Calculatoare Optice - Proiect Opel

Extras din referat Cum descarc?

Introducere
In componentele calculatoarelor moderne, electronii calatoresc intre tranzistori prin fire sau urme metalice pentru a transmite, stoca sau procesa informatii. Informatia propriu-zisa este reprezentata de 2 nivele de tensiune diferite, traduse in limbajul matematic sub forma de 0 sau 1. Nivelul de tensiune trebuie mentinut pe durata unui interval de ceas pentru a putea fi interpretat de componentele calculatorului drept un bit de informatie. Din acest motiv calculatoarele poarta, de fapt, denumirea de computere electronice. Calculatoarele optice ale viitorului vor folosii in schimb fotoni care vor calatori prin fibra optica sau "thin film" (pelicula subtire) pentru a efectua aceste operatii.
Computerele ce functioneaza in intregime pe baza fotonilor (pur optice), si avand performante similare celor electronice actuale, sunt deocamdata irealizabile. Raman o problema de rezolvat pentru viitor.
In prezent cercetatorii se concentreaza pe dezvoltarea de computere hibride (optoelectronice) combinand tehnologiile electronice si optice. Primele realizari in domeniu au fost posibile in anul 1978, cand cercetatorii au descoperit ca fotonii pot interactiona cu electronii in anumite substante (medii) cum ar fi niobatul de litiu (LiNbO!!3).
Un calculator optic (denumit si calculator fotonic) este un echipament ce foloseste raze de lumina (laser) vizibila sau infrarosu, in loc de curent electric pentru a efectua operatiile digitale de transmitere, stocare sau procesare.
Transmiterea datelor in computerele optice
Primul avantaj care se reliefeaza, comparand tehnologiile electronica si optica, este viteza de transmisie a datelor mai mare in cazul tehnologiei optice.
Lumina poate interactiona cu elemente electronice fotosensibile si fotogeneratoare. Din acest motiv transmiterea datelor sub forma optica a fost pus la punct in ultimii ani, iar fibra optica reprezinta o tehnologie intens folosita.
Curentul electric se deplaseaza cu doar 10% din viteza luminii. Acest fapt limiteaza rata la care se poate face transferul de date reprezentand un dezavantaj pe distante mari, si este unul din motivele care a dus la aparitia si dezvoltarea tehnologiei fibrei optice. 
Liniile de fibra optica sunt fire de sticla pura, subtiri cat un fir de par care transporta informatie digitala pe distante foarte lungi. Firul de sticla (miezul fibrei) este izolat cu un strat care reflecta perfect raza de lumina purtatoare de informatie. In acest fel fibra poate transmite raza luminoasa chiar pe portiuni curbate si pierzand foarte putin din intensitatea luminii pe distante mari.
Aplicand unele dintre avantajele retelelor de fibra optica in componentele echipamentului (computerului), acesta ar putea sa ajunga sa efectueze operatii de zece ori mai repede decat un calculator electronic conventional. Conversiile din format electronic in optic si invers au loc cu pierderi de energie. Din acest motiv se doreste ca toate componentele unui calculator (magistrale, memorii, procesoare) sa functioneze exclusiv pe baza de impulsuri luminoase, fara a fi nevoie de conversii.
Razele de lumina (in spectrul vizibil sau infrarosu), spre deosebire de traiectoriile electronilor, se intersecteaza fara a interactiona (fara sa schimbe proprietatile razei de lumina: lungimea de unda, directia razei, intensitatea, etc.). Mai multe raze laser se pot intersecta fara sa interfereze, adica fara sa piarda sau sa altereze informatia transmisa. In schimb curentii electrici trebuie ghidati astfel incat traiectoriile lor sa nu se intersecteze ceea ce face necesara proiectarea tridimensionala a circuitelor electronice. Astfel, un calculator optic, pe langa faptul ca este mult mai rapid decat unul electronic, ar putea fi si mai mic, si mai usor de proiectat.
In proiectarea circuitelor electronice nu este permisa intersectarea traseelor imprimate conductoare. In comunicatiile optice razele laser se pot intersecta in mediile transparente fara sa interfereze.
Calculatoarele optice vor fi intr-o zi comune, cel putin asa sunt de parere unii ingineri, dar majoritatea sunt de acord ca tranzitia va avea loc treptat in anumite domenii specializate. Au fost deja realizate cateva circuite integrate optice. Cel putin un calculator complet (destul de mare) folosind circuite hibride opto-electronice a fost construit in cadrul Universitatii din Colorado. Unele dispozitive in acest computer sunt controlate cu ajutorul curentilor electrici, informatiile sunt stocate in unitati de memorare optico-electronice, iar impulsurile care transporta date sunt unde vizibile sau infrarosii.
Stocarea datelor in format optic
Un pas important spre un computer complet optic a fost facut in 1999 prin dezvoltarea unui prototip de cip de memorie optica. Inainte se credea ca lumina nu poate fi retinuta atat de mult timp incat sa stocheze informatii. Achim Wixforth impreuna cu colegii de la Universitatea Tehnica din Munchen si Universitatea Lugwig-Maximilians din Munchen au demonstrat ca fotonii pot fi stocati prin conversia lor in perechi electron-gol in semiconductoare. Perechile electron-gol se afla intr-o groapa cuantica de potential. Pentru a citi informatiile, electronii si golurile se recombina producand fotoni. Perechile sunt create prin iluminarea unui semiconductor cu o raza laser. O foarte mica diferenta de tensiune in semiconductor tine separat electronii de goluri pe nivele diferite de energie in groapa de potential. Cand tensiunea este oprita, perechea electron-gol se recombina sub atractie Coulomb, producand un foton. Astfel au reusit sa stocheze fotoni pentru 35 de microsecunde, de 5 ori mai mult timp decat durata de viata naturala a fotonilor, si suficient de mult pentru ca un astfel de cip de memorie sa functioneze. In acest echipament informatia ce se transmite optic este stocata in forma electronica.


Fisiere in arhiva (1):

  • Calculatoare Optice - Proiect Opel.doc

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Promoție: 1+1 gratis

După plată vei primi prin email un cod de download pentru a descărca gratis oricare alt referat de pe site.Vezi detalii.


Descarcă aceast referat cu doar 4 € (1+1 gratis)

Simplu și rapid în doar 2 pași: completezi adresa de email și plătești. După descărcarea primului referat vei primi prin email un alt cod pentru a descărca orice alt referat.

1. Numele, Prenumele si adresa de email:

Pe adresa de email specificata vei primi link-ul de descarcare, nr. comenzii si factura (la plata cu cardul). Daca nu gasesti email-ul, verifica si directoarele spam, junk sau toate mesajele.

2. Alege modalitatea de plata preferata:

* Prin apăsarea pe butonul “Descarcă acum” declar că am citit, înțeles și agreat termenii și condițiile.
* Prețul este fără TVA.


Hopa sus!