پرش به محتوا

فناوری‌های تولید سخت‌افزارها

ویکی‎کتاب، کتابخانهٔ آزاد

در دنیای امروز، مانند سایر تکنولوژی ها، تکنولوژی های ساخت سخت افزار هم به شدت در حال تغییر و گسترش هستند. روزگاری، همه ماشین های محاسبه گر، عملکرد مکانیکی داشتند ولی امروزه عملکرد آنها الکترونیکی شده است، و دیری نخواهد پایید که عملکرد ژنتیکی و کوانتومی نیز جای عملکرد الکترونیکی را در سخت افزار بگیرد. در این ارائه، هدف این است که تکنولوژی های نسبتا قدیمی و تکنولوژی های جدید معرفی شده و سپس مقایسه ای بین آنها صورت گیرد.

کامپیوتر های مکانیکی[ویرایش]

در روزگاری، کامپیوترهایی که در دنیا ساخته میشدند، کاملا مکانیکی بودند. نمونه ای از کامپیوتر های مکانیکی ، «چرتکه» است که برای محاسبات ساده و سریع استفاده میشود. در مقیاس های بزرگتر، دستگاههایی برای محاسبه احتمال برنده شدن در مسابقات شرط‌بندی و یا حل مسائل پیچیده ریاضی نیز طراحی شده بود.

کامپیوتر های الکترو-مکانیکی[ویرایش]

در دهه های ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ میلادی در اروپا، به ویژه کشور آلمان، تلاش های بسیاری برای تولید کامپیوتر های دیجیتال اولیه شد. این کامپیوتر ها از «رله» بعنوان کلید استفاده میکردند، و برای اولین بار درجهان، «کنراد تسوزه» ، دانشمند آلمانی مطرح کرد که بهتر است برای طراحی دستگاه های دیجیتال، از مبنای ۲ به جای مبنای ۱۰ استفاده کنیم. در دهه ۱۹۵۰ میلادی نیز، در کشور آمریکا کامپیوتری به نام ENIAC ساخته شد که به نوعی، اولین کامپیوتر کامل جهان به شمار می آید.

کامپیوترهای الکترونیکی[ویرایش]

پس از کشف ترانزیستور، دیگر کامپیوترهای مکانیکی و الکترو-مکانیکی استفاده نشدند، بلکه کامپیوتر ها شکل امروزی تر و الکترونیک دیجیتالی به خود گرفتند. با پیشرفت تکنولوژی ساخت ترانزیستورها، تکنولوژی هایی مانند RTL , TTL, NMOS و CMOS مطرح شده و باعث شدند که «مدارات مجتمع» به وجود بیاید. در دنیای امروز، استفاده از «مدارات مجتمع» برای ساخت قطعات کامپیوتری بزرگتر، بسیار رایج است.

تکنولوژی های جدید تر (و توضیح مختصر)[ویرایش]

پس از سالها طراحی و ساخت کامپیوتر های الکترونیکی، بشر به این نتیجه رسیده است که «قانون مور» در حال نقض شدن است و دیگر نمی‌توان ترانزیستورهای کوچکتر ساخت. بنابراین، برای ذخیره سازی و پردازش اطلاعات، به فضاهای جدید تر، مانند اتم ها و یا DNA رو آورده است. در اینجا، مبحث کامپیوتر های کوانتومی و زیست شناسی مصنوعی مطرح می شود.

زیست شناسی مصنوعی[ویرایش]

زیست شناسی مصنوعی (به انگلیسی Synthetic Biology) به روشی اطلاق می‌شود که بتوان با استفاده از واحد های زنده، واحد های تشکیل دهنده رایانه را تشکیل داد. در اینجا، به جای این که از ترانزیستور استفاده کنیم، از DNA استفاده میکنیم.

با کنار هم قرار دادن DNA ها در آرایشی خاص، میتوانیم توابع منطقی را پیاده سازی کنیم. این پیاده سازی ها ، فی الحال روی باکتری های E.coli که به صورت طبیعی در روده انسان زندگی میکنند، تست شده است.