Obliczenia niekonwencjonalne - Unconventional computing

Obszary tematyczne niekonwencjonalnych obliczeń

Obliczenia niekonwencjonalne to obliczenia za pomocą dowolnej z wielu nowych lub nietypowych metod. Jest również znany jako przetwarzanie alternatywne .

Termin „niekonwencjonalne obliczenia” został wymyślony przez Cristiana S. Calude i Johna Castiego i użyty na „Pierwszej Międzynarodowej Konferencji na temat Niekonwencjonalnych Modeli Obliczeń” , która odbyła się w Auckland w Nowej Zelandii w 1998 roku.

Tło

Ogólna teoria obliczeń dopuszcza różnorodność modeli. Historycznie rzecz biorąc, technologia komputerowa rozwijała się najpierw przy użyciu metod mechanicznych, a ostatecznie przekształciła się w techniki elektroniczne, które pozostają najnowocześniejsze. Dalszy rozwój może wymagać opracowania nowych technologii.

Model obliczeniowy

Obliczenia mechaniczne

Historycznie, komputery mechaniczne były używane w przemyśle przed pojawieniem się tranzystora .

Komputery mechaniczne zachowują dziś pewne zainteresowanie zarówno w badaniach, jak i jako komputery analogowe. Niektóre komputery mechaniczne mają znaczenie teoretyczne lub dydaktyczne, takie jak komputery do bilarda , podczas gdy komputery hydrauliczne, takie jak MONIAC lub integrator wody, były skutecznie wykorzystywane.

Podczas gdy niektóre są faktycznie symulowane, inne nie. Nie podejmuje się próby zbudowania działającego komputera poprzez mechaniczne zderzenia kul bilardowych. Komputer domino to kolejny interesujący teoretycznie mechaniczny schemat obliczeń.

Elektroniczne komputery cyfrowe

Większość nowoczesnych komputerów to komputery elektroniczne z architekturą Von Neumanna opartą na elektronice cyfrowej, z rozległą integracją, która stała się możliwa dzięki wynalezieniu tranzystora i skalowaniu prawa Moore'a .

Obliczenia niekonwencjonalne to, zgodnie z opisem konferencji, „interdyscyplinarny obszar badawczy, którego głównym celem jest wzbogacenie lub wyjście poza standardowe modele, takie jak architektura komputerowa Von Neumanna i maszyna Turinga , które zdominowały informatykę od ponad połowy stulecie". Metody te modelują swoje działania obliczeniowe w oparciu o niestandardowe paradygmaty i znajdują się obecnie w większości w fazie badawczo-rozwojowej.

Takie zachowanie może być obliczeniowej „symulowane” za pomocą klasycznych krzemowe oparte mikro tranzystorów lub stałych państwowych technologii obliczeniowej, ale zmierzają do wprowadzenia nowego rodzaju obliczeniowej.

Podejścia ogólne

Są to nieintuicyjne i pedagogiczne przykłady, że komputer można zrobić z niemal wszystkiego.

Obiekty fizyczne

Obliczenia w zbiorniku

Reservoir computing to ramy obliczeniowe w kontekście uczenia maszynowego. Główną zaletą tej niekonwencjonalnej struktury obliczeniowej jest to, że oprócz implementacji sprzętowej, znanej jako fizyczny komputer rezerwowy, ułatwia ona prosty i szybki algorytm uczenia się .


Obliczenia namacalne

Komputery ludzkie

Podejścia do fizyki

Obliczenia optyczne

Obliczenia optyczne wykorzystują światło do obliczeń.

Spintronika

Atomtronika

Fluidyka

Obliczenia kwantowe

Podejścia chemiczne

Obliczenia molekularne

Podejścia biochemiczne

Obliczanie peptydów

Obliczanie DNA

Obliczenia membranowe

Podejścia biologiczne

Neuronauka

Niektóre podejścia biologiczne są silnie inspirowane zachowaniem neuronów .

Automaty komórkowe i obliczenia amorficzne

Podejścia matematyczne

Obliczenia analogowe

Obliczenia trójskładnikowe

Obliczenia trójskładnikowe to rodzaj przetwarzania, który wykorzystuje logikę trójskładnikową (zamiast logiki binarnej ).

Obliczenia odwracalne

Obliczanie chaosu

Obliczenia stochastyczne

Zobacz też

Bibliografia

  1. ^ „Niekonwencjonalne modele obliczeń 1998” .
  2. ^ CS Calude. „Niekonwencjonalne obliczenia: krótka historia subiektywna, raport CDMTCS 480, 2015” .
  3. ^ Penrose, Roger : Nowy umysł cesarza. Oxford University Press, 1990. Zobacz także odpowiedni artykuł na ten temat .
  4. ^ „Konferencja niekonwencjonalnych obliczeń 2007” .