas. Puede ver la complejidad general y la escala del diseño.

Ahora solo necesita construir una oblea de silicio "fabulosa" y crear las obleas de cristal perfectas ... bueno, incluso si supusiera que la fabricación de chips podría reducirse a un cuarto oscuro doméstico, la industria necesaria para producir obleas está mucho más allá de su pequeña banda. .

Eso será cierto incluso para los transistores semiconductores más toscos; por ejemplo, el material que utilizó la misión Apolo.

Cualquier tecnología anterior no sería capaz de funcionar lo suficientemente rápido (como se especifica). Ah, ¿y quieres una pantalla CRT que vaya con eso? Nuevamente, necesitamos industrias , no un pequeño grupo de individuos.

Dato curioso: actualmente hemos perdido la industria necesaria para crear nuevos CRT. Sabemos cómo hacerlos (por ahora, siempre que los derechos de autor no eliminen algunos de los detalles importantes más finos con el tiempo antes del lanzamiento final al dominio público), pero no tenemos una forma real de hacer algo mucho más avanzado que una simple pantalla monocromática de haz desviado. . Incluso los fósforos son difíciles de obtener ahora, por lo que la persistencia de la imagen / la vida útil del tubo estaría muy lejos de un buen tubo NOS. La montaña de laboriosidad continua necesaria para mantener nuestra forma de vida es verdadera y aterradoramente asombrosa.
@ madscientist159 Te creo, pero tengo curiosidad por leer más. ¿Tienes algún enlace sobre esto?
Por ejemplo, ¿qué pasa con thomaselectronics.com/manufacturers ?
@fabspro Básicamente, estoy usando CRT de ápice como Trinitron como un canary aquí: todavía se pueden hacer CRT más simples, por ahora, pero también detendrán la producción con el tiempo. La fabricación de CRT ya está retrocediendo en términos de complejidad, y eso solo acelerará. Hay algunas fuentes para esto, pero aquí hay solo una que Google recogió en venturebeat.com/2017/03/03/… "Cuando el último gran fabricante dejó de fabricar CRT, vendió... a una empresa china que no podía reproducir el procedimiento de bobinado"
@ madscientist159 Trinitron es una especie de excepción, pero ciertamente tiene razón en que el futuro no es bueno para el CRT. :(
@fabspro Trinitron también fue posiblemente, en términos de calidad visual, el mejor CRT jamás creado. Utilicé bastantes modelos diferentes en el pasado (como sospecho que tú también lo has hecho, por tus comentarios :)) y la diferencia de calidad era muy obvia. Incluso perder ese ápice de fabricación es un mal augurio.

Esta respuesta se centra en el objetivo de la computadora, en lugar del proceso para crear la computadora.

"Mientras haga el trabajo y el sistema pueda funcionar a velocidades utilizables, podría construirse con cualquier material y puede ser tan grande como sea necesario".

Si elimina el requisito de "velocidad utilizable", se podría realizar una simulación utilizando cualquier cosa como marcadores de memoria. Diseñe una cuadrícula enorme en el suelo para representar la memoria y llénela con algún tipo de marcadores que signifiquen 1 o 0, o use rasguños en el suelo.

Resultado: No se requiere industria más allá de la alimentación, la vivienda y el cuidado de los trabajadores.

Desventaja: tiempo: la computadora funcionará de cientos a millones de segundos por ciclo, en lugar de millones de ciclos por segundo.

Si saben qué hacer, probablemente se les ocurran dos problemas importantes

Transportar recursos y recolectarlos es un problema.

El segundo problema es el bajo número de esos pueblos.

primero es un problema porque la isla es realmente grande, y si los recursos están dispersos, significa distancias bastante grandes. Obtener recursos mineros, incluso si son ricos en cantidades, no es una tarea fácil, y no se vuelve más fácil con el tiempo, ya que la demanda probablemente aumentará. Solo mover 1 tonelada a una distancia de 10 km con ruedas, etc. sin carreteras podría ocuparlos todos durante un día o más. Pero tienes que excavar esa tonelada primero, y no es pura, por lo que significa obtener 1 tonelada de producto, han transportado más de 1 tonelada de mineral. Entonces, donde los recursos están, en la forma en que están, en la superficie de esa isla, las distancias pueden ser factores de cuello de botella. Mover esos recursos a través del complejo de producción también es un problema, la gravedad es un... no conozco la palabra, pesado podría ser.

En cuanto al segundo problema, el número de personas, no solo han replicado y acelerado la electricidad de vapor de piedra como se hizo y escalado para 20 personas, sino que debe hacerse de la manera especialmente diseñada para esa cantidad de personas. , las necesidades nunca deben superar las 20 personas haciendo algo en el momento. Sin automatización - en la era del vapor, tienes que tener personas casi para todo, deben trabajar, vigilar, controlar, engrasar cosas, verificar que el agua entre en la caldera (no todos los sistemas que se usan para eso son confiables, y tendían para romper o hacer que nuestro régimen funcione), así que básicamente para una máquina de vapor de tamaño moderado se necesitan 2 personas: una la alimenta, una mira que no explote y que aún gire (más o menos).

Esto nos lleva al problema de la energía: cuánta energía pueden producir 20 humanos con herramientas. En cualquier punto de ese camino piedra-vapor-electricidad, habrá un límite superior de cuánta energía podrían producir, en términos de potencia.

Entonces, todo el proceso no debe exceder sus capacidades de producción de energía, sus capacidades de control. La fabricación de vidrio puede necesitar vigilancia las 24 horas del día, los 7 días de la semana, los 365 días del año, por lo que 2 personas de todo el proceso, y si hay más de 9 procesos de este tipo a la vez, se quedarán sin personas.

Y los candidatos para múltiples puntos son los procesos químicos, hay mucha química involucrada en la producción de chips, no solo para la química utilizada en la producción, sino también para producir los productos químicos que se producen. La pureza de los productos químicos puede depender de la producción a granel, simplemente porque en el frasco grande, las impurezas del frasco mismo son menos porcentuales que en la producción de volumen pequeño. Algunos productos químicos no se almacenan tan bien debido a su inestabilidad, las impurezas crecerán con el tiempo, por lo que podría ser imposible producir todo lo necesario y hacer marcas de verificación, o produce 10 de ellos a la vez en poco tiempo o no produce ninguno. ellos - sólo un poco exaduración, pero quién sabe.

Hacer que el proceso que conduce al resultado final para esos 20 pueblos sea más desafiante que simplemente replicar lo que hemos hecho. Estoy muy interesado en mirar su modelo solo por un breve momento, muy emocionante.

Lo siento, pero no estoy listo para estimar el tiempo, ya que casi no tengo pegamento sobre qué hacer, entonces era Steam Era. Y no estoy seguro de que necesiten columnas de refinación de 20 m de altura para productos químicos; si es el caso, necesitan producir solo una pieza de ese equipo que funciona con Linux.

Era de Steam, probablemente podrían lograrlo bastante rápido, menos de un año, si no tienen problemas para saber qué hacer y las habilidades necesarias para hacerlo. Para una situación real con personas (no robots), diría que de ninguna manera durante 5 años, pero las personas con estilo de robot, pueden ser, lo considero posible. Pero este número es tan bueno para mí como 10 años, 15 años o 2 años.
50 años? no lo creo, o lo pueden hacer en menos tiempo, o simplemente no pueden.

Es una isla pequeña, ¿por qué el transporte de recursos sería un problema?
Bueno, un molino de agua sería una opción mucho mejor para la energía que una caldera de vapor, si tienen esa opción (no estoy seguro de si existe la posibilidad de un río útil en una isla de 10 áreas; ¿podría llover lo suficiente? : D). Incluso el viento podría ser factible, dependiendo de las condiciones locales. Un motor Stirling requeriría muy poco mantenimiento y no es demasiado difícil de construir, aunque la producción de energía es bastante baja.
@NuWin no diría que es pequeño, es algo así como un cuadrado de 33x33 km o una isla redonda de 35 km de diámetro; es como una gran ciudad, pero sin carreteras. La construcción de carreteras es una tarea intensiva en energía, que no es muy útil si no se transportan mercancías a granel, y es un problema para muchos países incluso hoy en día, con más de un exceso de personas. Algo así son razones para notarlo como un problema.
@Luaan debido a esas opciones e incertidumbres, la producción de energía está fuera del alcance de mi respuesta, al menos por el momento. El motor de vapor es un ejemplo más, que se usó para tareas de fabricación, y podemos encontrar algunos datos al respecto y conocer los problemas al usarlos en producción. Un buen río definitivamente sería una buena ayuda, el viento no tanto (poco confiable, no tiene mucha energía para el trabajo, necesita madera y está listo para funcionar), un buen Stirling es difícil de construir, la complejidad está en el nivel de combustión de los motores, los juguetes son malos ejemplos. , eche un vistazo a unos pocos kW stirlings. Preferiría ir con turbinas, pero es mi preferencia.

Antes que nada, veamos los requisitos para Windows 1, es una computadora de 8 bits con 385k de memoria RAM.

Entonces, si tienes espacio, es posible. Las computadoras de bricolaje realmente no son algo difícil de hacer.

Imagen de http://hackaday.com/2012/04/20/building-a-computer-with-discrete-transistors/

Aquí se muestra una placa con transistores, que juntos forman un procesador informático de 4 bits.

En términos simplificados, esto es básicamente todo, el desafío es hacer 2 3 veces más eficiente y más pequeño, el oscilador (frecuencia del cristal) se puede aumentar y es tan pequeño que cabe dentro del área de una moneda. Pero ese no era uno de los requisitos.

Ahora el problema es hacerlo de algo que se vea así:

réplica del primer transistor de trabajo.

Tomaría mucho espacio.

Una búsqueda rápida en Google de la memoria RAM DIY muestra que se podría hacer algo similar, bastante fácil, donde el verdadero desafío es hacerlo pequeño y modular. Pero dados los medios para extraer los recursos del área para construirlo (me refiero a edificios del tamaño de producción de Boeing), podría hacerse.

Con respecto a la velocidad de funcionamiento, me temo que no tengo suficiente experiencia en esa área para saber a qué velocidad se ejecutaría, pero en gran medida estaría controlado por las capacidades de conmutación del transistor, pero no pude encontrar la hoja de datos del "primer transistor", pero un transistor de uso general tiene una capacidad de conmutación de unos 300 MHz.

La memoria RAM es en realidad un gran problema. El problema no es hacer un poco de memoria (SRAM es muy simple, en realidad). El problema es generar mucha memoria; incluso Windows 1.0 requería casi 200 kiB de memoria. Eso es enorme.
Sí, escribí que ocuparía mucho espacio, ¿no?
El problema es que el gran tamaño implica un funcionamiento lento. Hacer una CPU lo suficientemente rápida para Windows 1.0 no es gran cosa, incluso con chips TTL fáciles de hacer; incluso podría ser factible con componentes discretos. Sin embargo, hacer que la memoria sea lo suficientemente rápida para Windows 1.0 es un problema, precisamente por el tamaño requerido. Observe cómo el área de silicio de cualquier computadora moderna está dominada por la memoria (DRAM y SRAM). La propagación de la electricidad es demasiado lenta para mantener la velocidad que necesita.
Una computadora en 1985 funciona a aproximadamente 5-8 Mhz, con la capacidad de conmutación de transistores de 300 MHz, obtuvo una sobrecarga del 150% en esa cuenta, realmente no creo que eso sea el cuello de botella.
Primero, debe tener en cuenta cuántos transistores hay en una serie en cualquier operación dada; como una estimación muy aproximada, solo puede permitirse una lógica que use menos de sesenta transistores en una serie por operación para mantener los 5 MHz, y eso es ya ignorando los caminos entre los transistores. En segundo lugar, no olvide la latencia. Incluso si su memoria pudiera funcionar a 300 MHz, no ayuda mucho si se necesitan 20 operaciones de CPU para llevar datos a la CPU. Ignorando los transistores, si su memoria está a 10 metros de la CPU, ya está superando los límites a 10 MHz.
puedo confirmar @Magic-Mouse, mientras buscaba en el historial, vi afirmaciones de que la memoria al principio era más rápida que la cpus (no es una confirmación totalmente sólida, pero)
Pares trenzados de @Luaan que trabajan a distancias más altas que 10 m con las frecuencias que menciona.
@Molborg Sí, la memoria fue más rápida que las CPU durante un tiempo (esto todavía era cierto en el momento de Windows 1.0). Por eso apunto que en el ordenador del Magic Mouse ya sería al revés. Y no estaba hablando de la frecuencia en el cable, sino en la CPU; observe cómo estoy hablando de la latencia en la comunicación. Si la CPU no tiene un procesamiento fuera de servicio, debe esperar en la memoria en cada operación de memoria, lo que pone un límite a la velocidad de la memoria para no obstaculizar la CPU. No es un gran problema para el cálculo, es un gran problema para Windows.
"Ya estás superando los límites a 10 MHz", porque yo lo estoy. estamos hablando de componentes hechos a mano versus. componentes IC de alta precisión. También lo califiqué como plausible dentro de 5 años, no es posible.
@Luaan crea caché L1 L2, prográmalo inteligentemente para minimizar el cruce de fronteras, pero sí, al principio me perdí el punto.
No, te estás perdiendo mi punto. Solo el retraso de la electricidad sería suficiente para descontar algo por encima de ~ 10 MHz (sincrónico, por supuesto; hay mucho más que puede hacer con asincrónico, pero eso hace que todo el sistema sea mucho más complicado). Eso es antes de que llegue a los transistores, y suponiendo un direccionamiento óptimo (en la práctica, necesitaría mucho más que solo los 10 metros de cableado para abordar cualquier cosa en el enorme núcleo de memoria). ¿Y cuánta memoria cabría en un cubo de 10 m? Si se necesita un cm cúbico (generoso) para almacenar un bit, obtienes alrededor de 1 MiB, ignorando todos los circuitos de direccionamiento, etc.
@MolbOrg Sí, pero eso es muy complejo. Necesita al menos alguna medida de ejecución desordenada (muy compleja), alguna estrategia de asignación de caché, transparencia de caché, etc. El 8086 no tenía caché en el chip, y ya estaba superando los límites de la tecnología que Intel tenía en el tiempo. De repente, sus 5000 transistores se duplicaron, incluso sin contar los transistores que necesita para el caché integrado en primer lugar. Y esa podría ser una estimación optimista: D
@Luaan, está confundiendo componentes antiguos con hacer algo "nuevo desde cero" con herramientas primitivas, tenemos computadoras avanzadas que pueden calcular y diseñar el sistema de antemano. "El grupo sabría exactamente cómo encontrar y ensamblar cualquier elemento involucrado en el proceso de creación de la máquina". Entonces, el problema aquí es encontrar componentes en la naturaleza y ensamblarlos, no dice en ninguna parte que no podrían tener CAD o estrategia calculada con ellos.
No me refiero solo a la complejidad del diseño. Se necesitan muchos transistores para obtener esa funcionalidad. Claro, parte de la razón por la que esto no se usó en el pasado fue que a) no era rentable, b) era difícil de diseñar. Pero la rentabilidad también se aplica en nuestro escenario: hay una diferencia entre hacer una CPU casera con 5000 transistores y 5 millones de transistores. Hoy no podemos hacer un 8086 mejor: todas las mejoras desde entonces (más allá de hacer los transistores más pequeños y rápidos, no aplicable en nuestro escenario) fueron cambios enormes en todo el diseño de la CPU.
Bueno, básicamente termina siendo la fuerza de producción de 20 personas que fabrican transistores improvisados ​​durante 12 horas al día.
El 8086 es una computadora de 16 bits, al igual que el 8088, que es un 8086 cojeando junto con un bus de memoria de 8 bits. Y olvídese de 5 MHz, tendrá suerte si puede llegar a 100 kHz con toda la capacitancia e inductividad en las millas de cableado que necesitará. 30000 transistores para el 8086, más 6,4 millones más para 200*8 kbit de SRAM (4 transistores por cada bit).

Poner las cosas juntas es información. La disposición del metal que distingue una pila de carbón y hierro oxidado del acero templado es información.

La forma en que generalmente hacemos esto es a través de procesos crudos que generan gradientes que reorganizan las ubicaciones de los átomos de manera favorable, y nos movemos iterativamente hacia la disposición de la materia que queremos.

Esto implica la aplicación de energía para generar un gradiente entrópico de la forma correcta, que es la única forma que conocemos de reorganizar en masa los átomos en una nueva forma.

Pero es solo información. Se necesita agregar algo de energía para obtener algunos estados de otros, pero la diferencia de energía neta después del procesamiento tiende a ser mucho menor que la energía utilizada: la mayor parte de la energía se filtra en forma de calor, no se captura.

Este calor filtrado es entropía, información suelta. La energía ordenada que usamos para inducir los cambios introduce parte de la información en la nueva estructura, y la gran mayoría se filtra en forma de calor.

Si todo lo que los humanos conocen son nuestros métodos toscos actuales para infundir cosas con la estructura que queremos, entonces básicamente tendrían que reinventar la civilización industrial. El tiempo se mediría en generaciones, no en años, ya que tendrían que criar una población suficiente para gestionar la civilización industrial necesaria.

Si, en cambio, tuvieran toda la información que necesitan para hacerlo de manera eficiente y la capacidad de usar exactamente esa información, literalmente podrían caminar y golpear cosas perfectamente con martillos y hacer que se vuelvan a ensamblar en la forma que necesitan.

Recuerde, todo lo que se requiere para romper un huevo que se cayó de una mesa es el conjunto exacto de toques, impactos y sonidos. Es la falta de información y la dificultad para hacer las acciones exactamente (baja energía, extrema precisión) lo que hace que esto sea imposible. La forma más fácil para que un humano descascare un huevo es alimentar a una gallina con el huevo partido, o convertirlo en abono y alimentar a la gallina con la comida que cultivas.

Este nivel de conocimiento y precisión en la acción está mucho más allá de lo que cualquier ser humano podría hacer, pero dijiste que tenía el conocimiento exacto sobre cómo hacerlo. Y los simples mortales tienen problemas sociales. Claramente no estás hablando de simples mortales, ya que no tienen problemas sociales.


Entonces, si cada mujer produce 6 hijos por generación, 3 de los cuales son mujeres, y la población es la mitad de hombres, después de 10 generaciones tienes ~120,000 personas. Después de 20 generaciones tienes ~7 mil millones de personas. Esperaría que estuviera en algún lugar de ese intervalo sin información perfecta.

Con información perfecta , caminan golpeando cosas y esas cosas se reforman en los ingredientes exactos que necesitan. Los tocan, los golpean y se unen. Sus acciones se parecen más a la magia que a la industria.

Mike Resnick "Oracle": probablemente no sea el nivel de conocimiento del que habla OP. De todos modos Se necesita tiempo y no se niegan las leyes de la física.
¡Una interpretación interesante del problema! Sospecho que nuestros humanos (superinteligentes) se sentirían muy frustrados: sabrían exactamente qué "toques" se necesitan en qué secuencia para construir su dispositivo, pero carecerían de la precisión sensorial para colocar y dirigir esos toques según sea necesario, y les faltaría la precisión muscular para ejecutar los toques necesarios. TL; DR la información perfecta es inútil sin la capacidad de ejecución perfecta.
@ Spike0xff Bueno, toca. Y no funciona. Así que tocas en otro lugar. Con información perfecta, puede encontrar el toque que más movería el sistema hacia el estado que desea dada la precisión de su herramienta de toque (el primer paso, por supuesto, sería construir una herramienta de toque más precisa). Los humanos pasan décadas fabricando dispositivos aparentemente inútiles, luego comienzan a tocar cosas con ellos y obtienen una computadora un año después. :)

Pueden hacerlo en segundos.

"El grupo sabría exactamente cómo encontrar y ensamblar cualquier elemento involucrado en el proceso de creación de la máquina".

Si su cerebro está programado con cualquier conocimiento que necesiten para hacer cualquier cosa. Simplemente haga que 1 de las 20 personas sea la computadora. Lo único real que se requerirá será un lenguaje para interactuar con la "computadora" para que cualquiera de las otras 19 personas que la usen pueda descubrir qué está sucediendo, y dado que ya saben todo lo que necesitan hacer, simplemente pueden hacerlo. . La "computadora" puede codificar cualquier información que desee en sonido y las 19 personas pueden decodificar el sonido en su cabeza en la interfaz de usuario de Windows 1.0. Una persona debe ser capaz de procesar cualquier comando de nivel de interfaz de usuario de alto nivel en un tiempo razonable con capacitación, y dado que estas personas saben todo lo que necesitan, deberían poder hacerlo.

Si lo anterior no es válido porque no crearon la máquina. Luego les tomaría 9 meses a 2 de ellos crear biológicamente una nueva máquina y luego un par de años de entrenamiento para programar la máquina correctamente.

Si el caso hubiera sido que la gente tuviera que hacer una "máquina de computación", no estaría de acuerdo, pero la pregunta solo pide un "sistema de computadora"; ergo esta es la mejor respuesta. En el pasado, incluso solíamos tener trabajos para personas cuyos títulos eran "computadores", eran responsables de calcular cosas.
Creo que subestimaste el tiempo necesario para crear una nueva máquina. Con solo un par de años de programación, el sistema requeriría un mantenimiento muy alto.

En aras de la exhaustividad, permítanme darles la perspectiva de un ingeniero eléctrico que una vez diseñó circuitos integrados y sabe un poco sobre la historia de la informática.

Dadas las limitaciones propuestas por el OP, es IMPOSIBLE desarrollar la tecnología necesaria para construir una computadora con Windows 1.0. NO HAY DURACIÓN DE TIEMPO que cambie eso. La montaña de tecnología es tan grande, los fundamentos del desarrollo tan grandes y el conocimiento tan especializado en miles de puntos a lo largo del camino del desarrollo, que es imposible.

Lo siento

(Voté a favor de la respuesta de Karl porque estaba bien pensada, aunque él no está familiarizado con algunas de las tecnologías principales... pero por mucho que me gustara la respuesta, esta debía proporcionarse).

Cualquier pieza de tecnología que se desarrolle recientemente es, en su momento, el pináculo, o la suma de todo y todos los que pasaron antes, dentro del "cono de luz" de las personas involucradas o procesos logísticos.

En la edad de piedra, presumiblemente, este tipo de "cono de luz" era relativamente delgado: las tribus individuales probablemente reinventaron la misma tecnología (piedras afiladas fijadas a un palo) con relativa independencia de los primeros principios. Con el tiempo, los viajeros o asaltantes pusieron en circulación ideas; la cultura se desarrolló. En la época de, digamos, los antiguos griegos (Alejandro), los chinos, el Imperio Romano, etc., el cono de luz era, para las partes más avanzadas de su tiempo, probablemente su ciudad-estado central (y luego brillaba hacia el exterior). regiones "bárbaras" que ocuparon).

Avance rápido hoy: el "cono de luz" que se incluye en nuestros productos actuales (computadoras, etc., incluso en la década de 1980) es posiblemente increíblemente grande. Es tan grande que somos incapaces de, por ejemplo, determinar la verdadera huella económica de la mayoría de nuestros productos; ni siquiera podemos medir/documentar las cadenas logísticas y de productos que van a las camisetas, sin importar la electrónica.

Claro, gran parte de nuestra complejidad proviene del hecho de que no solo producimos una pieza de todo, sino que producimos en masa; así que a primera vista puede parecer que puedes afeitarte mucho si no lo necesitas. Pero este argumento no funciona para su pregunta. Necesita producción en masa para mucho de lo que está haciendo; por ejemplo, incluso su única máquina compatible con Windows 1 necesita muchas piezas repetidas (resistencias, lo que sea). Entonces, incluso para un componente que solo se eliminó uno o varios pasos de su producto final, ya necesita averiguar los requisitos previos para fabricar cosas en masa. Seguramente no en la escala que tenemos en la Tierra.

Podría argumentar que el conocimiento de la meta y todos los principios a lo largo del camino cambiarían significativamente la línea de tiempo; y en el mundo ideal (nada se olvida, etc.) probablemente lo haría. Aún así, siempre que tenga humanos en el circuito, aún necesita muchos de ellos, ya que cada uno es simplemente incapaz de acumular arbitrariamente mucho conocimiento aplicado en su cabeza.

Finalmente, no es que nuestra tecnología se haya creado de una manera completamente planificada: hemos demostrado que esto sale terriblemente mal. El hecho de que tengamos (muchos) millones de personas trabajando en la ciencia y la industria también permitió el enfoque evolutivo que tenemos hoy: estamos intentando y fallando mucho, y esto es inherentemente importante en el sistema. Este tipo de prueba y error es una característica , no un error. Podría decirse que necesitaría replicarlo en su isla, es decir, para temas no triviales, necesitaría varios equipos tratando de lograr el mismo objetivo al mismo tiempo.

Y luego llegamos al quid: toda esa gente necesita nacer, crecer, ser educada, alimentarse, vestirse... y listo, está toda nuestra economía de la Tierra como un requisito previo no opcional.

Entonces, como está limitando su escala de tiempo dentro de una sola generación, no es posible por razones sistémicas (no solo de escala).