Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Декабря 2013 в 20:08, реферат
Разумеется, появится и пятое поколение, и ознаменовано оно будет созданием офисного оборудования на оптических элементах. С течением времени оптика из сети общего пользования начнет проникать в помещения компаний. В конечном счете, свет доберется и до компьютеров. По всей вероятности, в компьютерах оптическая технология смешается с электронной. Это сочетание намного повысит быстродействие компьютеров по сравнению с сегодняшним. По оценкам некоторых специалистов для решения задач, на которые сейчас уходят годы, будет требоваться всего лишь несколько часов.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ ВПО ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАТИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
КАФЕДРА ПИ и ММУ
Реферат
По дисциплине:
«Информационные системы и технологии»
На тему:
«Оптические ЭВМ»
г. Махачкала 2013
Разумеется, появится
и пятое поколение, и ознаменовано оно
будет созданием офисного оборудования
на оптических элементах. С течением времени
оптика из сети общего пользования начнет
проникать в помещения компаний. В конечном
счете, свет доберется и до компьютеров.
По всей вероятности, в компьютерах оптическая
технология смешается с электронной. Это
сочетание намного повысит быстродействие
компьютеров по сравнению с сегодняшним.
По оценкам некоторых специалистов для
решения задач, на которые сейчас уходят
годы, будет требоваться всего лишь несколько
часов.
Оптический компьютер - это
устройство обработки информации с использованием
света. Обсуждая отличительные особенности
света как электромагнитной волны, нужно
отметить, что частота световой волны
на несколько порядков выше частоты электрических
сигналов и волн, используемых в современной
компьютерной технике. Так, если электрическая
волна, используемая, например, в радиотехнике,
совершает приблизительно 100 тыс. колебаний
в секунду, то световая волна имеет частоту,
которая в 10-100 миллионов раз превосходит
это значение. Потому с ее помощью в фиксированный
интервал времени можно передавать большее
число сигналов, а значит и информации.
Кроме того, поскольку длина световой
волны ничтожно мала, то имеется возможность
обработки информации с необычайно высокой
скоростью. В последнее время наблюдается
большой ажиотаж вокруг оптических компьютеров:
считают, что оптические компьютеры сейчас
находятся на одном уровне развития с
нейрокомпьютерами и квантовыми компьютерами.
Однако в кругах специалистов существует
мнение, что оптический компьютер в "чистом"
виде еще не разработан. На данный момент
существует лишь электронно-оптический
компьютер. Действительно, в компьютерах
фон Неймановской архитектуры широко
используются оптические явления.
Преимущества оптических технологий: принципиальное повышение производительности, возможное уменьшение элементов схем, снижается потребляемая мощность.
Первые оптические ЭВМ были созданы компаниями «Bell Labs» и «Lenslet»
Первый макет ЭВМ компании «Bell Labs» был создан в 1990 году компанией Аланом Хуаном. Процессор второго поколения носил название «DOC-II» (англ. Digital Optical Computer — цифровой оптический компьютер) и был способен проверять до 80 тыс. страниц текста в секунду при выполнении команды поиска слова.
Компанией «Lenslet» был выпущен единственный на данный момент коммерческий оптический процессор EnLight256. Особенностью его
2
архитектуры является то, что в то время, как ядро основано на оптических технологиях, все входы и выходы — электронные. Этот процессор способен выполнять до 8×1012 операций в секунду. Компьютер на базе EnLight256способен обрабатывать 15 видеоканалов стандарта HDTV в режиме реального времени и позволяет создать новое направление в голографическом 3D TV.
Ранние оптические компьютеры,
наподобие SPOC, страдали рядом недостатков,
один из которых, занимающий далеко не
последнее место, был связан с
памятью. Ко времени создания упомянутой
группой компьютера SPOC еще не были
найдены способы замедления света
или удержания его в
Результаты недавних
разработок позволяют надеяться на преодоление
описанных трудностей. Исследователями
создано множество архитектур, которые
дают разработчикам возможность уменьшить
размеры оптического компьютера и упростить
его конструкцию. Вероятно, наиболее популярными
являются устройства на основе микроэлектромеханнческих
элементов (MicroElectroMechanical — MEM). В этих устройствах
используются наборы крохотных зеркал,
которые могут поворачиваться и перемещаться
под разными углами, обеспечивая прохождение
света через устройство за счет многократных
отражений.
Однако имеющиеся на сегодняшний
день оптические коммутаторы все еще требуют
преобразования световых импульсов в
электрические, чтобы поток данных можно
было направить по нужному адресу. Эта
проблема в значительной степени связана
с невозможностью обеспечить хранение
света в памяти. Недавно исследователями
из института Роланда (Rowland Institute) и Гарвардского
университета (Harvard University) был предпринят
первый шаг к созданию прототипа оптической
памяти. Для остановки света обе группы
использовали бозе-эйнштейновский конденсат
(Bose-Einstein Condensate — ВЕС) — наиболее «холодный»
из всех когда-либо созданных человеком
материал, образующийся при температуре
-460° F (-273° С). При возбуждении атомов ВЕС
лазерным излучением они поглощают и захватывают
свет, переизлучая его лишь после выключения
лазера.
Проникновение оптических
методов в вычислительную
3
интерференционных оптических вычислений для решения отдельных специальных задач, связанных с необходимостью быстрого выполнения интегральных преобразований. Второе направление связано с использованием оптических соединений для передачи сигналов на различных ступенях иерархии элементов вычислительной техники, т.е. создание чисто оптических или гибридных (оптоэлектронных) соединений вместо обычных, менее надежных, электрических соединений. При этом в конструкции компьютера появляются новые элементы - оптоэлектронные преобразователи электрических сигналов в оптические и обратно. Но самым перспективным направлением развития оптических вычислительных устройств является создание компьютера, полностью состоящего из оптических устройств обработки информации.
Cамый впечатляющий элемент оптического компьютера - это голографический экран. В отличие от современных электронно-лучевого или жидкокристаллического экранов, голографический экран может иметь произвольный размер - например, во всю стену. Он может быть плоским или объемным. Несмотря на то, что многие принципиальные вопросы на пути создания оптических компьютеров уже решены, построение мощного законченного работоспособного оптического компьютера все еще остается трудной технической проблемой, неразрешимой при нынешнем уровне науки и техники. Специалисты ожидают, что полноценный оптоэлектронный процессор появится к 2010 году. Оптический компьютер размером с ноутбук даст обычному пользователю возможность разместить в нем едва ли не всю информацию о мире, при этом компьютер сможет решать задачи любой сложности, в том числе такие, с которыми сегодня едва справляются мощные серверы. Специалисты с помощью оптического компьютера смогут обрабатывать данные геологоразведки прямо на месте исследования. Менеджер крупной компании или банка сможет работать с корпоративной базой, не выходя в открытую сеть, сколь велики бы ни были размеры базы данных, эта информация уместится в памяти оптического компьютера.
Как уже стало ясно создание оптических компьютеров очень перспективно, но и очень сложно (хотя исследователи из MIT и обещают к 2008 году сконструировать полностью работающий вариант оптического компьютера). Пока никто не может ответить, какой конкретно физический принцип заменит полупроводниковые технологии (биокомпьютеры, квантовые компьютеры, оптические компьютеры, или какие-нибудь еще). Но развитие оптических технологий все равно будет продолжаться, поскольку полученные результаты важны не только для создания оптических компьютеров, но также и для оптических коммуникаций и сети Internet.
4
Литература:
http://www.elexcable.ru/
http://ru.wikipedia.org/wiki/
http://sl67.com/aktual/B2P/
5