Wykorzystano GHz, postęp jest kontynuowany

Mimo to życie procesora było wcześniej przyjemniejsze. Około ćwierć wieku temu ludzkość przekroczyła barierę 1 kHz, a ten wymiar zniknął ze słownika procesora. „Moc” procesora zaczęła być obliczana w zegarze megahercowym (co, ściśle mówiąc, jest błędne). Trzy lata temu każdy krok 100 MHz w celu zwiększenia częstotliwości zegara został oznaczony jako prawdziwe wydarzenie: z długim marketingowym przygotowaniem artylerii, prezentacjami technologicznymi, a na koniec świętowaniem życia. Tak było do momentu, gdy częstotliwość procesorów „stacjonarnych” osiągnęła 600 MHz (kiedy nazwa marki Mercedesa była wymieniana na próżno w każdej publikacji), a główna technologia produkcji układów nie osiągnęła 0,18 mikrona. Potem stało się „nieciekawe”: szybkości zegara rosły co miesiąc, a pod koniec ubiegłego roku Intel całkowicie „osłabił” rynek informacyjny, ogłaszając jednocześnie 15 nowych procesorów. Piętnaście krzemowych mikro-wrażeń spadło na nasze głowy, a ogólny świąteczny duch wydarzenia zagubił się podczas badania cech każdego z prezentowanych układów. Nic więc dziwnego, że dwóch wiodących producentów procesorów do komputerów PC (Intel i AMD) zbyt rutynowo przekroczyło próg 1 GHz, udając, że nic szczególnego się nie wydarzyło. W stosie internetowych komentarzy było tylko jedno fantazyjne porównanie z pokonaniem bariery dźwiękowej, a więc - bez fajerwerków i szampana. Jest to zrozumiałe: plany deweloperów od dawna są ukierunkowane na przestrzeń zagiagertz. Kryształ Willamette Intela o częstotliwości taktowania 1,3-1,5 GHz będzie widoczny w drugiej połowie tego roku, a my porozmawiamy o cechach architektonicznych, a nie o cyklach na sekundę.

W mojej pamięci ceniony gigaherc był aktywnie dyskutowany jeszcze ponad rok temu, kiedy w gorący kalifornijski poranek zimą 1999 r. Albert Yu zademonstrował Pentium III 0,25 μm, działające na częstotliwości 1002 MHz. Ku ogólnym oklaskom sali jakoś zapomniałem, że ta demonstracja przypominała podstęp. Później stało się jasne, że procesor „podkręcił” w instalacji kriogenicznej. Istnieją nawet pośrednie dowody, że lodówka była seryjną instalacją KryoTech. Tak czy inaczej, na rok zapomnieli o gigahercach, chociaż procesory zbliżyły się wystarczająco do tej częstotliwości. Ciekawe, że zimą 2000 r. Prezes zarządu Intel, legendarny Andy Grove, z pomocą Alberty Yu, powtórzył wypróbowaną sztuczkę Intela. Na forum IDF Spring’2000 zademonstrował próbną próbkę procesora Intel Willamette o taktowaniu 1,5 GHz. Półtora miliarda cykli na sekundę - a wszystko w temperaturze pokojowej! Cieszy fakt, że Willamette jest również mikroprocesorem o nowej architekturze, a nie tylko nieco ulepszonym Pentium III. Ale więcej o tym poniżej.

AMD od dawna ma własny gigaherc marketingowy. Firma oficjalnie współpracuje z „panami zimna” z firmy KryoTech, a Athlon okazał się bardzo obiecującym procesorem do przetaktowywania w ekstremalnych warunkach chłodzenia. Rozwiązanie gigahercowe oparte na chłodzonym Athlonie 850 MHz było dostępne w sprzedaży w styczniu.

Sytuacja marketingowa stała się napięta, gdy na początku marca AMD rozpoczęło wysyłkę w ograniczonych ilościach procesorów Athlon o temperaturze pokojowej 1 GHz. Nie ma nic do zrobienia, a Intel musiał zdobyć asa z rękawa - Pentium III (Coppermine) 1 GHz. Chociaż wydanie tego ostatniego zaplanowano na drugą połowę roku. Ale dla nikogo nie jest tajemnicą, że przejęcie bariery gigahercowej jest przedwczesne zarówno dla AMD, jak i Intela. Ale tak bardzo chcieli być pierwsi. Trudno zazdrościć dwóm szanowanym firmom, które biegają wokół jednego krzesła z numerem 1 i z przerażeniem czekają na przerwanie muzyki. AMD właśnie usiadło pierwsze - a co więcej, absolutnie nic nie znaczy. Tak jak w astronautyce: człowiek jako pierwszy został wypuszczony do ZSRR, a „drugi” Amerykanin zaczął latać częściej (i taniej). I na odwrót: są na Księżycu, a my powiedzieliśmy „fi”, i cały entuzjazm zniknął. Wyścig zegarowy od dawna ma jednak czysto marketingowe podłoże: ludzie, jak wiadomo, zwykle kupują megaherce, a nie wskaźniki wydajności. Szybkość taktowania procesora, jak poprzednio, jest kwestią prestiżu i filistowskim wskaźnikiem „wyrzucenia” komputera.

Kolejny rosnący gracz na rynku mikroprocesorów - tajwańska firma VIA miesiąc temu oficjalnie zaprezentowała swojego pierworodnego. Mikroprocesor, poprzednio kryptonim Joshua, otrzymał bardzo oryginalną nazwę Cyrix III i zaczął konkurować z Celeronem od dołu, w niszy najtańszych komputerów. Oczywiście w nadchodzącym roku nie będzie widział częstotliwości w gigahercach jako swoich uszach, ale ten „stacjonarny” układ jest interesujący ze względu na sam fakt istnienia w wrogim środowisku.

W tym przeglądzie, jak zawsze, porozmawiamy o nowych produktach i planach wiodących twórców mikroprocesorów na komputery PC, bez względu na to, czy pokonali barierę wyborczą GHz.

Intel Willamette - Nowa architektura 32-bitowego układu

32-bitowy procesor Intel o nazwie kodowej Willamette (nazwany od rzeki Oregon o długości 306 km) trafi na rynek w drugiej połowie tego roku. W oparciu o nową architekturę stanie się najpotężniejszym procesorem Intel do komputerów stacjonarnych, a jego częstotliwość początkowa będzie znacznie wyższa niż 1 GHz (spodziewane jest 1,3-1,5 GHz). Próbki testowe procesorów są dostarczane do producentów OEM już od prawie dwóch miesięcy. Chipset Willamette nosi nazwę kodową Tehama.

Co kryje się pod tajemniczym terminem „nowa architektura”? Na początek - obsługa zewnętrznej częstotliwości zegara 400 MHz (czyli częstotliwości magistrali systemowej). Jest to trzy razy szybsze niż chełpliwe 133 MHz, obsługiwane przez nowoczesne procesory klasy Pentium III. W rzeczywistości 400 MHz to częstotliwość wynikowa: to znaczy, że szyna ma częstotliwość 100 MHz, ale jest w stanie przesyłać cztery kawałki danych na cykl, co daje w sumie 400 MHz. Magistrala będzie używać protokołu komunikacyjnego podobnego do tego, który jest implementowany na magistrali P6. Szybkość przesyłania danych tej 64-bitowej synchronicznej magistrali wynosi 3,2 GB / s. Dla porównania: szyna GTL + 133 MHz (ta stosowana w nowoczesnym Pentium III) ma przepustowość nieco ponad 1 GB / s.

Drugą cechą wyróżniającą Willamette jest obsługa SSE-2 (Streaming SIMD Extensions 2). Jest to zestaw 144 nowych instrukcji dotyczących optymalizacji wideo, szyfrowania i aplikacji internetowych. Oczywiście SSE-2 są kompatybilne z SSE, najpierw zaimplementowanym w procesorach Pentium III. Dlatego Willamette będzie w stanie z powodzeniem korzystać z setek aplikacji zaprojektowanych z myślą o SSE. Sam Willamette używa 128-bitowych rejestrów XMM do obsługi zarówno obliczeń liczb całkowitych, jak i operacji zmiennoprzecinkowych. Bez wchodzenia w szczegóły, zadaniem SSE2 jest kompensacja mało wydajnej jednostki zmiennoprzecinkowej na rynku. W przypadku wsparcia dla SSE2 od zewnętrznych dostawców oprogramowania (Microsoft z dwiema rękami „za”) nikt nie zauważy zamiany przy zwiększonej wydajności.

I wreszcie trzecią kluczową cechą Willamette jest głębszy rurociąg. Zamiast 10 etapów stosuje się teraz 20, co może znacznie zwiększyć ogólną wydajność podczas przetwarzania poszczególnych złożonych aplikacji matematycznych i zwiększyć częstotliwość taktowania. To prawda, że \u200b\u200b„głęboki” przenośnik jest mieczem obosiecznym: czas poświęcony na opracowanie operacji jest znacznie skrócony, ale zwiększający się czas opóźnienia przy pracy z niezależnymi operacjami może „zrekompensować” wzrost wydajności przenośnika. Aby temu zapobiec, programiści musieli zwiększyć inteligencję rurociągu - aby zwiększyć dokładność prognoz przejścia, które przekraczały średnio 90%. Innym sposobem na zwiększenie wydajności długiego potoku jest ustalenie priorytetów (usprawnienie) instrukcji w pamięci podręcznej. W tym przypadku funkcją pamięci podręcznej jest umieszczenie instrukcji w kolejności, w jakiej powinny być one wykonane. To trochę przypomina defragmentację dysku twardego (tylko w pamięci podręcznej).

Pamięć podręczna pamięci podręcznej, ale największe skargi przez długi czas były spowodowane wydajnością jednostki obliczającej liczby całkowite we współczesnych procesorach. Możliwości całkowite procesorów są szczególnie ważne podczas uruchamiania aplikacji biurowych (tam wszelkiego rodzaju Word i Excel). Z roku na rok Pentium III i Athlon wykazywały po prostu absurdalny wzrost wydajności w obliczeniach całkowitoliczbowych wraz ze wzrostem częstotliwości taktowania (liczba ta wzrosła o kilka procent). Willamett ma dwa moduły operacji na liczbach całkowitych. Jak dotąd zdają sobie sprawę, że każdy jest w stanie wykonać dwie instrukcje na cykl. Oznacza to, że przy częstotliwości rdzenia 1,3 GHz wynikowa częstotliwość modułu całkowitego jest równa 2,6 GHz. Podkreślam dwa takie moduły. To pozwala na wykonanie czterech operacji z liczbami całkowitymi na cykl.

Rozmiar pamięci podręcznej nie jest wspomniany we wstępnej specyfikacji Willamette opublikowanej przez firmę Intel. Są jednak „przecieki” wskazujące, że pamięć podręczna L1 będzie miała rozmiar 256 KB (w przypadku Pentium II / III pamięć podręczna L1 ma rozmiar 32 KB - 16 KB dla danych i 16 KB dla instrukcji). Ta sama aureola tajemnicy otacza rozmiar pamięci podręcznej L2. Najbardziej prawdopodobną opcją jest 512 KB.

Procesor Willamette, według niektórych raportów, będzie dostarczany w skrzynkach z matrycowym układem styków dla gniazda typu Socket-462.

AMD Athlon: 1,1 GHz - wersja demonstracyjna, 1 GHz - materiały eksploatacyjne

Jakby odwołując się do poprzedniej strategii podążania za liderem, AMD szybko kliknęło w nos całej branży komputerowej, demonstrując na początku zimy procesor Athlon o częstotliwości taktowania 1,1 GHz (a dokładniej - 1116 MHz). Wszyscy uznali, że żartuje. Powiedzmy, że ona ma udane procesory, ale wszyscy wiedzą, jak duże jest opóźnienie między demonstracją a produkcją masową. Ale tak było: miesiąc później Advanced Micro Devices rozpoczęło szeregowe dostawy procesorów Athlon o częstotliwości taktowania 1 GHz. Wszystkie wątpliwości dotyczące ich rzeczywistej dostępności zostały rozwiane przez Compaq i Gateway, które zaproponowały elitarne systemy oparte na tych układach. Cena oczywiście nie zrobiła szczególnie przyjemnego wrażenia. Athlon GHz kosztuje około 1300 USD w partiach po tysiąc. Ma jednak całkiem przyjemnych młodszych braci: Athlon 950 MHz (1000 USD) i Athlon 900 MHz (900 USD), jednak takich procesorów jest niewiele, więc ceny są niebotyczne.

Pokazany wcześniej Athlon 1116 MHz był niezwykły. Standardy konstrukcyjne - 0,18 mikrona, stosowane są związki miedzi, rozpraszanie ciepła jest normalne: działa w temperaturze pokojowej z normalnym aktywnym grzejnikiem. Ale, jak się okazało, nie był to tylko Athlon („proste” aluminiowe połączenia), ale Athlon Professional (nazwa kodowa - Thunderbird). Rzeczywistego pojawienia się takiego procesora na rynku można się spodziewać dopiero w połowie roku (prawdopodobnie w maju). Tylko częstotliwość będzie niższa i nie będzie kosztować „dolarów gigahercowych”, ale znacznie tańsza.

W tej chwili niewiele wiadomo o procesorze Athlon w rdzeniu Thunderbird. Używa nie gniazda A (jak współczesne wersje Athlona od 500 MHz), ale złącza matrycy Socket A. Odpowiednio obudowa procesora będzie „płaska”, a nie masywna „pionowa” kaseta. Oczekuje się, że latem procesory na rdzeniu Thunderbird zostaną wydane z częstotliwościami taktowania od 700 do 900 MHz, a gigaherce pojawią się nieco później. Ogólnie biorąc, biorąc pod uwagę tempo spadku cen nowych procesorów, staje się całkiem realistyczne kupowanie do Nowego Roku komputera z początkowym przedziałem cenowym opartym na Athlonie 750 MHz.

Z drugiej strony głównym konkurentem dla komputerów z niższej półki w ofercie AMD jest niezapowiedziany procesor Spitfire. Przypisuje mu rolę młodszego konkurenta dla Intela Celerona. Spitfire zostanie zapakowany do instalacji w gnieździe procesora Socket A (zasilacz - 1,5 V), a jego częstotliwość zegara może osiągnąć 750 MHz na początku jesieni.

Krótko o ambicjach IBM w zakresie wielu gigaherców

Podczas gdy cały świat cieszy się z przyjmowania gigaherców w staromodny sposób, IBM mówi o technologii, która pozwala dodawać gigaherce rocznie. Można oczekiwać co najmniej 4,5 GHz przy istniejących technologiach produkcji półprzewodników. Według IBM technologia IPCMOS (Interlocked Pipelined CMOS) pozwoli na trzy lata zapewnić masową produkcję układów o częstotliwości taktowania 3,3-4,5 GHz. Jednocześnie zużycie energii zmniejszy się dwa razy w stosunku do parametrów współczesnych procesorów. Istotą nowej architektury procesora jest wykorzystanie rozproszonych impulsów zegarowych. W zależności od złożoności zadania, jeden lub drugi procesor będzie działał z wyższą lub niższą częstotliwością zegara. Pomysł leżał na powierzchni: wszystkie nowoczesne procesory wykorzystują scentralizowaną częstotliwość zegara - wszystkie elementy jądra, wszystkie jednostki obliczeniowe są z nim zsynchronizowane. Z grubsza mówiąc, dopóki wszystkie operacje na jednej „turze” nie zostaną zakończone, procesor nie przejdzie do następnej. W rezultacie „powolne” operacje wstrzymują szybkie. Ponadto okazuje się, że jeśli chcesz wybić zakurzony dywan, musisz wstrząsnąć całym domem. Zdecentralizowany mechanizm zasilania zegarem, w zależności od potrzeb danego bloku, pozwala szybkim blokom mikroukładu nie czekać na rozwój powolnych operacji w innych blokach, ale, względnie mówiąc, wykonywać swoją działalność. W rezultacie ogólne zużycie energii jest zmniejszone (wystarczy potrząsnąć dywanem, a nie całego domu). Inżynierowie IBM mają całkowitą rację, twierdząc, że zwiększenie synchronicznej prędkości zegara z roku na rok będzie coraz trudniejsze. W tym przypadku jedynym sposobem jest użycie zdecentralizowanego źródła częstotliwości zegara, a nawet przejście na zupełnie nowe (prawdopodobnie kwantowe) technologie tworzenia układów, ponieważ z powodu tej nazwy kusi go przypisanie tej samej klasy co Pentium III. Ale to pomyłka. Sama VIA pozycjonuje go jako konkurenta procesora Intel Celeron - procesora do systemów podstawowych. Ale nawet to okazało się zbyt aroganckim aktem.

Zacznijmy jednak od zalet nowego procesora. Jest przeznaczony do instalacji w gnieździe Socket 370 (jak Celeron). Jednak w przeciwieństwie do Celerona, Cyrix III nie obsługuje częstotliwości taktowania zewnętrznego (częstotliwości magistrali systemowej) 66 MHz, ale 133 MHz - podobnie jak najnowszy Pentium III z rodziny Coppermine. Drugą kluczową zaletą Cyrix III jest pamięć podręczna drugiego poziomu (L2) 256 KB, zintegrowana z układem scalonym - podobnie jak nowy Pentium III. Pamięć podręczna pierwszego poziomu jest również duża (64 KB).

I wreszcie trzecią zaletą jest obsługa zestawu instrukcji AMD Enhanced 3DNow! SIMD. To naprawdę pierwszy przykład integracji z 3Dnow! dla procesorów Socket 370. Instrukcje multimedialne AMD są już szeroko wspierane przez producentów oprogramowania, co przynajmniej częściowo pomoże zrekompensować szybkie opóźnienie procesora w aplikacjach graficznych i grach.

Tutaj kończą się wszystkie dobre rzeczy. Procesor jest dostępny w technologii 0,18 mikrona z sześcioma warstwami metalizacji. W momencie premiery, najbardziej „najszybsza” Cyrix III miała ocenę Pentium 533. Rzeczywista częstotliwość taktowania rdzenia jest zauważalnie niższa, dlatego od czasu niezależnej Cyrix oznaczyła swoje procesory „ocenami” w stosunku do częstotliwości taktowania Pentium, Pentium II, a później Pentium III. Byłoby lepiej, gdybyśmy liczyli od Pentium: liczba byłaby bardziej imponująca.

Szef VIA Wen Chi Chen (w przeszłości, nawiasem mówiąc, był inżynierem procesora Intela) początkowo miał zamiar przeciwstawić się Celeronowi niską ceną Cyrix III. Ile ci się udało - osądzaj sam. Cyrix III PR 500 kosztuje od 84 USD, a Cyrix III PR533 - od 99 USD. Krótko mówiąc, Celeron jest czasem tańszy. Pierwsze testy procesora (przeprowadzone oczywiście nie w Rosji) wykazały, że jego wydajność w aplikacjach biurowych (gdzie nacisk kładziony jest na obliczanie liczb całkowitych) nie jest znacznie gorsza od Celerona, ale luka w multimediach jest oczywista. Oczywiście nie na korzyść Cyrix III. Pierwszy naleśnik jest nierówny. Jednak w rezerwie VIA znajduje się również zintegrowany procesor Samuel, zbudowany na rdzeniu IDT WinChip4. Tam wynik może być lepszy.

Alfa otrzyma również zasłużony gigaherc

Compaq (właściciel części dziedzictwa DEC, w tym procesora Alpha) zamierza wydać wersję procesora RISC serwera Alpha 21264 o częstotliwości taktowania 1 GHz w drugiej połowie roku. A jego następny układ - Alpha 21364 - zaczyna w ogóle od tej częstotliwości progowej. Ponadto ulepszona wersja Alpha będzie wyposażona w 1,5 MB pamięci podręcznej L2 i kontroler pamięci Rambus.

ComputerPress 4 "2000

W języku oznaczenia akceptuje się skrót „Hz”, w języku angielskim do tego celu stosuje się oznaczenie Hz. Jednocześnie, zgodnie z zasadami systemu SI, jeśli używana jest skrócona nazwa tego urządzenia, następuje po nim, a jeśli w tekście jest używana pełna nazwa, to małymi literami.

Pochodzenie tego terminu

Jednostka częstotliwości przyjęta w nowoczesnym systemie SI zyskała swoją nazwę w 1930 r., Kiedy Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna przyjęła odpowiednią decyzję. Wiązało się to z chęcią utrwalenia pamięci słynnego niemieckiego naukowca Heinricha Hertza, który wniósł wielki wkład w rozwój tej nauki, w szczególności w dziedzinie badań elektrodynamicznych.

Znaczenie tego terminu

Hertz służy do pomiaru częstotliwości wszelkiego rodzaju oscylacji, więc zakres jego zastosowania jest bardzo szeroki. Na przykład w liczbie herców zwyczajowo mierzy się częstotliwości dźwięku, bicie ludzkiego serca, fluktuacje pola elektromagnetycznego i inne ruchy powtarzane z określoną częstotliwością. Na przykład częstotliwość bicia serca osoby w stanie spokoju wynosi około 1 Hz.

Jednostka w tym wymiarze jest interpretowana jako liczba oscylacji wykonanych przez analizowany obiekt w ciągu jednej sekundy. W tym przypadku eksperci twierdzą, że częstotliwość oscylacji wynosi 1 herc. Odpowiednio, więcej oscylacji na sekundę odpowiada większej liczbie tych jednostek. Zatem z formalnego punktu widzenia wartość oznaczona jako herc jest odwrotnością drugiej.

Znaczące częstotliwości są zwykle nazywane wysokimi, nieznaczne - niskie. Przykładami wysokich i niskich częstotliwości są wibracje dźwiękowe o różnej intensywności. Na przykład częstotliwości w zakresie od 16 do 70 Hz tworzą tak zwany bas, to znaczy bardzo niskie dźwięki, a częstotliwości w zakresie od 0 do 16 Hz są całkowicie nie do odróżnienia dla ludzkiego ucha. Najwyższe dźwięki, które dana osoba słyszy, mieszczą się w przedziale od 10 do 20 tysięcy herców, a dźwięki o wyższej częstotliwości należą do kategorii ultradźwięków, to znaczy tych, których dana osoba nie jest w stanie usłyszeć.

Aby wskazać duże częstotliwości, oznaczenie „herc” uzupełniono specjalnymi prefiksami zaprojektowanymi w celu ułatwienia korzystania z tego urządzenia. Ponadto takie prefiksy są standardowe dla układu SI, to znaczy są używane z innymi wielkościami fizycznymi. Tysiąc herców to kiloherce, milion herców to megaherce, miliard herców to gigaherce.

Ta częstotliwość zegara jest najbardziej znanym parametrem. Dlatego konieczne jest szczególne zajęcie się tą koncepcją. Ponadto w ramach tego artykułu omówimy zrozumienie szybkości zegara procesorów wielordzeniowych, ponieważ istnieją interesujące niuanse, o których nie wszyscy wiedzą i biorą pod uwagę.

Przez dość długi czas programiści obstawiali specjalnie na zwiększenie częstotliwości taktowania, ale z czasem „mod” zmienił się i większość prac rozwojowych poświęcono na stworzenie lepszej architektury, zwiększenie pamięci podręcznej i rozwój wielordzeniowych, ale nikt też nie zapomina o częstotliwości.

Jaka jest częstotliwość taktowania procesora?

Najpierw musisz zrozumieć definicję „częstotliwości zegara”. Częstotliwość zegara pokazuje nam, ile procesor może zrobić na jednostkę czasu. Odpowiednio, im wyższa częstotliwość, tym więcej operacji na jednostkę czasu może wykonać procesor. Częstotliwość taktowania współczesnych procesorów wynosi głównie 1,0-4 GHz. Jest to określane przez pomnożenie częstotliwości zewnętrznej lub podstawowej przez pewien współczynnik. Na przykład procesor Intel Core i7 920 wykorzystuje częstotliwość magistrali 133 MHz i mnożnik 20, co daje częstotliwość taktowania 2660 MHz.

Częstotliwość procesora można zwiększyć w domu, podkręcając procesor. Istnieją specjalne modele procesorów od AMD i Intel, które koncentrują się na przetaktowywaniu przez samego producenta, na przykład Black Edition od AMD i linię K z serii Intel.

Chcę zauważyć, że przy zakupie procesora częstotliwość nie powinna być dla ciebie decydującym czynnikiem, ponieważ od niego zależy tylko część wydajności procesora.

Zrozumienie szybkości zegara (procesory wielordzeniowe)

Obecnie prawie wszystkie segmenty rynku nie mają już procesorów jednordzeniowych. Cóż, jest to logiczne, ponieważ branża IT nie stoi w miejscu, ale ciągle idzie naprzód z skokami. Dlatego musisz jasno zrozumieć, w jaki sposób obliczana jest częstotliwość dla procesorów, które mają dwa lub więcej rdzeni.

Odwiedzając wiele forów komputerowych zauważyłem, że istnieje powszechne nieporozumienie na temat rozumienia (obliczania) częstotliwości procesorów wielordzeniowych. Natychmiast podam przykład tego niepoprawnego argumentu: „Istnieje czterordzeniowy procesor o częstotliwości taktowania 3 GHz, więc jego całkowita częstotliwość będzie wynosić: 4 x 3GHz \u003d 12 GHz, prawda?” - Nie, nie tak.

Spróbuję wyjaśnić, dlaczego całkowitej częstotliwości procesora nie można rozumieć jako: „liczba rdzeni x wskazana częstotliwość. ”

Podam przykład: „Pieszy idzie drogą, ma prędkość 4 km / h. Jest to podobne do procesora jednordzeniowego na N. GHz Ale jeśli na drodze jest 4 pieszych z prędkością 4 km / h, to jest to podobne do 4-rdzeniowego procesora na N. GHz W przypadku pieszych nie uważamy, że ich prędkość wyniesie 4x4 \u003d 16 km / h, mówimy po prostu: „4 pieszych jedzie z prędkością 4 km / h”. Z tego samego powodu nie wykonujemy żadnych operacji matematycznych z częstotliwościami rdzeni procesora, ale pamiętajmy, że 4-rdzeniowy procesor N. GHz ma cztery rdzenie, z których każdy działa na częstotliwości N. GHz ”.

Przetwornik długości i odległości Przetwornik masy Pomiary objętości masowych ciał stałych i artykułów spożywczych Przetwornik powierzchni Przetwornik objętości i jednostek miary Przetwornik temperatury Ciśnienie, obciążenie mechaniczne, moduł Younga Przetwornik energii i pracy Przetwornik mocy Przetwornik mocy Przetwornik mocy Przetwornik czasu Przetwornik prędkości liniowej Przetwornik kąta płaskiego sprawność cieplna i efektywność paliwowa Konwerter liczb w różnych systemach liczbowych Konwerter jednostek miary ilości informacji i kursy wymiany Rozmiary odzieży i obuwia damskiego Rozmiary odzieży i obuwia męskiego Konwerter prędkości kątowej i prędkości obrotowej Konwerter przyspieszenia Konwerter przyspieszenia kątowego Konwerter gęstości Konwertor bezwładności objętościowej Konwerter momentu siły Konwertor momentu obrotowego Konwerter ciepła spalania (masy) Gęstość energii i ciepło właściwe spalania paliwa (objętościowo) Przetwornik różnicy temperatur Przetwornik współczynnika rozszerzalności cieplnej Przetwornik oporu cieplnego Con Specyficzny konwerter przewodności cieplnej Specyficzny konwerter ciepła Konwerter narażenia na energię i promieniowanie cieplne Konwerter gęstości strumienia ciepła Konwerter współczynnika przenikania ciepła Konwerter przepływu masy Konwerter przepływu masy Konwerter przepływu masy masy Konwerter gęstości strumienia masy Konwerter gęstości strumienia masy Konwerter stężenia masy w roztworze Konwerter lepkości dynamicznej (absolutnej) Konwerter lepkości kinematycznej Konwerter napięcia powierzchniowego Parowy konwerter pary Konwerter integralności dla konwertera gęstości pary wodnej Konwerter poziomu dźwięku Konwerter czułości mikrofonu Konwerter poziomu ciśnienia akustycznego (SPL) Konwerter poziomu ciśnienia akustycznego z wyborem ciśnienia odniesienia Konwerter jasności Konwerter natężenia światła Konwerter oświetlenia Komputerowy konwerter rozdzielczości grafiki Konwerter częstotliwości i długości fali Moc optyczna dioptrii i ogniskowa Moc optyczna dioptrii i powiększenie soczewki (×) Przetwornik ładunku elektrycznego Ładunek z przetwornika gęstości liniowej konwerter przetwornik gęstości ładunku gęstość nasypowa konwertera ładunku konwerter prądu konwerter prądu liniowy konwerter gęstości prądu powierzchowny konwerter gęstości prądu pole elektryczne konwertera pojemność elektrostatyczna i konwerter napięcia w konwerter rezystancji elektrycznej konwerter rezystywności elektrycznej konwerter przewodności elektrycznej konwerter przewodności elektrycznej konwerter indukcyjności konwerter indukcyjny amerykański cal Poziomy przewodów WEWNĘTRZNYCH w dBm (dBm lub dBm), dBV (dBV) Watts i in. jednostki Magnetomotorowy konwerter siły Magnetyczny konwerter siły pola Magnetyczny konwerter strumienia Magnetyczny konwerter indukcji promieniowania Promieniowanie. Konwerter dawki pochłoniętej promieniowania jonizującego. Promieniowanie konwertera rozpadu promieniotwórczego. Promieniowanie konwertera ekspozycji. Konwerter dawki pochłoniętej Konwertery dziesiętne Konwerter Transmisja danych Typografia i jednostki przetwarzania obrazu Konwerter Jednostki objętości drewna Konwerter Obliczanie masy molowej Układ okresowy pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejew

1 gigaherc [GHz] \u003d 1 000 000 000 herców [Hz]

Wartość początkowa

Przeliczona wartość

hertz exahertz petahertz teraherc w dekametrach długość fali w metrach długość fali w decymetrach długość fali w centymetrach długość fali w milimetrach długość fali w mikrometrach Compton długość fali elektronowej Compto nowa długość fali protonowej Długość fali neutronowej Comptona obroty na sekundę obroty na minutę obroty na godzinę obroty na dzień

Więcej na temat częstotliwości i długości fali

Informacje ogólne

Częstotliwość

Częstotliwość to wielkość mierząca częstotliwość powtarzania danego procesu okresowego. W fizyce za pomocą częstotliwości opisz właściwości procesów falowych. Częstotliwość fali - liczba pełnych cykli procesu falowego na jednostkę czasu. Jednostką częstotliwości w układzie SI jest herc (Hz). Jeden herc jest równy jednej oscylacji na sekundę.

Długość fali

W przyrodzie istnieje wiele różnych rodzajów fal, od fal morskich wywołanych wiatrem po fale elektromagnetyczne. Właściwości fal elektromagnetycznych zależą od długości fali. Takie fale są podzielone na kilka rodzajów:

Promienie gamma o długości fali do 0,01 nanometra (nm).
Promieniowanie rentgenowskie o długości fali od 0,01 nm do 10 nm.
Fale zakres promieniowania ultrafioletowegoo długości od 10 do 380 nm. Nie są widoczne dla ludzkiego oka.
Light in widmo widzialne o długości fali 380–700 nm.
Niewidoczny dla ludzi promieniowanie podczerwone o długości fali 700 nm do 1 milimetra.
Następują fale podczerwone kuchenka mikrofalowa, o długości fali od 1 milimetra do 1 metra.
Najdłuższy - fale radiowe. Ich długość zaczyna się od 1 metra.

Ten artykuł poświęcony jest promieniowaniu elektromagnetycznemu, a zwłaszcza światłu. W nim omawiamy wpływ długości fali i częstotliwości na światło, w tym widmo widzialne, promieniowanie ultrafioletowe i podczerwone.

Promieniowanie elektromagnetyczne

Promieniowanie elektromagnetyczne to energia, której właściwości są jednocześnie podobne do fal i cząstek. Ta funkcja nazywa się dualizmem falowo-cząsteczkowym. Fale elektromagnetyczne składają się z fali magnetycznej i fali elektrycznej prostopadłej do niej.

Energia promieniowania elektromagnetycznego jest wynikiem ruchu cząstek zwanych fotonami. Im wyższa częstotliwość promieniowania, tym są one bardziej aktywne i tym więcej szkód mogą wyrządzić komórkom i tkankom żywych organizmów. Jest tak, ponieważ im wyższa częstotliwość promieniowania, tym więcej niosą one energię. Wielka energia pozwala im zmieniać strukturę molekularną substancji, na które działają. Dlatego promieniowanie ultrafioletowe, rentgenowskie i gamma są tak szkodliwe dla zwierząt i roślin. Ogromna część tego promieniowania znajduje się w kosmosie. Jest także obecny na Ziemi, mimo że warstwa ozonowa atmosfery wokół Ziemi blokuje większość z nich.

Promieniowanie elektromagnetyczne i atmosfera

Atmosfera Ziemi przesyła jedynie promieniowanie elektromagnetyczne o określonej częstotliwości. Większość promieniowania gamma, promieni X, światła ultrafioletowego, części promieniowania podczerwonego i długich fal radiowych jest blokowana przez atmosferę ziemską. Atmosfera je pochłania i nie przechodzi. Część fal elektromagnetycznych, w szczególności promieniowanie w zakresie krótkich fal, odbija się od jonosfery. Całe inne promieniowanie uderza w powierzchnię ziemi. W górnych warstwach atmosferycznych, czyli dalej od powierzchni Ziemi, więcej promieniowania niż w dolnych warstwach. Dlatego im wyższy, tym bardziej niebezpieczne jest istnienie żywych organizmów bez kombinezonów ochronnych.

Atmosfera przenosi niewielką ilość światła ultrafioletowego na Ziemię i szkodzi skórze. To z powodu promieni ultrafioletowych ludzie palą się na słońcu, a nawet mogą dostać raka skóry. Z drugiej strony niektóre promienie przenoszone przez atmosferę są korzystne. Na przykład promienie podczerwone, które uderzają w powierzchnię Ziemi, są wykorzystywane w astronomii - teleskopy podczerwone monitorują promienie podczerwone emitowane przez obiekty astronomiczne. Im wyższa powierzchnia ziemi, tym więcej promieniowania podczerwonego, dlatego teleskopy są często montowane na szczytach górskich i innych wysokościach. Czasami są wysyłane w kosmos w celu poprawy widoczności promieni podczerwonych.

Zależność między częstotliwością a długością fali

Częstotliwość i długość fali są do siebie odwrotnie proporcjonalne. Oznacza to, że wraz ze wzrostem długości fali częstotliwość maleje i odwrotnie. Łatwo sobie wyobrazić: jeśli częstotliwość oscylacji w procesie falowym jest wysoka, to czas między oscylacjami jest znacznie krótszy niż w przypadku fal, których częstotliwość oscylacji jest mniejsza. Jeśli wyobrażasz sobie falę na wykresie, to odległość między jej pikami będzie mniejsza, tym więcej będzie wahań w określonym przedziale czasu.

Aby określić prędkość propagacji fali w ośrodku, należy pomnożyć częstotliwość fali przez jej długość. Fale elektromagnetyczne w próżni zawsze rozchodzą się z tą samą prędkością. Ta prędkość jest znana jako prędkość światła. Jest to równe 299 i nbsp792 i nbsp458 metrów na sekundę.

Połysk

Światło widzialne - fale elektromagnetyczne o częstotliwości i długości, które określają jego kolor.

Długość fali i kolor

Najkrótsza długość fali światła widzialnego wynosi 380 nanometrów. To jest fioletowy, następnie niebieski i niebieskozielony, potem zielony, żółty, pomarańczowy i wreszcie czerwony. Białe światło składa się ze wszystkich kolorów jednocześnie, tzn. Białe przedmioty odzwierciedlają wszystkie kolory. Można to zobaczyć za pomocą pryzmatu. Światło wchodzące do niego jest załamane i ustawione w pasie kwiatów w tej samej kolejności, co w tęczy. Ta sekwencja jest od kwiatów o najkrótszej długości fali do najdłuższej. Zależność prędkości światła w substancji od długości fali nazywa się dyspersją.

Tęcza tworzy się w podobny sposób. Krople wody rozproszone w atmosferze po deszczu zachowują się jak pryzmat i załamują każdą falę. Kolory tęczy są tak ważne, że w wielu językach istnieje mnemonika, to znaczy technika zapamiętywania kolorów tęczy jest tak prosta, że \u200b\u200bnawet dzieci mogą je zapamiętać. Wiele rosyjskojęzycznych dzieci wie, że „Każdy myśliwy chce wiedzieć, gdzie siedzi bażant”. Niektóre osoby wymyślają własne mnemoniki, a jest to szczególnie przydatne ćwiczenie dla dzieci, ponieważ dzięki wynalezieniu własnej metody zapamiętywania kolorów tęczy, zapamiętują je szybciej.

Światło, na które ludzkie oko jest najbardziej wrażliwe, jest zielone, o długości fali 555 nm w jasnym otoczeniu i 505 nm w półmroku i ciemności. Nie wszystkie zwierzęta potrafią odróżnić kolory. Na przykład u kotów widzenie kolorów nie jest rozwijane. Z drugiej strony niektóre zwierzęta widzą kolory znacznie lepiej niż ludzie. Na przykład niektóre gatunki widzą światło ultrafioletowe i podczerwone.

Odbicie światła

Kolor obiektu zależy od długości fali światła odbitej od jego powierzchni. Białe obiekty odbijają wszystkie fale widma widzialnego, podczas gdy czarne obiekty przeciwnie, pochłaniają wszystkie fale i niczego nie odbijają.

Jednym z naturalnych materiałów o wysokim współczynniku dyspersji jest diament. Prawidłowo wykonane diamenty odbijają światło od powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych, załamując je jak pryzmat. Ważne jest, aby większość tego światła odbijała się w górę, w kierunku oka, a nie, na przykład, w dół, wewnątrz kadru, gdzie jest niewidoczna. Dzięki dużej dyspersji diamenty bardzo pięknie świecą w słońcu i sztucznym świetle. Szkło cięte jak diament również świeci, ale nie tak bardzo. Wynika to z faktu, że dzięki składowi chemicznemu diamenty odbijają światło znacznie lepiej niż szkło. Kąty używane podczas cięcia diamentów mają ogromne znaczenie, ponieważ zbyt ostre lub zbyt rozwarte kąty albo nie pozwalają na odbijanie światła od ścian wewnętrznych, albo odbijają światło od ramy, jak pokazano na ilustracji.

Spektroskopia

Analiza spektralna lub spektroskopia jest czasami stosowana do określenia składu chemicznego substancji. Ta metoda jest szczególnie dobra, jeśli niemożliwe jest przeprowadzenie analizy chemicznej substancji poprzez bezpośrednią pracę z nią, na przykład przy określaniu składu chemicznego gwiazd. Wiedząc, co promieniowanie elektromagnetyczne pochłania ciało, możesz określić, z czego ono składa się. Spektroskopia absorpcyjna, która jest jedną z sekcji spektroskopii, określa, które promieniowanie jest absorbowane przez ciało. Taką analizę można przeprowadzić na odległość, dlatego często stosuje się ją w astronomii, a także w pracy z toksycznymi i niebezpiecznymi substancjami.

Wykrywanie promieniowania elektromagnetycznego

Światło widzialne, jak każde promieniowanie elektromagnetyczne, to energia. Im więcej energii jest emitowane, tym łatwiej jest zmierzyć to promieniowanie. Ilość wypromieniowanej energii maleje wraz ze wzrostem długości fali. Widzenie jest możliwe właśnie dlatego, że ludzie i zwierzęta rozpoznają tę energię i odczuwają różnicę między promieniowaniem o różnych długościach fal. Promieniowanie elektromagnetyczne o różnych długościach jest odczuwane przez oko jako różne kolory. Zgodnie z tą zasadą działają nie tylko oczy zwierząt i ludzi, ale także technologie stworzone przez ludzi do przetwarzania promieniowania elektromagnetycznego.

Widzialne światło

Ludzie i zwierzęta widzą szeroki zakres promieniowania elektromagnetycznego. Na przykład większość ludzi i zwierząt odpowiada widzialne światłooraz niektóre zwierzęta - również na promieniowanie ultrafioletowe i podczerwone. Zdolność rozróżniania kolorów - nie u wszystkich zwierząt - niektóre widzą tylko różnicę między jasnymi i ciemnymi powierzchniami. Nasz mózg określa kolor w następujący sposób: fotony promieniowania elektromagnetycznego dostają się do oka na siatkówkę i przechodząc przez nią, pobudzają stożki, fotoreceptory oka. W rezultacie sygnał jest przekazywany przez układ nerwowy do mózgu. Oprócz stożków istnieją inne fotoreceptory, pręciki w oczach, ale nie są w stanie odróżnić kolorów. Ich celem jest określenie jasności i intensywności światła.

W oku zwykle występuje kilka rodzajów szyszek. U ludzi istnieją trzy typy, z których każdy absorbuje fotony światła w określonych długościach fal. Po ich wchłonięciu zachodzi reakcja chemiczna, w wyniku której impulsy nerwowe z informacją o długości fali wchodzą do mózgu. Sygnały te są przetwarzane przez strefę wzrokową kory mózgowej. Jest to obszar mózgu odpowiedzialny za percepcję dźwięku. Każdy rodzaj stożka odpowiada tylko za fale o określonej długości, dlatego aby uzyskać pełny obraz koloru, informacje otrzymywane ze wszystkich stożków są sumowane.

Niektóre zwierzęta mają nawet więcej gatunków szyszek niż ludzie. Na przykład u niektórych gatunków ryb i ptaków występuje od czterech do pięciu rodzajów. Co ciekawe, samice niektórych zwierząt mają więcej typów szyszek niż samce. Niektóre ptaki, na przykład mewy chwytające zdobycz w wodzie lub na jej powierzchni, mają żółte lub czerwone krople oleju w szyszkach, które działają jak filtr. To pomaga im zobaczyć więcej kolorów. Podobnie ułożone oczy i gady.

Światło podczerwone

U węży, w przeciwieństwie do ludzi, nie tylko receptory wzrokowe, ale także wrażliwe narządy, które reagują promieniowanie podczerwone. Absorbują energię promieni podczerwonych, to znaczy reagują na ciepło. Niektóre urządzenia, takie jak noktowizory, reagują również na ciepło wytwarzane przez emiter podczerwieni. Takie urządzenia są używane przez wojsko, a także w celu zapewnienia bezpieczeństwa pomieszczeń i terytoriów. Zwierzęta, które widzą światło podczerwone i urządzenia, które mogą je rozpoznać, widzą nie tylko przedmioty znajdujące się w ich polu widzenia, ale także ślady przedmiotów, zwierząt lub ludzi, którzy byli tam wcześniej, jeśli nie za dużo minęło dużo czasu. Na przykład węże można zobaczyć, jeśli gryzonie kopią dziurę w ziemi, a policjanci korzystający z noktowizora mogą zobaczyć, czy ślady przestępstwa, takie jak pieniądze, narkotyki lub coś innego, zostały ostatnio ukryte w ziemi. Urządzenia do rejestrowania promieniowania podczerwonego są używane w teleskopach, a także do sprawdzania szczelności pojemników i kamer. Z ich pomocą miejsce wycieku ciepła jest wyraźnie widoczne. W medycynie do diagnozy wykorzystywane są obrazy w podczerwieni. W historii sztuki - aby ustalić, co jest przedstawione pod warstwą farby. Noktowizory służą do ochrony pomieszczeń.

Światło ultrafioletowe

Niektóre ryby widzą światło ultrafioletowe. Ich oczy zawierają pigment wrażliwy na promienie ultrafioletowe. Skóra ryb zawiera obszary, które odbijają światło ultrafioletowe, niewidoczne dla ludzi i innych zwierząt - które jest często używane w królestwie zwierząt do oznaczania płci zwierząt, a także do celów społecznych. Niektóre ptaki widzą także światło ultrafioletowe. Ta umiejętność jest szczególnie ważna w sezonie lęgowym, kiedy ptaki szukają potencjalnych partnerów. Powierzchnie niektórych roślin również dobrze odbijają światło ultrafioletowe, a zdolność do zobaczenia pomaga znaleźć pokarm. Oprócz ryb i ptaków niektóre gady, takie jak żółwie, jaszczurki i legwany zielone, patrz światło ultrafioletowe (na zdjęciu).

Oko ludzkie, podobnie jak oczy zwierząt, pochłania światło ultrafioletowe, ale nie może go przetworzyć. U ludzi niszczy komórki oka, szczególnie rogówki i soczewki. To z kolei powoduje różne choroby, a nawet ślepotę. Pomimo faktu, że światło ultrafioletowe jest szkodliwe dla wzroku, niewielka jego ilość jest niezbędna dla ludzi i zwierząt do produkcji witaminy D. Promieniowanie ultrafioletowe, takie jak podczerwień, jest stosowane w wielu gałęziach przemysłu, na przykład w medycynie do dezynfekcji, w astronomii do obserwacji gwiazd i innych obiektów. oraz w chemii do utwardzania substancji płynnych, a także do wizualizacji, to znaczy do tworzenia schematów rozmieszczenia substancji w pewnej przestrzeni. Za pomocą światła ultrafioletowego określa się, czy podrobione banknoty i karty są drukowane specjalnym tuszem rozpoznawalnym przez światło ultrafioletowe. W przypadku podrabiania dokumentów lampa ultrafioletowa nie zawsze pomaga, ponieważ przestępcy czasami używają tego dokumentu i zastępują go fotografią lub inną informacją, aby pozostawić oznakowanie lamp ultrafioletowych. Istnieje również wiele innych zastosowań promieniowania ultrafioletowego.

Ślepota kolorów

Z powodu wad wzroku niektórzy ludzie nie są w stanie odróżnić kolorów. Problem ten nazywa się ślepotą kolorów lub ślepotą kolorów, po osobie, która jako pierwsza opisała tę cechę widzenia. Czasami ludzie nie widzą tylko kolorów o określonej długości fali, a czasem wcale nie rozróżniają kolorów. Często przyczyną są niewystarczająco rozwinięte lub uszkodzone fotoreceptory, ale w niektórych przypadkach problemem jest uszkodzenie ścieżki układu nerwowego, na przykład w korze wzrokowej mózgu, gdzie przetwarzane są informacje o kolorze. W wielu przypadkach warunek ten stwarza niedogodności i problemy dla ludzi i zwierząt, ale czasami niemożność odróżnienia kolorów, wręcz przeciwnie, jest zaletą. Potwierdza to fakt, że pomimo długich lat ewolucji wiele zwierząt nie rozwinęło widzenia kolorów. Ludzie i zwierzęta, które nie rozróżniają kolorów, mogą na przykład dobrze widzieć kamuflaż innych zwierząt.

Pomimo zalet ślepoty barw, jest to uważane za problem w społeczeństwie, a droga do niektórych zawodów jest zamknięta dla osób z ślepotą kolorów. Zwykle nie mogą uzyskać pełnych uprawnień kontrolnych bez ograniczeń. W wielu krajach prawa jazdy dla tych osób mają również ograniczenia, aw niektórych przypadkach nie można ich w ogóle uzyskać. Dlatego nie zawsze mogą znaleźć pracę, w której konieczne jest prowadzenie samochodu, samolotu i innych pojazdów. Trudno im też znaleźć pracę, w której umiejętność definiowania i używania kolorów ma ogromne znaczenie. Na przykład trudno im zostać projektantami lub pracować w środowisku, w którym kolor jest używany jako sygnał (na przykład o niebezpieczeństwie).

Trwają prace nad stworzeniem korzystniejszych warunków dla osób ze ślepotą na kolory. Na przykład istnieją tabele, w których kolory odpowiadają oznaczeniom, aw niektórych krajach znaki te są stosowane w instytucjach i miejscach publicznych wraz z kolorem. Niektórzy projektanci nie używają ani nie ograniczają użycia koloru do przekazywania ważnych informacji w swojej pracy. Zamiast koloru lub razem z nim używają jasności, tekstu i innych sposobów podświetlania informacji, dzięki czemu nawet ludzie, którzy nie rozróżniają kolorów, mogą w pełni otrzymywać informacje przesyłane przez projektanta. W większości przypadków osoby ze ślepotą na kolory nie rozróżniają czerwonego i zielonego, dlatego projektanci czasami zastępują kombinację „czerwony \u003d niebezpieczeństwo, zielony \u003d wszystko jest normalne” kolorem czerwonym i niebieskim. Większość systemów operacyjnych pozwala również dopasowywać kolory, aby osoby z daltonizmem widziały wszystko.

Kolor w wizji maszynowej

Widzenie maszynowe w kolorze to szybko rozwijający się przemysł sztucznej inteligencji. Do niedawna większość prac w tej dziedzinie odbywała się z obrazami monochromatycznymi, ale teraz coraz więcej laboratoriów naukowych pracuje z kolorem. Niektóre algorytmy do pracy z obrazami monochromatycznymi są również używane do przetwarzania obrazów kolorowych.

Podanie

Wizja maszynowa jest wykorzystywana w wielu branżach, na przykład do sterowania robotami, samojezdnymi samochodami i bezzałogowymi statkami powietrznymi. Jest to przydatne w dziedzinie bezpieczeństwa, na przykład do identyfikacji osób i przedmiotów na zdjęciach, wyszukiwania w bazach danych, śledzenia ruchu obiektów w zależności od ich koloru i tak dalej. Lokalizowanie ruchomych obiektów pozwala komputerowi określić kierunek wzroku danej osoby lub monitorować ruch samochodów, ludzi, dłoni i innych obiektów.

Aby poprawnie zidentyfikować nieznane obiekty, ważne jest, aby wiedzieć o ich kształcie i innych właściwościach, ale informacje o kolorze nie są tak ważne. Przeciwnie, podczas pracy ze znanymi przedmiotami kolor pomaga szybciej je rozpoznać. Praca z kolorem jest również wygodna, ponieważ informacje o kolorze można uzyskać nawet z obrazów o niskiej rozdzielczości. Aby rozpoznać kształt obiektu, w przeciwieństwie do koloru, wymagana jest wysoka rozdzielczość. Praca z kolorem zamiast kształtu obiektu może skrócić czas przetwarzania obrazu i zużywa mniej zasobów komputerowych. Kolor pomaga rozpoznać obiekty o tym samym kształcie i może być również używany jako sygnał lub znak (na przykład czerwony jest sygnałem niebezpieczeństwa). W takim przypadku nie jest konieczne rozpoznawanie kształtu tego znaku ani napisanego na nim tekstu. Na stronie YouTube można zobaczyć wiele interesujących przykładów użycia kolorowego obrazu maszynowego.

Przetwarzanie informacji o kolorze

Zdjęcia przetwarzane przez komputer są przesyłane przez użytkowników lub robione wbudowanym aparatem. Proces fotografowania i robienia zdjęć cyfrowych jest dobrze opanowany, ale przetwarzanie tych zdjęć, szczególnie w kolorze, wiąże się z wieloma trudnościami, z których wiele nie zostało jeszcze rozwiązanych. Wynika to z faktu, że widzenie kolorów u ludzi i zwierząt jest bardzo skomplikowane, a tworzenie wizji komputerowej jak u człowieka nie jest łatwe. Wzrok, podobnie jak słuch, opiera się na adaptacji do środowiska. Percepcja dźwięku zależy nie tylko od częstotliwości, ciśnienia akustycznego i czasu trwania dźwięku, ale także od obecności lub braku innych dźwięków w otoczeniu. Tak więc w przypadku widzenia - postrzeganie koloru zależy nie tylko od częstotliwości i długości fali, ale także od cech środowiska. Na przykład kolory otaczających obiektów wpływają na nasze postrzeganie kolorów.

Z punktu widzenia ewolucji taka adaptacja jest konieczna, aby pomóc nam przyzwyczaić się do środowiska i przestać zwracać uwagę na nieistotne elementy i skierować całą naszą uwagę na zmiany zachodzące w środowisku. Jest to konieczne, aby łatwiej zauważyć drapieżniki i znaleźć pożywienie. Czasami z powodu tej adaptacji pojawiają się złudzenia optyczne. Na przykład, w zależności od koloru otaczających obiektów, postrzegamy kolor dwóch ciał inaczej, nawet gdy odbijają światło o tej samej długości fali. Ilustracja pokazuje przykład takiego złudzenia optycznego. Brązowy kwadrat na górze obrazu (drugi rząd, druga kolumna) wygląda jaśniej niż brązowy kwadrat na dole obrazu (piąty rząd, druga kolumna). W rzeczywistości ich kolory są takie same. Nawet wiedząc o tym, nadal postrzegamy je jako różne kolory. Ponieważ nasze postrzeganie kolorów jest tak złożone, programiści mają trudności z opisaniem wszystkich tych niuansów w algorytmach widzenia maszynowego. Pomimo tych trudności osiągnęliśmy już wiele w tej dziedzinie.

Artykuły dotyczące konwertera jednostek zostały zredagowane i zilustrowane przez Anatolija Zołotkowa

Czy masz trudności z tłumaczeniem jednostek z jednego języka na inny? Koledzy są gotowi Ci pomóc. Opublikuj swoje pytanie w TCTerms i w ciągu kilku minut otrzymasz odpowiedź.

1 megaherc [MHz] \u003d 1 000 000 herców [Hz]

Wartość początkowa

Przeliczona wartość

Więcej na temat częstotliwości i długości fali