Введение. Сверхпроводниковый суперкомпьютер

Сверхпроводниковый суперкомпьютер

Тенденции развития современных компьютеров легко наблюдаемы, их материальная база развивается в основном в сторону увеличения быстродействия и степени интеграции (числа элементов памяти, логики и т.д. на единицу площади чипа). В большинстве компьютеров используется двоичная система счисления, в которой имеются всего два числа: нуль и единица. Обычно это означает отсутствие или наличие напряжения на выходе полупроводникового транзистора.

Использование полупроводниковой элементной базы в компьютерах имеет свои технические ограничения: все труднее повышать быстродействие, уменьшать размеры, а также отводить лишнее тепло. При большой плотности размещения транзисторов даже при небольшом тепловыделении каждого из них общее количество тепла становится чрезмерным.

Идея использования джозефсоновских переходов в качестве элементной базы компьютеров появилась уже довольно давно. И если задача получения малых размеров переходов (плотность упаковки) и малого тепловыделения (в сверхпроводящем состоянии тепло вообще не рассеивается) довольно легко решается, то сверхвысокого быстродействия достичь долго не удавалось.

Принципиально новое решение этой проблемы было впервые предложено в группе профессора К.К. Лихарева в МГУ. Для обработки и запоминания информации здесь используется квант магнитного потока, то есть нуль и единица - отсутствие или наличие в джозефсоновской ячейке одного кванта потока. Логические элементы с джозефсоновскими переходами, в которых проводится квантование магнитного потока, называются квантронами. Расчеты и эксперименты показывают, что квантроны обладают очень высоким быстродействием, достигающим значений 10¹² операций в секунду. Однако они не подчиняются традиционным правилам схемотехники и их следует применять в схемах нового типа. Здесь информация передается от одного элемента к другому с помощью кванта магнитного потока, поэтому обязательным условием является близкое расположение элементов. Характерные расстояния, разделяющие при этом элементы, достигают величин порядка десятых долей микрона. Такие схемы выгодно применять, например, при создании регистров сдвига - устройств с передачей информации вдоль периодической структуры элементов логики, причем информация смещается на единичный период при введении или изъятии единичного кванта потока.

зъятии единичного кванта потока.

Наш курс посвящен изучению языка Pascal, а также программирования на данном языке: PascalABC и Delphi7. Курс занимает 2 семестра, 176 часов, из них 72 часа – лабораторно-практических работ, 3 ОКР. По завершению курса отводится 20 часов на написание курсового проекта с последующей защитой, завершается курс экзаменом по предмету в летнюю сессию.

Дата добавления: 2014-01-20