กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

คอมพิวเตอร์ โดมิโน เป็น คอมพิวเตอร์เชิงกล ที่สร้างขึ้นโดยใช้ โดมิโน [ 1 ] เพื่อแสดงถึง การขยาย เชิงกล หรือ การควบคุมตรรกะ ของ สัญญาณ ดิจิทัล [ 2 ]

คอมพิวเตอร์โดมิโน

วงจรORที่สร้างจากโดมิโน โดยใช้โดมิโนล่างซ้ายและล่างขวาเป็นอินพุต และโดมิโนบนสุดเป็นเอาต์พุต หากโดมิโนล่างซ้ายหรือล่างขวาถูกผลัก (หรือหากถูกผลักทั้งสองตัว) โดมิโนบนสุดจะล้มลง หากไม่ถูกผลักทั้งสองตัว โดมิโนบนสุดจะไม่ล้มลง

คอมพิวเตอร์โดมิโนเป็นคอมพิวเตอร์เชิงกลที่สร้างขึ้นโดยใช้โดมิโน[ 1 ] เพื่อแสดงถึงการขยาย เชิงกล หรือการควบคุมตรรกะของสัญญาณดิจิทัล[ 2 ]

ปรากฏการณ์พื้นฐาน

สามารถจัดเรียง โดมิโนที่ตั้งอยู่เป็นลำดับเพื่อแสดงแนวคิดดิจิทัล เช่นการขยายสัญญาณและสัญญาณดิจิทัลได้ เนื่องจากข้อมูลดิจิทัลถูกส่งผ่านทางสายของโดมิโน ผลกระทบนี้จึงแตกต่างจากปรากฏการณ์ที่:

  • พลังงานถูกส่งผ่านโดยไม่มีการขยายจึงสูญเสียไป หรือ
  • การขยายสัญญาณถูกนำมาใช้กับสัญญาณที่ไม่ใช่ดิจิทัล ซึ่งทำให้เกิดเอฟเฟกต์เสียงรบกวนได้

งานวันโดมิโนจัดแสดงสิ่งประดิษฐ์มากมาย โดยส่วนใหญ่มีจุดประสงค์เพื่อความบันเทิง สิ่งประดิษฐ์บางอย่างชวนให้นึกถึงวงจรดิจิทัล ซึ่งบ่งชี้ว่าไม่เพียงแต่จะมีการจัดแสดงเครื่องมือคล้ายโทรเลขเท่านั้น แต่ยังรวมถึง โมดูลประมวลผลข้อมูลอย่างง่ายอีกด้วย

เป็นไปได้ที่จะใช้ปรากฏการณ์ นี้ ในการสร้างเครื่องมือคำนวณที่ไม่ธรรมดา[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]ปรากฏการณ์พื้นฐานเพียงพอที่จะบรรลุเป้าหมายนี้[ 2 ]แต่ "ไซแนปส์เชิงกล" ก็สามารถนำมาใช้ได้เช่นกัน (ดูออนไลน์[ 4 ] ) ในลักษณะเดียวกับไซแนปส์ไฟฟ้าหรือ ไซแนป ส์เคมี

แง่มุมเชิงตรรกะ

วงจร NOT ที่นำมาใช้ในคอมพิวเตอร์แบบโดมิโน เมื่อ A ถูกล้มลง เส้นทางจาก PWR ไปยัง NOT A จะถูกขัดจังหวะ ดังนั้น NOT A จึงยังคงตั้งอยู่ได้
วงจรลอจิกแบบโดมิโนสองตัวนี้ เมื่อเพิ่มวงจร NOT เข้าไป ก็สามารถสร้างวงจรลอจิกอื่นๆ ได้ทั้งหมด ส่วนวงจร XOR นั้นขึ้นอยู่กับจังหวะเวลา

วงจรลอจิกORสร้างได้ง่ายด้วยโดมิโน โดยประกอบด้วยเส้นทางโดมิโนสองเส้นเรียงกันเป็นรูปตัว Y โดยมีส่วนลำต้นของตัว Y เป็นเอาต์พุต ส่วนที่ซับซ้อนคือการหาวงจรลอจิกอื่นมาต่อกับ OR เพื่อให้ได้ ชุดวงจร ที่สมบูรณ์ซึ่งสามารถแทนวงจรลอจิกทั้งหมดได้

ไม่มีเกตโดมิโนใดที่สามารถสร้างเอาต์พุต 1 ได้เมื่ออินพุตทั้งหมดเป็น 0 ดังนั้นจึง ไม่สามารถสร้าง เกต NOTได้เว้นแต่จะรวมลำดับ 'แหล่งพลังงาน' ภายนอก (แถวของโดมิโนที่ถูกล้มลงไม่ว่าอย่างไรก็ตาม) ในกรณีนั้น สัญญาณจากอินพุตสามารถใช้เพื่อตีโดมิโนในลำดับ 'แหล่งพลังงาน' ในทิศทางที่ผิด ทำให้พวกมันหยุดไม่ให้เคลื่อนที่ต่อไปเมื่อควรจะเคลื่อนที่ต่อไป อย่างไรก็ตาม การนำลำดับจาก 'แหล่งพลังงาน' หนึ่งไปยังเกตหลายตัวด้วยจังหวะเวลาที่เหมาะสมนั้นทำได้ยาก[ 5 ]เกต OR และเกต NOT ทำงานร่วมกันได้อย่างสมบูรณ์ทำให้สามารถสร้างคอมพิวเตอร์โดมิโนใดๆ ก็ได้ในทางทฤษฎีภายใต้กระบวนทัศน์นี้[ 6 ]

เพื่อให้ได้เอาต์พุต 0 เมื่ออินพุตทั้งหมดเป็น 1 จำเป็นต้องมี การป้อนกลับเพื่อขัดจังหวะเส้นทางจากสัญญาณอินพุตPไปยังสัญญาณเอาต์พุตQเพื่อให้เกตตรรกะเทียบเท่ากับ Q AND (NOT P) ในทำนองเดียวกันเกต XORสามารถสร้างขึ้นได้ด้วยการป้อนกลับจากอินพุตทั้งสอง โดยที่อินพุตทั้งสองจะขัดจังหวะซึ่งกันและกันหากทั้งคู่เป็น 1 อย่างไรก็ตาม เกตดังกล่าวขึ้นอยู่กับความพร้อมกันของอินพุตอย่างมากเพื่อป้องกันไม่ให้อินพุตหนึ่งทำลายวงจรป้อนกลับของอินพุตตรงข้าม

บันทึก

สถิติปัจจุบันของคอมพิวเตอร์โดมิโนที่ใหญ่ที่สุดคือเครื่องบวกเลข 6 บิต

ในงานเทศกาลวิทยาศาสตร์แมนเชสเตอร์ในปี 2012 นักคณิตศาสตร์Matt Parkerและทีมอาสาสมัครได้ร่วมกันสร้างตัวบวกเลขฐานสองแบบโดมิโน ซึ่งสามารถบวกอินพุตสามบิตสองตัวและสร้างเอาต์พุตสามบิตได้ ซึ่งทำงานได้สำเร็จ ในวันถัดมา พวกเขาพยายามสร้างตัวบวกเลขสี่บิต ซึ่งพวกเขาทำสำเร็จ แต่การทดสอบครั้งสุดท้ายมีข้อผิดพลาดบางประการ (หนึ่งเกิดจากการรั่วไหลของสัญญาณระหว่างโซ่โดมิโน และอีกหนึ่งปัญหาเรื่องเวลา) [ 7 ]

ในปี 2018 ณ สำนักงานใหญ่ Bank Muscatในโอมานทีมงานนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 12 จากAmerican British Academy (ABA) นำโดย Saatvik Suryajit Korisepati โดยมี Alex Freyer, Zoltan Sojitory และนักเรียนคอมพิวเตอร์คนอื่นๆ ร่วมให้ความช่วยเหลือ ได้ใช้โดมิโนจำนวน 15,000 ตัวเพื่อสร้างวงจรบวกเลข 5 บิตที่สามารถบวกเลขใดๆ ก็ได้จนถึงผลรวม 63 [ 8 ]

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2567 ทีมของนักเรียนมัธยมปลายชาวฟินแลนด์ประสบความสำเร็จในการสร้างตัวบวกเลข 6 บิตจากโดมิโนมากกว่า 10,000 ตัว[ 9 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. 1 2คอมพิวเตอร์โดมิโน
  2. 1 2 3คอมพิวเตอร์โดมิโนเก็บถาวรเมื่อวันที่ 16 สิงหาคม 2549 ที่Wayback Machineพร้อมคำอธิบายโดยละเอียดที่เขียนโดย David Johnston
  3. เจมส์ แม็กไกวร์: IBM สร้างวงจรคอมพิวเตอร์ระดับโมเลกุลเก็บถาวรเมื่อวันที่ 19 กรกฎาคม 2549 ที่Wayback Machineนิตยสาร NewsFactor ออนไลน์ ปี 2549 หัวข้อที่อยู่ในจุดตัดระหว่างการคำนวณระดับโมเลกุลและคอมพิวเตอร์แบบโดมิโน
  4. Perrucci, Mike: Domino Toppling
  5. คอมพิวเตอร์ Domino เก็บถาวรเมื่อวันที่ 16 สิงหาคม 2549 ที่Wayback Machineพร้อมคำอธิบายโดยละเอียดที่เขียนโดย David Johnston
  6. Wernick, William (1942) "Complete Sets of Logical Functions," Transactions of the American Mathematical Society 51 : 117–32. ในรายการของเขาในหน้าสุดท้ายของบทความ Wernick ไม่ได้แยกความแตกต่างระหว่าง ← และ → หรือระหว่าง{\displaystyle \nleftarrow }และ{\displaystyle \nrightarrow }.
  7. เก็บถาวรไว้ที่ GhostarchiveและWayback Machine: คอมพิวเตอร์โดมิโน 10,000 ตัวYouTube
  8. "นักเรียน ABA โอมานสร้างสถิติโลกในการแข่งขันโดมิโน" 31 ตุลาคม 2018
  9. "Matematiikka | Helsinkiläiset lukiolaiset rikkoivat erikoisen maailmanennätyksen: "Pöhkö ja epäkäytännöllinen projekti"" . Helsingin Sanomat (in Finnish). 2024-02-07 . สืบค้นเมื่อ2024-05-14 .
  • Kybernetikos, (kyb) (28 กุมภาพันธ์ 2550). "การคำนวณแบบโดมิโน" .

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

คอมพิวเตอร์ โดมิโน เป็น คอมพิวเตอร์เชิงกล ที่สร้างขึ้นโดยใช้ โดมิโน [ 1 ] เพื่อแสดงถึง การขยาย เชิงกล หรือ การควบคุมตรรกะ ของ สัญญาณ ดิจิทัล [ 2 ]

ปรากฏการณ์พื้นฐาน

สามารถจัดเรียง โดมิโน ที่ตั้งอยู่เป็นลำดับเพื่อแสดงแนวคิดดิจิทัล เช่น การขยายสัญญาณ และ สัญญาณดิจิทัล ได้ เนื่องจากข้อมูลดิจิทัลถูกส่งผ่านทางสายของโดมิโน ผลกระทบนี้จึงแตกต่างจาก ปรากฏการณ์ ที่:

แง่มุมเชิงตรรกะ

วงจรลอจิก OR สร้างได้ง่ายด้วยโดมิโน โดยประกอบด้วยเส้นทางโดมิโนสองเส้นเรียงกันเป็นรูปตัว Y โดยมีส่วนลำต้นของตัว Y เป็นเอาต์พุต ส่วนที่ซับซ้อนคือการหาวงจรลอจิกอื่นมาต่อกับ OR เพื่อให้ได้ ชุดวงจร ที่สมบูรณ์ ซึ่งสามารถแทนวงจรลอจิกทั้งหมดได้

บันทึก

สถิติปัจจุบันของคอมพิวเตอร์โดมิโนที่ใหญ่ที่สุดคือเครื่องบวกเลข 6 บิต