Сколько времени потребуется, чтобы создать с нуля машину с поддержкой Windows 1.0?

Это требует полного развития химической промышленности. (Давайте предположим, что они могут каким-то образом раздобыть железную руду и уголь, а также подходящий материал для изготовления печей, и вы для начала украли несколько топоров, пил и лопат. Я не могу предположить, сколько времени может занять их загрузка.)

Фабрики им нужно строить в хронологическом порядке.

• кирпичи, цемент и строительные материалы
• доменная печь
• механический цех
• производство стали
• постоянно улучшайте все предыдущие производственные площадки
• стекольный завод
• базовый химический завод
• современный станочный цех (токарный, фрезерный станок)
• производство полимеров
• производство медных и электрических кабелей
• электростанция (нужно немного подумать, возможно, она должна быть довольно большой)

Теперь вы в ~ 1890 году!

• передовой химический завод
• алюминиевый завод
• завод полупроводников
• создать первую дискретную электронику, которая поможет во всех процессах механической обработки
• сделать свои первые интегральные схемы
• построить первый компьютер с ИС, начать программировать
• разработать CAD/CAM
• лучший компьютер, более высокоинтегрированные схемы
• разработать среду программирования для финальной задачи

20 шагов, допустим я забыл еще пять. Вы, вероятно, можете выполнить любую задачу за год или два, если у вас есть 20 человек для этого и вы точно знаете, как это сделать, но у вас очень быстро кончатся кадры. Все старые фабрики должны продолжать работать, пока вы строите новые, и вам понадобится все больше людей, чтобы поддерживать и модернизировать все. Фабрики должны постоянно расти, чтобы производить базовый материал для всех новых вещей, которые вы «изобретаете». И вам нужно еще больше людей, чтобы заниматься логистикой и инфраструктурой и выкапывать основные материалы. Я предполагаю, что это будет 35 лет и 20 000 человек, в зависимости от того, как вы преодолеете первые шаги. Возможно, полмиллиона человеко-лет. У вас нет шансов с 20 людьми. ;-)

Открытым вопросом было бы, как привести все это в действие. Гидроэнергетика и уголь могли бы помочь, но нужно было бы оценить количество необходимой электрической и тепловой энергии. В какой-то момент в игру может вступить солнечная энергия.

PS: Запоздалая мысль: требования к персоналу, возможно, могут быть уменьшены вдвое, если вы действительно сумасшедший и заставите эту систему рухнуть с достижением цели, то есть ресурсов не останется, фабрики и инфраструктура разрушены от старости и т. д.

PPS Могу добавить, что я думал, что люди, которые все конструируют, все равно должны все промерить, т.е. они знают общие правила, формулы, физические константы, но не имеют готового чертежа для каждой машины. Предоставление им огромной стопки готовых чертежей казалось мне мошенничеством и непрактичностью, потому что было бы трудно узнать, например, точные механические свойства материала, который они производят, до того, как они на самом деле будут это делать. Сегодня потребуется еще 20 лет науки и техники, чтобы подготовить планы на все непредвиденные обстоятельства. ;-)

PPPS Почему все заводы? 8086 находится на вершине 20-летней разработки интегральных схем, и вам уже нужно много электроники, чтобы построить и протестировать машины, которые фактически используются для создания одного 8086. Последние шаги, вероятно, могут быть больше производственными, чем заводскими, но я я уверен, что вам придется каждый раз изготавливать десятки ИС, прежде чем вы получите работающую (как вы узнаете, что спецификации ваших пластин достаточны, без создания еще более сложной аналитики?).

PPPPS Почему ИС? Невозможно построить CISC общего назначения из дискретных транзисторов и позволить ему работать на частоте в несколько МГц. Параллельный RISC-суперкомпьютер (например, CDC 6600, упомянутый на диске), не проблема, но мы говорим о бинарной совместимости с IBM PC. Кроме того, миллионы транзисторов для SRAM было бы сложно построить и собрать вручную, а задержки в длинных проводах (не говоря уже о емкости и индуктивности) сделали бы его неработоспособным в 8086 .

Есть только несколько целей, которые являются реальными требованиями, и у них есть некоторые низко висящие плоды:

• ЦП, единственная уникальная часть, от которой мы хотим отказаться, — это механические переключатели. Галенит и стальная проволока могут образовывать естественное контактное соединение, как и предположительно ржавый и не ржавый металл. Один человек сделал несколько относительно простых транзисторов , вы, вероятно, могли бы сделать что-то подобное, обладая правильными химическими знаниями, используемые материалы могут быть даже простыми в производстве. Я слышал, что иногда ток разрушает диалектическую банку и для соединений.
• Батарея, свинцово-кислотная. Вам нужно будет построить конденсаторы, чтобы сгладить мощность. Свинец, как и остальные ваши металлы, будет в сыром виде (или достаточно близком к нему), а серная кислота может быть получена из отборных минералов и/или железа или платины.
• Часы, вы можете сделать инвертор, чтобы обеспечить тактовый импульс, или превратить кусок кварца в тонкую пластину (почти невозможно, но вам нужно только один раз повезти).
• Дисплей, немного сложнее, но вы можете сделать двигатель, который сигнализирует вам в двоичном формате. Возможно, создать сетку из них для экрана.
• Вход, перекрещенные провода обеспечивают ввод с клавиатуры при их контакте. Вы бы построили вертикальные и горизонтальные ряды так, чтобы они не соприкасались, а затем, нажимая на соединение, замыкали бы цепь.
• Память, может быть изготовлена ​​как основная память из необработанных металлов.

Если у вас есть сырье вместо руды и источник угля, все можно развить. Воск, бумага и гальваническое покрытие могут быть использованы для создания печатной платы, если вы считаете это необходимым. Паяльник можно сделать из обернутого кожей железного стержня с самодельным припоем (свинцово-оловянный сплав?). Вы можете проложить себе путь к инструментам и формам материала, которые вам нужны, после того, как вы отлили свой первоначальный молоток и наковальню из железа.

Если вы потратили около недели на каждый из них:

• сбор материалов
• печь для вашего атрацитового угля, чтобы расплавить железо, расплавить стекло, чтобы сделать корпус для батареи и т. д.
• сделать мехи и другие мелкие инструменты
• бросать наковальню и молот
• изготовление чертежей/проектов
• возможно, один для производства бумаги
• возможно, потратив еще несколько месяцев на сбор специальных материалов.

...и несколько месяцев на сборку созданных деталей;

По-прежнему кажется вполне разумным добиться успеха в течение года при наличии идеальных знаний, правильного сырья и приличного набора трудоспособных тел.

Я предполагаю, что у них есть все необходимые знания, которые легко доступны в виде книг или волшебной таблетки, которая не разряжается.

Ваша оценка очень низкая. Потребуется очень много времени, чтобы добраться до точки, где будет производиться электричество. Вам нужно электронное оборудование для создания электроники меньшего размера. Черт, даже создание паяльника заняло бы очень много времени. Представьте себе плавление и отливку меди в камень для создания проводов. Также вам может понадобиться добывать нефть, чтобы сделать пластик, так как для некоторых кабелей обязательно потребуется изоляция. Прежде чем вы доберетесь до всего этого, вам понадобятся инструменты для копания земли. Вам, вероятно, придется работать с каменными орудиями, пока вы не научитесь делать железные инструменты.

Подводя итог, вы пройдете через всю промышленную революцию, а затем и через некоторые, где в этот период работали тысячи инженеров, чтобы развивать эту область. Я не включаю ученых, поскольку ваши люди обладают знаниями. В целом, я думаю, на это уйдет лет 50, а то и больше.

Вместо того, чтобы заново изобретать большую часть промышленной цивилизации с нуля, я думаю, что вашим инженерам лучше подумать о «большом» и разработать машину с механическим приводом из простых материалов, таких как дерево и волокна. Я продолжу тенденцию ваших щедрых предположений и предположу, что ваши операторы будут эксплуатировать систему безупречно, так что вы не сломаете ни один из компонентов. Я также предполагаю, что они вырезают и позиционируют все идеально, так что вам не придется беспокоиться о неизбежных проблемах износа с движущимися/скользящими деревянными частями.

Будет мучительно медленно добывать все эти ресурсы с помощью технологий каменного века, но все же намного быстрее, чем заново изобретать всю добычу полезных ископаемых и металлургию, не говоря уже обо всем, что вам нужно для производства полупроводниковых технологий.

Я представляю огромную машину с:

• «Монитор», состоящий из участков механически повернутых темных/бледных листьев растений в виде «пикселей». Вы хотели бы хотя бы немного миниатюризировать это, чтобы сделать его пригодным для использования, так что это, вероятно, будет одной из самых деликатных частей механизма. Вы, вероятно, также захотите согласиться на относительно низкое разрешение. Я представляю огромное количество скользящих горизонтальных прямых полюсов, которые адаптируются к вертикальным полюсам, чтобы вращать соответствующие им пиксели. Вам, вероятно, потребуется выложить их с перекрытием в 3 измерениях, чтобы получить достаточную плотность.

• Механические переключатели, которые преобразуют перемещение полюса либо в соединение, либо в разъединение двух других полюсов (поэтому они «передают» только тогда, когда приводится в действие «базовый» полюс). По сути, у вас есть логическая система, состоящая из фиксирующих реле, сигналы которых активируются путем перемещения ( и, вероятно, адаптированы/направлены путем вращения в разных местах.)

• Время и мощность обеспечиваются людьми, крутящими педали деревянных колес, с умным механическим управлением для преобразования в тактовый цикл. Именно здесь я сомневаюсь, что 20 человек смогут обеспечить достаточную мощность/скорость, чтобы работать «достаточно быстро» для ваших целей. Если этого недостаточно, чтобы запустить его «вживую», вы можете накапливать мощность, используя поднятые веса или маховики, поэтому вы управляете педалями, скажем, в течение дня, а затем получаете несколько минут времени работы. Масштабируйте по желанию.

• Что касается битов памяти, вы можете использовать потенциальную энергию гравитации для хранения (буквально поднятых) битовых состояний с логикой чтения и обновления.

Это по-прежнему смехотворно масштабный инженерный проект, даже если он «низкотехнологичный» с точки зрения материалов. Тем не менее, все основные компоненты предназначены для выполнения логических схем и, таким образом, для создания достаточно мощного компьютера. Трудно оценить трудозатраты, но я бы сказал, что вы, вероятно, все еще рассчитываете на десятилетие или больше, просто из-за огромного количества необходимых элементов. И это при условии, что все идет идеально, без ошибок при изготовлении всех этих идеальных деталей вручную с помощью каменных инструментов.

См . ссылки на создание «MPX-16» с нуля в 1983 году. Это источник интегральных схем, которые были доступны, когда такие машины были построены IBM. Вы можете увидеть общую сложность и масштаб конструкции.

Теперь вам просто нужно построить «фабрику» на кремниевых пластинах и создать идеальные кристаллические пластины… ну, даже если вы предполагаете, что производство чипов может быть уменьшено до домашней фотолаборатории, индустрия, необходимая для производства пластин, находится далеко за пределами вашей маленькой группы. .

Это справедливо даже для самых грубых полупроводниковых транзисторов; например, материал, который использовала миссия Аполлона.

Любая более ранняя технология не сможет работать достаточно быстро (как указано). О, и вы хотите, чтобы к этому был ЭЛТ-дисплей? Опять же, нам нужны отрасли , а не небольшая партия отдельных лиц.

Этот ответ фокусируется на цели компьютера, а не на процессе создания компьютера.

«Пока она выполняет свою работу и система способна работать с приемлемой скоростью, она может быть построена из любого материала и может быть настолько большой, насколько это необходимо».

Если вы откажетесь от требования «полезной скорости», то симуляция может быть выполнена с использованием чего угодно в качестве маркеров памяти. Разложите на земле массивную сетку, изображающую память, и заполните ее маркерами, обозначающими 1 или 0, или используйте царапины на земле.

Вывод: никакой промышленности не требуется, кроме кормления, жилья и ухода за рабочими.

Недостаток: время — компьютер будет работать со скоростью от сотен до миллионов секунд за цикл, а не миллионы циклов в секунду.

Если они знают, что делать, то, вероятно, на ум приходят две основные проблемы.

Транспортировка ресурсов и их сбор - одна проблема

Вторая проблема – малочисленность этих народов.

во-первых, это проблема, потому что остров на самом деле большой, и если ресурсы разбросаны, это означает довольно большие расстояния. Получение-добыча ресурсов, даже если их много, — непростая задача, и со временем она не станет легче, поскольку спрос, вероятно, будет расти. Простое перемещение 1 тонны на расстояние 10 км на колесах и т. д. без дорог может занять их все в течение дня или более. Но сначала нужно выкопать эту тонну, а она не чистая, значит, чтобы получить 1 тонну продукта, они везут больше, чем 1 тонну руды. Таким образом, там, где ресурсы, в том виде, в каком они есть, на поверхности этого острова, расстояния могут быть узким местом. Перемещение этих ресурсов по производственному комплексу - тоже проблема, гравитация - это... не знаю слова, тяжелая может быть.

Что касается второй проблемы, количества людей, то они не просто копируют и перематывают камень-пар-электричество, как это было сделано и масштабируют его на 20 человек, а должны делать это специально для этого количества народов. , потребности никогда не должны превышать 20 человек, которые что-то делают одновременно. Без автоматизации - в паровую эпоху почти для всего нужны люди, они должны работать, смотреть, контролировать, смазывать вещи, следить за попаданием воды в котел (не все системы, которые используются для этого, надежны, и они чтобы сломать или заставить наш режим их работы) - так что в основном для паровой машины среднего размера ей нужно 2 человека - один ее кормит, один следит, чтобы она не взорвалась и чтобы она еще вращалась(вроде).

Это подводит нас к энергетической проблеме — сколько энергии могут произвести 20 человек с помощью инструментов. В любой точке этого пути камень-пар-электричество - будет верхний предел того, сколько энергии они могут производить, в термах мощности.

Таким образом, весь процесс не должен превышать их возможности производства энергии, их возможности контроля. Для изготовления стекла может потребоваться 24/7/365 часов - так что 2 человека из всего процесса, а если таких процессов будет больше 9 одновременно - у них закончатся люди.

И кандидатами на множество точек являются химические процессы, в производстве чипов задействовано много химии, не только используемой в производстве химии, но и используемой для производства тех химикатов, которые производятся. Чистота химикатов может зависеть от объемного производства, просто потому, что в большой банке примесей из самой банки меньше, чем в мелкосерийном производстве. Некоторые химические вещества плохо хранятся из-за их нестабильности, примеси со временем будут увеличиваться - так что может быть невозможно произвести все необходимое и поставить галочки - либо вы производите 10 штук сразу в короткие сроки, либо не производите ни одной их - просто своего рода эксадурация, но кто его знает.

Сделать процесс, ведущий к конечному результату для этих 20 человек, сложнее, чем просто повторить то, что мы сделали. Мне очень интересно взглянуть на их модель хотя бы на мгновение, очень увлекательно.

Извините, но я не готов оценивать время, так как почти нет клея, что делать, отец, затем паровая эра. И не уверен, что им нужны 20-метровые рафинировочные колонны для химикатов - если им нужно произвести только одну часть этого оборудования, работающего под управлением Linux.

Эпоха Steam, они, вероятно, могли бы достичь этого довольно быстро, менее чем за год, если бы у них не было проблем со знанием того, что делать, и навыками, необходимыми для этого. Для реальной ситуации с людьми (не роботами) я бы сказал, что никак на 5 лет, но люди в стиле роботов, может быть, я считаю это возможным. Но это число для меня так же хорошо, как 10, 15 или 2 года.
50 лет? не думаю, или они могут сделать это за меньшее время, или они просто не могут.

Прежде всего, давайте посмотрим на требования для Windows 1, это 8-битный компьютер с 385 КБ оперативной памяти.

Так что, если у вас есть место, это возможно. Самодельные компьютеры на самом деле не являются чем-то сложным.

Здесь показана плата с транзисторами, которые вместе составляют 4-битный вычислительный процессор.

Проще говоря, это в основном все, задача состоит в том, чтобы сделать$2^3$раз более эффективный и меньший, осциллятор (частота кристалла) может быть увеличен и настолько мал, что он помещается внутри площади монеты. Но это не было одним из требований.

Теперь проблема в том, чтобы сделать это из чего-то, что выглядит так:

Это заняло бы много места.

Быстрый поиск в Google памяти оперативной памяти DIY показывает, что что-то подобное можно сделать, довольно просто, где настоящая проблема состоит в том, чтобы сделать его маленьким и модульным. Но, учитывая средства для извлечения ресурсов на площади для его строительства (я имею в виду здания размером с производство Боинга), это можно было бы сделать.

Что касается скорости работы, я боюсь, что у меня недостаточно опыта в этой области, чтобы знать, с какой скоростью он будет работать, но в значительной степени это будет контролироваться переключающими способностями транзистора, но я не смог найти техническое описание «первого транзистор», но транзистор общего назначения имеет коммутационную способность около 300 МГц.

Объединение вещей — это информация. Расположение металла, отличающее груду угля и ржавого железа от закаленной стали, является информацией.

Обычно мы делаем это с помощью грубых процессов, которые генерируют градиенты, изменяющие расположение атомов в благоприятном направлении, и мы итеративно движемся к желаемому расположению материи.

Это включает в себя применение энергии для создания энтропийного градиента правильной формы, что является единственным известным нам способом массового перераспределения атомов в новую форму.

Но это просто информация. Некоторая энергия должна быть добавлена, чтобы получить одни состояния из других, но чистая разница энергии после обработки, как правило, намного меньше, чем используемая энергия — большая часть энергии уходит в виде тепла, а не захватывается.

Эта утечка тепла и есть энтропия — свободная информация. Упорядоченная энергия, которую мы используем, чтобы вызвать изменения, наполняет новую структуру некоторой информацией, а подавляющее большинство уходит в виде тепла.

Если все, что люди знают, это наши нынешние грубые методы придания материалу желаемой структуры, то им, по сути, придется заново изобретать индустриальную цивилизацию. Время будет измеряться поколениями, а не годами, поскольку им придется вырастить население, достаточное для управления необходимой индустриальной цивилизацией.

Если бы вместо этого у них была вся информация, необходимая для эффективного изготовления , и способность точно использовать эту информацию, они могли бы буквально ходить и идеально бить молотками по предметам, заставляя их собираться в нужную им форму.

Помните, все, что требуется, чтобы разбить яйцо, упавшее со стола, — это правильный набор постукиваний, ударов и звуков. Недостаток информации и сложность точного выполнения действий (низкая энергия, предельная точность) делают это невозможным. Самый простой способ разбить яйцо для человека — это скормить треснувшее яйцо курице или компостировать его и кормить курицу пищей, которую вы выращиваете.

Этот уровень знаний и точности в действии далеко за пределами того, что может сделать любой человек, но вы сказали, что у него есть точные знания о том, как это сделать. А у простых смертных есть социальные проблемы. Явно вы не о простых смертных говорите, так как у них нет социальных проблем.

Итак, если каждая женщина производит 6 детей на поколение, 3 из которых женщины, а население составляет половину мужчин, через 10 поколений у вас будет ~ 120 000 человек. Через 20 поколений у вас будет примерно 7 миллиардов человек. Я ожидаю, что это будет где-то в этом интервале без полной информации.

Имея точную информацию, они ходят, нажимая на вещи, и эти вещи превращаются в именно те ингредиенты, которые им нужны. Они касаются их друг друга, постукивают по ним, и они соединяются вместе. Их действия больше похожи на магию, чем на промышленность.

Они могут сделать это за секунды.

«Группа точно знала бы, как найти и собрать любые предметы, задействованные в процессе создания машины».

Если их мозг запрограммирован на любые знания, которые им нужны для создания чего-либо. Просто сделайте 1 из 20 человек компьютером. Единственной реальной вещью, которая потребуется, будет язык для взаимодействия с «компьютером», чтобы любой из 19 других людей, использующих его, мог понять, что происходит, и, поскольку они уже знают все, что им нужно делать, они могут просто сделать это. . «Компьютер» может кодировать любую информацию, которую он хочет, в звук, а 19 человек могут декодировать звук в своей голове в пользовательский интерфейс Windows 1.0. Человек должен быть в состоянии обработать любую команду уровня пользовательского интерфейса высокого уровня в течение разумного времени с обучением, и, поскольку эти люди знают все, что им нужно, они должны быть в состоянии это сделать.

Если выше недействительно, потому что они не создали машину. Затем двоим из них потребовалось бы 9 месяцев, чтобы биологически создать новую машину, а затем пара лет обучения, чтобы правильно запрограммировать машину.

Для полноты картины позвольте мне представить вам точку зрения инженера-электрика, который когда-то проектировал интегральные схемы и немного разбирался в истории вычислительной техники.

Учитывая ограничения, предложенные ОП, НЕВОЗМОЖНО разработать технологию, необходимую для создания компьютера под управлением Windows 1.0. НЕТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ВРЕМЕНИ , которая изменит это. Гора технологий настолько велика, основы развития настолько велики, а знания настолько специализированы в тысячах точек пути развития, что это невозможно.

Извиняюсь

(Я проголосовал за ответ Карла, потому что он был хорошо продуман, хотя он не знаком с некоторыми основными технологиями... но, как бы мне ни нравился ответ, этот ответ необходимо было предоставить.)

Любая недавно разработанная технология является в свое время вершиной или суммой всего и всех , что существовало раньше, в «световом конусе» вовлеченных людей или логистических процессов.

В каменном веке, по-видимому, такого рода "световой конус" был относительно тонким - отдельные племена, вероятно, заново изобретали ту же технологию (острые камни, прикрепленные к палке) относительно независимо от первых принципов. Со временем идеи стали распространяться путешественниками или рейдерами; развита культура. Ко времени, скажем, древних греков (Александра), китайцев, Римской империи и т. д. световой конус был — для наиболее продвинутых представителей своего времени — вероятно, их ядром города-государства (а затем светил наружу, в сторону «варварские» регионы, которые они занимали).

Перенесемся сегодня вперед: «световой конус», который входит в наши нынешние продукты (компьютеры и т. д. — даже в 1980-х годах), возможно, невероятно велик. Он настолько велик, что мы не в состоянии, например, определить истинный экономический след большинства наших товаров — мы даже не в состоянии измерить/задокументировать логистические и производственные цепочки, связанные с производством футболок, не говоря уже об электронике.

Конечно, большая часть нашей сложности связана с тем, что мы не только производим все поштучно, но и занимаемся массовым производством; так что на первый взгляд может показаться, что вы можете сбрить много, если вам это не нужно. Но этот аргумент не работает для вашего вопроса. Вам нужно массовое производство для многих вещей, которые вы делаете - например, даже для вашей единственной машины с поддержкой Windows 1 требуется много-много повторяющихся деталей (резисторы, что угодно). Таким образом, даже для одного компонента или шагов, удаленных из конечного продукта, вам уже нужно выяснить предпосылки для массового производства. Конечно, не в масштабах, которые мы имеем на Земле.

Вы можете возразить, что знание цели и всех принципов на этом пути значительно изменит временную шкалу; а в идеальном мире (ничего не забывается и т. д.), вероятно, так и было бы. Тем не менее, пока у вас есть люди в цикле, вам все равно нужно их много , поскольку каждый просто не способен втиснуть в свою голову сколь угодно много прикладных знаний.

Наконец, наша технология не была создана полностью спланированным образом — мы продемонстрировали, что это происходит ужасно неправильно. Тот факт, что у нас (многие) миллионы людей работают в науке и промышленности, также сделал возможным эволюционный подход, который мы используем сегодня — мы много пытаемся и терпят неудачу, и это по своей сути важно для системы. Такой метод проб и ошибок — это фича , а не баг. Возможно, вам придется воспроизвести его на своем острове, т. е. для нетривиальных тем вам потребуется несколько команд, пытающихся одновременно достичь одной и той же цели.

И тут мы подходим к сути: всем этим людям надо родиться, вырасти, получить образование, накормить, одеть... и вуаля, вот и вся наша земная экономика как обязательное условие.

Итак, поскольку вы ограничиваете свою временную шкалу в пределах одного поколения, это невозможно по системным причинам (не только в масштабе).