Молекулярні комп'ютери

Дипломна робота

на тему:

«Комп’ютери майбутнього»

Виконавець:

учениця групи №38

Харченко Олена Родіонівна

Професія:

4112 Оператор комп’ютерного набору;

Асистент референта

Викладач – консультант:

Литовченко Олена Михайлівна

Майстер в/н:

Діденко Тетяна Анатоліївна

Житомир-2014

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………..

РОЗДІЛ 1. РОЗВИТОК КОМПЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ У МИНУЛОМУ І МАЙБУТНЬОМУ. ІНТЕРНЕТ.

ВСТУП

Актуальність теми дослідження. Майбутнє може бути різним, і шляхів до нього теж багато, але ні те, ні інше передбачити неможливо. І все ж деякі широкі штрихи накидати можна, причому в більшості сценаріїв прогрес призводить до зміни способу нашого спілкування, обсягу інформації, з якою нам доведеться мати справу, і, можливо, навіть наших природних здібностей.

Сучасні комп'ютери різноманітні. Хоча у принципі, всі вони працюють за одному й тому ж класичною схемою, але відрізняються одна від друга як зовнішнім виглядом, а й навіть типом платформи (платформа Apple чи IBM), які визначають види використовуваних комплектуючих і різноманітні види програмного забезпечення.Настольние комп'ютери, портативні комп'ютери (ноутбуки), органайзери, ігрові приставки - ними ми користуємося до роботи і розваги. Розвитком комп'ютерних технологій займаються у світі талановитих людей. Але найцікавіше, мій погляд, серед досягнень комп'ютерна наука це Інтернет – Всесвітня комп'ютерна мережу.

Я проходила виробничу практику на ПАТ «Житомирський зовод огороджувальних конструкцій» на посаді ……………………………………..

Технологія мікропроцесорів вже наближається до фундаментальних обмеженням. Дотримуючись закону Мура, до 2010-2020 років розміри транзистора повинні зменшитися до чотирьох-п'яти атомів. Розглядаються багато альтернативи, але, якщо вони не будуть реалізовані в масовому виробництві, закон Мура перестане працювати. Цей закон (вірніше, прогноз співзасновника Intel Гордона Мура) говорить, що щільність транзисторів в мікросхемі подвоюється кожні півтора року, і всі останні 20 років він виконувався. Якщо на початку нового століття пост продуктивності мікропроцесорів припиниться, в обчислювальній техніці настане стагнація. Але можливо, що замість цього відбудеться технологічний стрибок з тисячократним збільшенням потужності комп'ютерів.

Останній сценарій дуже привабливий. Мало того, що цілий ряд технологій отримає необхідний розвиток, розробки в одних областях допоможуть просуванню інших. Інженер Рей Курцвейл (Ray Kurzweil) називає це «законом взаємного посилення вигод». Коли у розвитку якійсь області відбувається стрибок, час між відкриттями скорочується і попередні досягнення накладаються на наступні, що ще більше прискорює прогрес.

До технологій, здатним експоненціально збільшувати обробну потужність комп'ютерів, слід віднести молекулярні або атомні технології; ДНК і інші біологічні матеріали; тривимірні технології; технології, засновані на фотонах замість електронів, і нарешті, квантові технології, в яких використовуються елементарні частинки. Якщо на якому-небудь з цих напрямків вдасться домогтися успіху, то комп'ютери можуть стати всюдисущими. А якщо таких успішних напрямків буде кілька, то вони розподіляться по різних нішах. Наприклад, квантові комп'ютери будуть спеціалізуватися на шифруванні та пошуку у великих масивах даних, молекулярні - на управлінні виробничими процесами і мікромашин, а оптичні - на засобах зв'язку.

Можливості сучасного виробництва поки не дозволяють налагодити недороге масове виготовлення подібних пристроїв. Однак багато вчених упевнені в тому, що рішення буде знайдено. Вже є свідчення певного взаємного посилення вигод за Курцвейл. Наприклад, ефективність «генетичних чипів» вдалося підвищити (а вартість - знизити) завдяки використанню інших чіпів, що містять півмільйона маленьких дзеркал, - спочатку вони призначалися для оптичних систем зв'язку. Цифрова мікродзеркальна система (Digital Micromirror Device, DMD) від Texas Instruments застосовувалася навіть для демонстрації останньої серії фільму «Зоряні війни». Точно так само мікромашини (MEMS) виготовляються із застосуванням технології травлення, розробленої для виробництва електронних мікросхем. У цих пристроях датчики поєднуються з мікропривід, що дозволяє їм виконувати фізичні дії. Можливо навіть, що MEMS допоможуть у створенні комп'ютерів атомних розмірів, необхідних для квантових обчислень.

У наступному столітті обчислювальна техніка зіллється не тільки із засобами зв'язку та машинобудування, а й з біологічними процесами, що відкриє такі можливості, як створення штучних імплантантів, інтелектуальних тканин, розумних машин, «живих» комп'ютерів і людино-машинних гібридів. Якщо закон Мура пропрацює ще 20 років, вже в 2020 році комп'ютери досягнуть потужності людського мозку - 20000000 мільярдів операцій в секунду (це 100 млрд. нейронів помножити на 1000 зв'язків одного нейрона і на 200 збуджень у секунду). А до 2060 року комп'ютер зрівняється за силою розуму з усім людством. Однією ймовірності подібної перспективи досить, щоб відкинути будь-які побоювання з приводу застосування біо-та генної інженерії для розширення здібностей людини.

«Я не вірю в наукову фантастику типу«Зоряного шляху», де через 400 років люди залишаються колишніми, - сказав астрофізик Стівен Хокінг, виступаючи в минулому році в Білому домі. - По-моєму, людська раса і складність її ДНК дуже скоро почнуть змінюватися».

Однак для цього обчислювальна техніка майбутнього століття має увібрати в себе деякі новітні технології. Нижче наводиться огляд кількох нових технологій і процесів, здатних не тільки забезпечити продовження дії закону Мура, але і перетворити його з лінійного в прогресуючий.

Давайте зробимо маленьку екскурсію і уявимо собі як буде розвиватися майбутнє, що нового буде в ньому, і які технології будуть панувати там.

Молекулярні комп'ютери

Отже, перша наша зупинка буде здійснена на зупинці Молекулярні комп'ютери. Давайте зробимо екскурс в історію...

У 2006 році компанія Hewlett-Packard оголосила про перші успіхи у виготовленні компонентів, з яких можуть бути побудовані потужні молекулярні комп'ютери. Вчені з HP і Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA) оголосили про те, що їм вдалося змусити молекули ротаксана переходити з одного стану в інший - по суті, це означає створення молекулярного елемента пам'яті.

Наступним кроком має стати виготовлення логічних ключів, здатних виконувати функції І, АБО і НЕ. Весь такий комп'ютер може складатися з шару провідників, прокладених в одному напрямку, шару молекул ротаксана і шару провідників, спрямованих у зворотний бік. Конфігурація компонентів, що складаються з необхідного числа елементів пам'яті і логічних ключів, створюється електронним способом. За оцінками вчених HP, подібний комп'ютер буде в 100 млрд. раз економічніше сучасних мікропроцесорів, займаючи в багато разів менше місця.

Крім того, молекулярні технології обіцяють появу мікромашин, здатних переміщатися і докладати зусилля. Причому для створення таких пристроїв можна застосовувати навіть традиційні технології травлення. Коли-небудь ці мікромашини будуть самостійно займатися складанням компонентів молекулярного або атомного розміру.

Перші досліди з молекулярними пристроями ще не гарантують появи таких комп'ютерів, однак це саме той шлях, який визначений всією історією попередніх досягнень. Масове виробництво чинного молекулярного комп'ютера цілком може початися десь між 2010 і 2015 роками.

Дата добавления: 2015-08-18