Компьютер домино
Компьютер -домино — это механический компьютер, построенный с использованием домино. [1] для представления механического усиления или логического стробирования цифровых сигналов . [2]
Основное явление
[ редактировать ]Последовательность стоящих домино можно организовать для демонстрации цифровых концепций, таких как усиление и цифровые сигналы . Поскольку цифровая информация передается посредством костяшки домино, этот эффект отличается от явлений, при которых:
- энергия проводится без усиления , рассеиваясь; или
- усиление применяется к нецифровым сигналам, позволяя возникать шумовым эффектам.
На мероприятии «День домино» демонстрируется множество конструкций, в основном развлекательных целей. Некоторые конструкции напоминают цифровые схемы , что позволяет предположить, что здесь могут быть изображены не только телеграфоподобные инструменты, но и простые обработки информации модули .
можно использовать Это явление для создания нетрадиционных вычислительных средств. [1] [2] [3] Базового явления достаточно для достижения этой цели, [2] но можно использовать и «механические синапсы» (см. [4] ), по аналогии с электрическими синапсами или химическими синапсами .
Логические аспекты
[ редактировать ]
Логический элемент ИЛИ легко реализовать в домино, состоящем из двух путей домино Y-образной формы с ножкой Y в качестве выхода.Сложная часть состоит в том, какой элемент можно добавить к ИЛИ, чтобы получить функционально полный набор, в котором могут быть представлены все логические элементы.
Ни один элемент домино не может создать выход 1 со всеми входами 0, поэтому элемент НЕ не может быть создан, если не включена последовательность внешнего «источника энергии» (линия домино, которая сбивается несмотря ни на что); в этом случае сигнал со входа можно использовать для удара по домино в последовательности «источник питания» в неправильном направлении, так что они не могут продолжать движение, хотя в противном случае они бы остановились. Однако сложно провести последовательность от одного «источника энергии» ко многим воротам с подходящим временем. [5] Вентиль ИЛИ и вентиль НЕ вместе функционально завершены , что позволяет теоретически построить любой компьютер-домино в соответствии с этой парадигмой. [6]
Чтобы создать выходной сигнал 0 со всеми входными сигналами 1, требуется обратная связь , чтобы прервать путь от входного сигнала P к выходному сигналу Q так, чтобы логический элемент был эквивалентен Q AND (НЕ P). Аналогично, логический элемент исключающее ИЛИ может быть реализован с обратной связью от обоих входов, так что два входа прерывают друг друга, если оба равны 1; однако такой вентиль во многом зависит от одновременности входов, чтобы предотвратить разрушение одним входом петли обратной связи противоположного входа.
Записывать
[ редактировать ]Текущий рекорд самого большого компьютера-домино — 6-битный сумматор.
На Манчестерском фестивале науки в 2012 году математик Мэтт Паркер и команда добровольцев работали вместе над созданием двоичного сумматора домино, который мог складывать два трехбитных входных сигнала и выдавать 3-битный выходной сигнал, который работал успешно. На следующий день они попытались построить 4-битный сумматор, что и завершили, но в последнем тестовом прогоне было несколько ошибок (одна из-за утечки сигнала между цепочками домино, а другая - из-за проблем с синхронизацией). [7]
В 2018 году в штаб-квартире банка Маскат в Омане команда учеников 12-го класса Американско-Британской академии (ABA) под руководством Саатвика Сурьяджита Корисепати при поддержке Алекса Фрейера, Золтана Соджитори и других студентов-компьютерщиков использовала 15 000 домино, чтобы построить 5-битную систему. сумматор, способный складывать любые числа до суммы 63. [8]
В январе 2024 года команда финских старшеклассников успешно построила 6-битный сумматор из более чем 10 000 домино. [9]
См. также
[ редактировать ]- Логика домино
- Концепция упоминается в книге I Am a Strange Loop» Дугласа Хофштадтера « .
Примечания
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Компьютер домино
- ^ Jump up to: а б с Компьютеры Domino. Архивировано 16 августа 2006 года в Wayback Machine , подробное описание написано Дэвидом Джонстоном.
- ^ Джеймс Магуайр: IBM создает молекулярную компьютерную схему. Архивировано 19 июля 2006 г. в онлайн-журнале Wayback Machine NewsFactor, 2006 г. Тема на стыке молекулярных вычислений и компьютера-домино.
- ^ Перруччи, Майк: Свержение домино .
- ↑ Компьютеры Domino . Архивировано 16 августа 2006 года в Wayback Machine , подробное описание написано Дэвидом Джонстоном.
- ^ Верник, Уильям (1942) «Полные наборы логических функций», Труды Американского математического общества 51 : 117–32. В своем списке на последней странице статьи Верник не делает различия между ← и → или между и .
- ^ Архивировано в Ghostarchive и Wayback Machine : Компьютер Domino на 10 000 . Ютуб .
- ^ «Студенты ABA Омана установили мировой рекорд по игре в домино» . 31 октября 2018 г.
- ^ «Математика | Старшеклассники из Хельсинки побили специальный мировой рекорд: «Глупый и непрактичный проект» » . Helsingin Sanomat (на финском языке). 07.02.2024 . Проверено 14 мая 2024 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Кибернетикос, (киб) (28 февраля 2007 г.). «Вычисление домино» .