Годот машин: 4 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Годот машин гэж юу вэ?

Удаан хүлээлгэсний эцэст тохиолдож болох юмуу эсвэл огт болоогүй байж болох зүйлийг бид хүлээж байгаа байдалтай тулгарах нь хүн төрөлхтний туршлагын нэг хэсэг юм.

Годот машин бол нарны эрчим хүчээр ажилладаг цахилгаан хэрэгсэл бөгөөд утгагүй хүлээлт дагалддаг цөхрөлтэй сэтгэл хөдлөлийг олж авахыг хичээдэг.

Энэ нэр нь Сэмюэл Бекеттийн алдарт Годот хүлээх жүжгээс авсан бөгөөд хоёр хүн маргааш, нөгөөдөр эсвэл хэзээ ч ирэхгүй байж магадгүй тодорхой Годот ирэхийг хүлээж байгаа юм.

Годот машин юу хийдэг вэ?

1. 1. Бага зэрэг нарны гэрэл туссан тул Жоуль Хулгайчийн хэлхээ нь банкнаас конденсатор цэнэглэж эхэлдэг.
2. 2. 5V орчим хүчдэлд орсны дараа Arduino Nano -ийг тэжээнэ.
3. 3. Arduino нь 20 битийн жинхэнэ санамсаргүй тоог гаргадаг бөгөөд үүнийг 4 битийн LED зурвас дээр харуулдаг.
4. 4. Энэ тоо нь хэлхээг анх асаахад eeprom дээр хадгалагдаж байсан, бүгдэд үл мэдэгдэх өөр санамсаргүй тоотой харьцуулагдана.
5. 5. Хэрэв тэнцүү бол хүлээх хугацаа дууссан бол машин энэ баримтыг eeprom дээр хадгалдаг бөгөөд одооноос эхлэн ногоон LED болон пьезо дуугаруулагч идэвхждэг (хэрэв хангалттай эрчим хүч байгаа бол).
6. 6. Хэрэв тэнцүү биш бол найдвар, цөхрөл, давтан хэл.

…, Бас бий болсон дугаарыг дуут дохиогоор хааяа нэг сонсогддог тул та Годот машинтай гэдгээ мартдаггүй.

Годот дугаарыг цохих магадлал 2^20 -оос дээш буюу сая орчимд 1 байдаг бөгөөд машин тийм ч хурдан биш, ялангуяа өвөл, намрын улиралд үүнийг олоход хэдэн жил шаардагдах болно. Таны Годот машин таны өвийн нэг хэсэг болж магадгүй юм. Дараагийн дугаарыг туршиж үзэхийг хүлээж байхдаа алс холын элэнц ач зээ нар нь эцэс төгсгөлд нь хэрхэн хүрч байгааг төсөөлж болно. Товчхондоо: энэ бол удахгүй болох баярын амралтын хамгийн тохиромжтой бэлэг юм!

Алхам 1: Схем

Годот машин нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ

-9x2200uF конденсатор цэнэглэдэг Joule Thief энергийн комбайн (Q1). Геликсафоби өвчтэй хүмүүсийн хувьд (индукторуудын интрузорын шалтгаангүй байдал, конденсатор ба резистор нь тийм ч асуудал үүсгэдэггүй) гарын авлагын ороомог шаардлагагүй гэж бүү ай. 2 -р зураг Гайхалтай трик!

-5V1 дээр 3.0V орчим асааж, унтраадаг салангид транзисторын цахилгаан унтраалга (Q2, Q3, Q4). Хэрэв та өөр (ерөнхий зориулалттай) транзисторын төрлийг ашигладаг бол R2-R4-ийг бага зэрэг тааруулахыг хүсч магадгүй юм.

-Энтропи үүсгэгч (Q6, Q7, Q8). Энэ хэлхээ нь орчин дахь электрон дуу чимээг микровольтоос вольтын түвшинд хүртэл нэмэгдүүлдэг. Энэ дохиог дараа нь эмх замбараагүй байдалд суурилсан (унших) санамсаргүй тооны генераторыг бий болгохын тулд дээж авдаг. Гитар утас нь антенны үүрэг гүйцэтгэдэг.

-4 LED эсвэл 4 улаан тусдаа LED, пьезо дуугаруулагч, ногоон LED бүхий LED бар.

Цахилгаан унтраалгын гаралт (Q4 цуглуулагч) нь Arduino Nano -ийн 5V зүүтэй холбогдсон болохыг анхаарна уу.

Алхам 2: Годот машин бүтээх

Би хэлхээг цаасан самбар дээр бүтээсэн. Тэнд онцгой зүйл байхгүй. 2V/200mA нарны хавтан нь өөр төслийн үлдэгдэл юм. Энэхүү брэнд нь Velleman юм. Хурц хутгаар онгойлгох, эрэг гэх мэт нүх өрөмдөхөд хялбар байдаг. Зурагт үзүүлсэн шиг хэлхээний самбар, нарны хавтанг хоёр ширхэг фанер дээр шургуулдаг. Нарны хавтанг цонхны дэргэд нар руу харсан байдлаар байрлуулах боломжтой гэсэн санаа юм.

Алхам 3: Код: Эмх замбараагүй байдлын санамсаргүй тоонууд?

Санамсаргүй тоонууд хэрхэн хийгддэг вэ? За, тэд математикаар бүтээгдсэн!

Arduino санамсаргүй тоо үүсгэгч функцийг random () ашиглахын оронд би зүгээр л хөгжилтэй байхын тулд өөрийн Random Number Generator (RNG) бичихээр шийдлээ.

Энэ нь детерминист эмх замбараагүй байдлын хамгийн энгийн жишээ болох логистик газрын зураг дээр үндэслэсэн болно. Энэ нь хэрхэн ажилладагийг энд харуулав.

X нь 0-ээс 1-ийн хоорондох бодит утга гэж бодъё, дараа нь тооцоолно уу: x*r*(1-x), энд r = 3.9. Үр дүн нь таны дараагийн 'x' тэмдэг юм. Хязгааргүй зарыг давт. Энэ нь эхний зураг дээрх шиг 0 -ээс 1 хүртэлх тооны цувралыг танд өгөх болно, энэ үйл явцыг x = 0.1 (улаан) болон x = 0.1001 (цэнхэр) гэсэн анхны утгаар эхлүүлсэн болно.

Энд нэг гайхалтай зүйл байна: та хоёр өөр өөр нөхцлийг хичнээн ойрхон сонгосон ч хамаагүй, хэрэв тэдгээр нь тэнцүү биш бол үр дүнгийн тоонууд эцэстээ хоорондоо зөрөх болно. Үүнийг "Анхны нөхцөл байдлаас мэдрэмтгий хамаарал" гэж нэрлэдэг.

Математикийн хувьд x*r*(1-x) газрын зургийн тэгшитгэл нь парабола юм. 2-р зурагт үзүүлсэн шиг аалзны тор гэж нэрлэгддэг зүйлийг ашиглан x-цувралыг графикаар тодорхойлж болно: хэвтээ тэнхлэгээс x-ээс эхэлж, y тэнхлэг дээрх функцийн утгыг олж, дараа нь 45-ийн шулуун шугамын эсрэг тусгана. градусын өнцөг нь гарал үүслээр дамждаг. Дахин давтах. Улаан, цэнхэр цувралд үзүүлсэнчлэн анх хаагдсан байсан ч 30 орчим удаа давтагдсаны дараа тэд бүрэн салах болно.

Одоо 'r = 3.9' дугаар хаанаас гаралтай вэ? R-ийн бага утгын хувьд бид зөвхөн хоёр ээлжлэн x-утгыг авдаг. R-параметрийг нэмэгдүүлэх нь 4, 8, 16 гэх мэт утгуудын хооронд хэлбэлзэл рүү шилжих болно. Эдгээр мөчрүүд эсвэл салаалалтууд нь r-ийг ихэсгэх тусам улам бүр хурдацтай явагдах бөгөөд үүнийг "эмх замбараагүй байдал руу орох хугацааг хоёр дахин нэмэгдүүлэх" гэж нэрлэдэг. Хэвтээ тэнхлэгт r, олон тооны x давталтууд босоо байдлаар давхцаж байвал хоёр хуваагдлын хэсэг гэж нэрлэгдэх болно (3-р зураг). R = 3.9 -ийн хувьд газрын зураг бүрэн эмх замбараагүй байна.

Тиймээс, хэрэв бид олон тооны x-шинэчлэлтийг тооцоолж, түүвэрлэн түүвэрлэх юм бол санамсаргүй тоо гарах уу? Үгүй ээ, энэ үед энэ нь хуурамч санамсаргүй тооны генератор (PRNG) байх болно, учир нь хэрэв бид үргэлж ижил утгыг (дахин тохируулснаас гарсны дараа) эхэлбэл бид үргэлж ижил дарааллыг авах болно. детерминист эмх замбараагүй байдал. Эндээс энтропи үүсгэгч орж ирдэг бөгөөд энэ нь логистикийн газрын зургийг хүрээлэн буй орчинд байгаа цахилгаан дуу чимээнээс бий болгосон тоогоор үржүүлдэг.

Өөрөөр хэлбэл, санамсаргүй тоо үүсгэгч код нь үүнийг хийдэг.

- А0 зүү дээрх энтропийн үүсгүүрээс хүчдэлийг хэмжинэ. Хамгийн бага ач холбогдолтой 4 битийг л хадгал.

- Эдгээр 4 битийг 'үрийн' утга руу шилжүүлээд 8 удаа давтаж 32 бит хөвөгч цэгийн үрийг аваарай.

- Үрийг 0 -ээс 1 хүртэл дахин хуваарилна.

- Энэ үрийн дундаж болон x логистик газрын зургийн одоогийн байдлыг тооцоолно уу.

- Логистикийн газрын зургийг олон (64) алхамаар ахиулна.

- Логистикийн газрын зургийн x төлөв байдлаас ганц битийг гаргаж аваарай.

- Энэ хэсгийг эцсийн үр дүнд шилжүүлэх.

- Дээрх бүх алхмуудыг 20 удаа давтана.

Тэмдэглэл: Кодонд Serial.println ба Serial.begin -ийг тайлбарласан болно. Цуваа дэлгэц дээрх үүсгэсэн санамсаргүй тоонуудыг шалгахын тулд // хасна уу.

Шударга байхын тулд би санамсаргүй тоонуудын (жишээлбэл NIST тестийн багц) чанарыг статистикаар шалгаагүй боловч тэд зүгээр юм шиг байна.

Алхам 4: Годот машинаа гайхаарай

Годот машинаа сайхан өнгөрүүлээрэй, ямар нэгэн ойлгомжгүй зүйл байвал хуваалцаж, сэтгэгдэл бичиж, эсвэл асуугаарай.

Годот дугаарыг олохыг хүлээж байх зуур энэхүү математикаар бүтээгдсэн уралдаанд саналаа өгөөрэй! Баярлалаа!

Математикаар хийсэн уралдаанд хоёрдугаар байр эзэлсэн