Жидкие компьютеры


Да, это не опечатка. В наше время твердотельных компьютеров, а возможно, когда-нибудь и квантовых компьютеров, кажется странным, что для выполнения тех же задач – и даже больше – можно использовать жидкие компьютеры.

Обзорная статья Эндрю Адамацки “Сухая история жидкостных компьютеров” представляет собой увлекательное чтение и легко доступна для неспециалиста. Она заслуживает того, чтобы быть более известной. Адамацки, который является профессором в области нетрадиционных вычислений в Университете Западной Англии в Бристоле, известен своими экскурсами в новые вычислительные реализации, в частности, с использованием слизистой плесени – нет, это не шутка. Очевидно, что слизистая плесень достаточно разумна, чтобы реагировать на окружающую среду, и это делает ее пригодной для вычислений.

Если идея использования жидкости для вычислений кажется странной, стоит отметить, что существует два различных подхода к реализации любых вычислений – аналоговый и цифровой. Аналоговый подход в наши дни в основном вышел из моды, но в начале 20 века он был основной формой вычислений. Аналоговый компьютер лучше всего рассматривать как физическую модель того, что вы пытаетесь вычислить. Вы находите решение, измеряя модель. Например, вы можете представить течение тока в проводе потоком воды в трубе. Вы можете моделировать другие электронные компоненты с помощью резервуаров и односторонних клапанов. Конечный результат часто представляет собой просто высоту воды в резервуаре. Одним из известных жидкостных аналоговых компьютеров был MONIAC, включенный в первую часть статьи, который моделировал экономику Новой Зеландии, используя воду для представления денег.

Жидкие компьютеры. Водное устройство для вычисления n-го корня из любого числа.
Водное устройство для вычисления n-го корня из любого числа.

Для большинства читателей, я думаю, наиболее интересной частью статьи будет вторая половина, в которой рассматриваются жидкостные цифровые компьютеры. Причина в том, что как только вы видите, как жидкость может представлять количество, ваша следующая задача – понять, как манипулировать ею, чтобы получить нужный вам ответ – это в основном инженерная работа.

Цифровые, с другой стороны, кажутся более загадочными. Главное – найти способы реализации логических ворот. Точнее говоря, все, что вам действительно нужно сделать, это найти способ реализации универсальных логических ворот, тогда все остальные последуют за ними. Например, стандартные жидкостные ворота имеют следующий вид:

Струйная логика

Вы можете видеть, что выход получается только при наличии входов 1 и 2 – ворота AND. Вы можете использовать аналогичные приемы для создания других ворот. Отсюда вы можете начать изобретать всевозможные логические ворота на основе капель воды, жидких шариков и так далее. Двигаясь дальше, вы можете даже реализовать ворота с помощью химических реакций.

Ознакомившись с основной идеей, вы можете начать придумывать свои собственные вычислительные реализации. Удивительно, как легко найти логические ворота в природе – мир действительно является компьютером.

Чтобы получить больше удовольствия, прочитайте статью, она очень доступная.


Добавить комментарий