Діод логічний комп'ютер


9

Чи можливо побудувати комп’ютер (Тюрінг повний), використовуючи лише діодну логіку без транзисторів? Я знаю, що DTL була річчю, але, як я міг сказати, вони використовували транзистори для посилення сигналів.


3
Я підозрюю, що проблема не змогла б зробити ворота NOT за допомогою діодів. Цікаво буде почути, чи є для цього якісь «обхідні шляхи».
PeterJ

Відповіді:


9

Звичайно, можна зробити комп'ютер без транзисторів, використовуючи діодну логіку для більшості функцій. Усі комп'ютери до 1953 р. Уникали транзисторів, і деякі з них широко використовували діодну логіку.

Але зрештою потрібна якась форма посилення та інверсії.

Інверсії ви можете легко досягти, використовуючи трансформатори (принаймні, якщо ви пропускаєте дискретні імпульси, а не безперервні логічні рівні через логіку. Це було звичайно в 1940-х і 50-х роках) - просто поміняйте з'єднання вторинної обмотки.

Посилення: якщо припустити, що ви виключили клапани (вакуумні трубки), а також транзистори, ви обмежені у своїх можливостях. Реле - це очевидний вибір для тактових частот до кількох Гц. Крім того, є трюки, на яких можна грати на трансформаторах, щоб посилити зміни струму, використовуючи менші струми в інших обмотках, щоб вивести їх ядра в насичення і вийти з нього. Я ніколи не чув, щоб хтось використовував цю форму «магнітного підсилювача» для обчислень, тому це може бути неможливим.

З іншого боку, Elliot 803 був транзисторним комп'ютером, але він реалізував свої логічні функції, використовуючи магнітні ядра, з одним транзистором на ворота, щоб забезпечити посилення.


6

Неможливо. Маючи діоди, окрім діодів, і я вважаю, що ви дозволяєте резисторам, вихідні рівні будь-якого фрагмента логіки охоплюватимуть менший діапазон, ніж рівні входу. Падіння напруги вперед буде додаватися, поки не буде сигналу. У всіх воротах або принаймні в багатьох місцях повинно бути посилення.

Однак найбільшим стопором шоу є те, що за допомогою лише діодів не було б можливості інвертувати сигнал. Це означає, що немає воріт XOR, ані напівдобавки та повнорозмірників, ніякого способу перевірити, чи два біти однакові чи різні. Вам доведеться розробити діодну ланцюг, де, якщо вхід піднімається вгору, вихід знижується, і принаймні на стільки, наскільки вхід піднімається.

Нарешті, не було б способу зберігати трохи. Має бути якийсь спосіб підтримувати стан, наприклад, лічильник програм, регістри, стеки викликів або щось еквівалентне. Шльопанці легко зробити за допомогою зшитих воріт NOR або NAND. Але у нас немає таких, що мають чисту діодну логіку.

Однак це не означає, що логіка діода не є корисною. Пара діодів може зробити дешевий АБО затвор в ланцюзі TTL, якщо зробити все правильно, заощадивши чіп, який може бути використаний лише на 1/4. (Насправді, я мав два діодні АБО ворота у своєму науково-ярмарковому проекті років тому.)

Тепер, оскільки важливіші напруги та інверсія сигналів важливі, я починаю задаватися питанням - якщо ви дозволяєте індуктори, ви можете перевернути напруги та створити напруги поза межами діапазону входів. Хоча все-таки пасивні компоненти, тим самим втрачаючи енергію на кожному кроці, мені цікаво, чи може бути весело роздумувати про діод-індукторну логіку ...?


1

Я працюю над діодними резисторними воротами, які я називаю Light Logic, і за допомогою одного затвора я можу створити всі вісім основних воріт, Buffer, NOT, AND, NAND, OR, NOR, XOR і XNOR. Мій проект розміщено в Hackaday як, ПІДТРИМУВАННЯ СВІТЛА НА ЯКЩОЮ ЛОГІКУ. Не швидко, але це доводить, що DRL може зробити це все, якщо люди не обмежують себе сигналами діодів та резисторів. Подумайте з коробки. В основному ворота Light Logic - це світлодіод, з'єднаний з фоторезистором / LDR. Ця комбінація діє як комутатор, як транзистор NPN. Вхідні діоди 1N914 підключаються до світлодіода, а потужність і вихід під'єднуються до LDR так само, як і DTL-затвор. Якщо LDR має яскраво виражений час реакції, але це новий спосіб створити ворота, і моя мета - 100-відсотковий транзистор і вільний реле-процесор. Вкажіть, не захищайте від забрудненого світла НДР.


0

Це важке питання. Я знаю, що ворота "І" можуть бути виготовлені з діодів, і що реле одного поворотно-подвійного кидання може забезпечити інверсію та посилення. Так виглядає, що це можливо (теоретично)! Однак слід зазначити, що діодна логіка не може виступати прямою заміною нормальної логіки транзистора у більшості сценаріїв через те, що вона використовує шлях до землі замість того, щоб вхід був витягнутий високо (або низько, як у транзистора PNP). У будь-якому випадку, удачі!

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.