Информационное и компьютерное обеспечение. Обзор лекций по информатике. Часть 1. Кадырова Г.Р. - 142 стр.

UptoLike

Составители: 

142
Компания Hewlett–Packard объявила о первых успехах в изготовлении
компонентов, из которых могут быть построены мощные молекулярные ком-
пьютеры. Ученые из HP и Калифорнийского университета в ЛосАнджелесе
(UCLA) объявили о том, что им удалось заставить молекулы ротаксана перехо-
дить из одного состояния в другоепо существу, это означает создание моле-
кулярного элемента памяти.
Следующим шагом должно стать изготовление логических ключей, спо-
собных выполнять функции И, ИЛИ и НЕ. Весь такой компьютер может состо-
ять из слоя проводников, проложенных в одном направлении, слоя молекул ро-
таксана и слоя проводников, направленных в обратную сторону. Конфигурация
компонентов, состоящих из необходимого числа ячеек памяти и логических
ключей, создается
электронным способом. По оценкам ученых HP, подобный
компьютер будет в 100 млрд раз экономичнее современных микропроцессоров,
занимая во много раз меньше места.
Сама идея этих логических элементов не является революционной: крем-
ниевые микросхемы содержат миллиарды таких же. Но преимущества в по-
требляемой энергии и размерах способны сделать компьютеры вездесущими.
Молекулярный компьютер размером
с песчинку может содержать миллиарды
молекул. А если научиться делать компьютеры не трехслойными, а трехмерны-
ми, преодолев ограничения процесса плоской литографии, применяемого для
изготовления микропроцессоров сегодня, преимущества станут еще больше.
Биокомпьютеры. Другой тип компьютеров нового
поколения также основан на молекулах, но уже молеку-
лах ДНК. Впервые ДНКвычисления были проведены в
1994 г. Леонардом Эдлеманом, профессором Университе-
та Южной Калифорнии, для решения задачи торгового
агента. В ДНКкомпьютерах роль логических вентилей
играют подборки цепочек ДНК, которые образуют друг с
другом прочные соединения. Для наблюдения состояния всей системы в после-
довательность внедрялись флуоресцирующие молекулы. При определенных со-
четаниях свечения молекул подавляли друг друга
, что соответствовало нулю в
двоичной системе. Единице же соответствовало усиленное свечение флюорес-
центов. Возможно строить последовательности цепочек, в которых выходной
сигнал одной цепочки служит входным сигналом другой.
Применение в вычислительной технике биологических материалов позво-
лит со временем уменьшить компьютеры до размеров живой клетки. Пока это
чашка Петри, наполненная спиралями ДНК,
или нейроны, взятые у пиявки и
подсоединенные к электрическим проводам. По существу, наши собственные
клеткиэто не что иное, как биомашины молекулярного размера, а примером
биокомпьютера, конечно, служит наш мозг.
Ихуд Шапиро (Ehud Shapiro) из Вейцманоского института естественных
наук соорудил пластмассовую модель биологического компьютера высотой
30 см. Если бы это устройство состояло из
настоящих биологических молекул,
его размер был бы равен размеру одного из компонентов клетки – 0,000025 мм.