Information et entropie dans le cadre d’une mémoire d’ordinateur

[yvon l]

Bonjour,
Information et entropie dans le cadre d’une mémoire d’ordinateur

Soit une mémoire d’ordinateur, pour laquelle nous considérons 2 échelles, une macroscopique : la mémoire elle-même, l'autre microscopique, : la taille d’une cellule-mémoire.
La mémoire a une source d’énergie électrique de tension U. À notre taille microscopique, une cellule-mémoire particulière comporte un degré de liberté qui lui permet de manipuler une unité d’information (1 bit).

Préambule .
Une cellule contient une information binaire matérialisée par un condensateur C permettant la mémorisation de 2 états. Un état correspond au condensateur chargé à un potentiel U, l’autre état au condensateur déchargé. Un ensemble technologique assure la charge, la décharge et la mesure de l’état du condensateur.
Dans le cas de la charge, la source délivre une énergie W1= UQ et le condensateur emmagasine une énergie W2=1/2CU²
Or comme Q=CU, on aura W1=CU² la source doit délivrer le double de l’énergie emmagasinée par le condensateur. L’autre moitié de l’énergie est dissipé en énergie calorifique dans la résistance que traverse le courant de charge (RI²t). Et cela quelle que soit la résistance. En particulier si la résistance tend vers 0, I tend vers l’infini, mais RI²t reste le même (plus R est petit, plus la constante de charge du C est faible, et plus la mémoire est rapide).
Lors de la décharge du condensateur, l’énergie 1/2CU² est dissipée sous forme d’énergie calorifique dans le transistor qui a pour fonction de court-circuiter le condensateur.
En bref, pour modifier l’information dans une cellule de mémoire, il faut dissiper de l’énergie.
À un cycle charge décharge correspond une dissipation d’énergie QU².

Aspect macroscopique.
Lors de la mise sous tension de la mémoire, l’information, contenue dans celle-ci est inconnue, donc son entropie (en considérant 1 degré de liberté de son état microscopique) est maximale.
Supposons que nous voulons représenter avec notre mémoire, des images complexes (c-à-d donner un sens à l’information que la mémoire va contenir). Notre méconnaissance de l’état initial de la mémoire, pourrait nous faire dire que statistiquement une moitié des états de la mémoire va permuter d’état.

Il en résulte que :
-un flux d’énergie va passer de l’alimentation électrique vers le milieu ambiant où il est rejeté sous forme d’énergie calorifique. Une partie du flux va assurer les permutations d’états. La variation d’énergie dans la mémoire correspond à la différence du nombre de cellules chargées avant et après changement d’état de la mémoire multiplié par 1/2CU². (statistiquement se rapproche de 0). L’énergie totale du flux d’entrée (électrique) correspond au nombre de cellules à charger multiplier par CU²
-Pour l’image obtenue, l’entropie (subjective) obtenue dans la mémoire est minimale.
-Cette diminution locale de l’entropie nécessite un flux d’énergie arrivant avec une faible entropie, traversant la mémoire puis rejeté dans l’air du temps avec une entropie maximale.
-REM : dans l’exemple, on n’a pas besoin de lire l’état de la mémoire, avant « écrasement » du contenu de celle-ci lors de l’acquisition de l’image.

Question: que pensez-vous de cette présentation ?
Pourrait-on l’appliquer dans le cadre du démon de Maxwell ?

Merci
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[Moinsdewatt]

Question: que pensez-vous de cette présentation ?

Pas compris à quoi sert votre énoncé.
Une mémoire dissipe de l' energie, c'est d' une trivialité élémentaire. Et puis alors ?

Pourrait-on l’appliquer dans le cadre du démon de Maxwell ?

? Quel rapport avec l' age du capitaine ?

[yvon l]

Bonjour,

Pas compris à quoi sert votre énoncé.
Une mémoire dissipe de l' energie, c'est d' une trivialité élémentaire. Et puis alors ?



? Quel rapport avec l' age du capitaine ?

Pas compris à quoi sert votre énoncé.
Une mémoire dissipe de l' energie, c'est d' une trivialité élémentaire. Et puis alors ?



? Quel rapport avec l' age du capitaine ?

Peut-être pas aussi trivial… On pourrait faire basculer l’état d’une cellule élémentaire sans dépense d’énergie. Par exemple en faisant varier son potentiel (condensateur) de +U à -U à l’aide d’une demi-oscillation à travers une self élémentaire ( E potentielle → E cinétique → E potentielle ).
Bien sur sans perte si technologie à basse température …
Plus LC est petit, plus la cellule serait rapide.
Par contre dans ce cas il faut connaître au préalable l’état de la cellule pour savoir si on est amené à la faire basculer pour obtenir l’état désiré. Et c’est lors de la lecture qu’une consommation d’énergie serait peut-être nécessaire .

Comme dans la mémoire, le démon de maxwell demande de l’énergie pour faire diminuer l’entropie (du gaz) ( prendre connaissance des informations)