Estou tentando pensar em alternativas aos transistores, simplesmente porque estou curioso. Não me importo tanto com as características amplificadoras dos transistores quanto com sua capacidade de criar portas lógicas. Aqui está o que eu tenho até agora, alguém poderia adicionar à minha lista?
Tubos de vácuo: duh
Relés: Relés normalmente fechados são tudo o que você precisa para fazer qualquer porta lógica. Relés normalmente abertos também são úteis.
Amplificadores magnéticos: amplificadores magnéticos podem ser usados para fazer portas lógicas de maneira semelhante à lógica transistor-transistor.
Toróides de ferrite: Acontece que eles podem ser usados para realizar operações lógicas, mas não podem ser usados como portas lógicas normais. http://www.youtube.com/watch?v=nQXjm7ru--s
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Respostas:
Apenas algumas amostras.
Muitas possibilidades.
Relés: - potencialmente muito capazes devido à capacidade de ter vários contatos e contatos de troca.
Lógica de relé - isso lhe dará uma introdução muito boa
Computador de retransmissão R500 - conversa agradável
Vídeo - Computador de retransmissão de Harry Porter
(Você leu errado).
Vídeo - Computador de retransmissão de som desajeitado agradavelmente adequado
Interruptor da barra transversal: um bloco de interruptor especialista não rotativo bidimensional conhecido como "interruptor da barra transversal" formava a base de muitas centrais telefônicas e seria adaptável para criar um mecanismo lógico de uso geral.
Exemplo
Foto de chave de barra como arte
Wikipedia - Interruptor de barra cruzada
Sistema de comutação de barras cruzadas número 5 (está ativo)
Vídeo excessivamente sombrio do interruptor da barra transversal russa no trabalho
Interruptor passo a passo: Outra variante do relé é um seletor mecânico rotativo multidimensional ou bidimensional. Um desses "computadores" baseados nessa tecnologia era (é) uma central telefônica "passo a passo ou" Strowger ".
Se você nunca os viu / ouviu trabalhando, será uma surpresa. Se você tiver, será um marcador de memória. Aparelhagem Western Strowger elétrica em jogo
Muitos
Wikipedia
Fluídicos:
Uso de fluxo de fluido sem partes móveis nos comutadores reais para executar funções lógicas e aritméticas.
A Wikipedia diz:
Fluidics, ou Fluidic logic, é o uso de um fluido para executar operações analógicas ou digitais semelhantes às realizadas com a eletrônica.
A base física da fluídica é pneumática e hidráulica, com base no fundamento teórico da dinâmica de fluidos. O termo fluídica é normalmente usado quando os dispositivos não têm partes móveis; portanto, componentes hidráulicos comuns, como cilindros hidráulicos e válvulas de carretel, não são considerados ou referidos como dispositivos fluídicos.
A década de 1960 viu a aplicação de fluídicos em sofisticados sistemas de controle, com a introdução do amplificador fluídico. Um jato de fluido pode ser desviado por um jato mais fraco atingindo-o na lateral. Isso fornece amplificação não linear , semelhante ao transistor usado na lógica digital eletrônica. É usado principalmente em ambientes onde a lógica digital eletrônica não seria confiável, como em sistemas expostos a altos níveis de interferência eletromagnética ou radiação ionizante.
A nanotecnologia considera a fluídica como um de seus instrumentos. Nesse domínio, efeitos como forças de interface fluido-sólido e fluido-fluido são frequentemente altamente significativos. Os fluidos também foram utilizados para aplicações militares.
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Amplificador fluídico (da página da Wikipedia acima):
Britannica diz -
Lógica de bolhas microfluídicas
Fluídicos usando bolhas
Eles dizem:
Nós inventamos uma nova família lógica que implementa a lógica booleana universal, a biestabilidade e várias outras características associadas a uma família lógica escalável usando fluidos imiscíveis em geometrias microfluídicas. Uma bolha em um canal representa um pouco. Mas, diferentemente da eletrônica, um pouco de informação também pode transportar uma carga química, permitindo manipular materiais e informações ao mesmo tempo. Esse paradigma une química e computação.
Descrevemos vários portões AND / OR / NOT exibindo amplificação, alternando flip-flop exibindo memória de um bit biestável, contadores, circuitos em cascata como oscilador de anel, sincronizador de bolhas e assim por diante. A família lógica pode ser usada para controlar reatores de fluxo segmentado (reatores de gotículas) de maneira escalonável, sem nenhum elemento de controle externo. A tecnologia da plataforma simplifica bastante o design de sistemas microfluídicos "lab on chip" em larga escala, com aplicações em triagem de alto rendimento, combinatória, optofluídica integrada e tecnologias de impressão.
Interações não lineares de bolhas por campos de força hidro-dinâmicos são exploradas para construir portões lógicos universais que operam com baixo número Re em fluidos newtonianos. Memória microfluídica
Os dispositivos lógicos de bolha podem ser conectados em cascata para formar inúmeros elementos do circuito digital, como osciladores de anel e contadores.
As redes de escada fluídica não linear são usadas para sincronizar duas correntes de bolhas, corrigindo assim qualquer erro de temporização.
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A PRÉ-HISTÓRIA DO COMPUTADOR DIGITAL, DOS RELÉS AO CONCEITO DO PROGRAMA ARMAZENADO, 1935-1945
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Eu gostaria de mencionar relés novamente. Os relés microelétricos mecânicos (MEMS) podem realmente se tornar um concorrente sério para os transistores.
Se você pode torná-los pequenos o suficiente, eles podem alternar bastante rápido, certamente rápido o suficiente para substituir os transistores em muitos aplicativos, como MCUs de baixa potência, onde a velocidade não é uma prioridade. Em segundo lugar, diferentemente dos transistores, eles não apresentam vazamentos, o que os torna muito úteis para aplicações de energia ultrabaixa.
Você já pode comprar essas coisas como dispositivos discretos, e um dia podemos até vê-las integradas em circuitos de maior escala.
Atualizar:
Infelizmente, eles foram descontinuados devido à baixa demanda de clientes e não há peças de reposição.
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Grafeno
Provavelmente, a alternativa mais importante para o transistor atualmente é o grafeno : uma folha monoatômica de átomos de carbono com uma malha muito regular foi estudada com o objetivo de substituir o silício.
No grafeno, os elétrons movem-se com leis mais semelhantes às ópticas e podem ser enviados através da rede em trajetórias retilíneas; além disso, aplicando campos elétricos em diferentes regiões da rede, é possível desviar essas trajetórias e, finalmente, criar comutadores.
Agora que a tecnologia MOS de silício está se aproximando do limite físico, parece que o grafeno nos dará uma nova margem para melhorar.
A desvantagem é que você não pode fazê-lo em casa (presumivelmente).
Computação quântica
Isso também é considerado como a evolução dos computadores: a computação quântica usa a propriedade de partículas quânticas de estar em todos os estados possíveis até que a observação seja feita. Portanto, para os pesquisadores, será capaz de considerar todos os resultados possíveis de uma operação ao mesmo tempo.
Desvantagens: você não pode fazer isso em casa e, honestamente, não acho que seja uma possibilidade realista. Mas quem sabe.
Em casa
Se você quiser fazer algumas alterações em casa, existem mais algumas alternativas:
Use a condutibilidade da água e dos tubos em movimento para criar a chave;
lasers / LEDs e espelhos servos / septos;
optoacopladores;
triacs (trabalho com AC);
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Engrenagens!
Babbage criou seu Mecanismo de Diferenças para fazer cálculos numéricos, mas você pode criar mecanismos semelhantes que podem fazer o que quiser, desde que você possa descrevê-lo na lógica.
A Sandia Labs usou engrenagens entre outras funções mecânicas para criar um mecanismo de micro-bloqueio MEMS . Não tão rápido quanto a eletrônica, mas várias ordens de magnitude mais rápidas que os mecanismos de engrenagem mecânicos clássicos.
Não é novidade. O mecanismo antikythera grego de 2100 anos de idade é uma interação complexa de engrenagens e era um computador astronômico.
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