用光色叠加实现对称三进制运算的新光学计算方法
数学 工程 技术 科学
小学 初中 高中 优秀课题赏析
国际创新大赛优秀课题-计算机类-1等奖获奖项目
我想研究什么？
小天
这么多的颜色，调色规律更是麻烦呢？有什么简单的方法可以记住？
可以借助色环哦~！比如红+绿，找到它们中间的黄色，就是调色的结果啦！（红+绿=黄）
小玉
小天
颜色调和的规律，会不会有什么数学上的意义呢？我很好奇。感觉色环规律和数字取平均值有点相似，又或者它是数字加法、减法或者乘法？
小天
我了解到有色光的叠加，也符合色环规律。唯一不同的是，调色采用的是减色法、光叠加采用的是加色法。
如果存在某种方法，可以利用有色光的叠加来实现数字计算，这岂不是很酷？说不定计算机可以使用这种方法，以达到很高的运算速度？
我检索了智库，发现这种概念被称之为“光学计算机”。
发现问题，提出大胆的假设，这是一项科学研究很重要的一步！也许有90%的可能性会走入失败，但也仍然有着10%的可能性会走向成功。往往这样的成功，会是突破性！
假设不大胆，还有什么能大胆？
张博

设计研究目标与方案
小天
如果能找到某种计算方法，那么就应该由理论和实验，来验证该计算方法是否可行。我的研究计划如下：
能够调查研究背景，理解参考文献的内容，并且概括出3个方向。这很棒！
张博
小天
我的研究方向，属于利用“光波的物理特征”进行计算。假设：利用”有色光“（光波长的复合模式）来表示数字，利用其叠加完成运算。而我的这个研究方向，尚未有前人提出过。

计算方法及其证明
小天
通过理论推导，我得到了一种新的光学计算方法。它能利用有色光的叠加（光波长复合模式的叠加），完成对称三进制的运算。运用数学方法，证明了它能实现4个算术运算和19,683个逻辑运算，即三进制所有的基本操作。

软件模拟实验
小天
计划采用程序片段来代替运算模块，用软件模拟整个运算进行的过程.相比于实体实验，软件模拟实验可以更低成本，同时有效地模拟出巨数位下的运算

硬件样机实验
小天
我设计了样机的结构，并希望通过实验来验证其样机的可行性。所涉及的器材主要包括有色光源、颜色传感器。为提高准确度，设计使用光纤来传递光信号。

结论&展望
小天
结论：通过研究，证明了基于光色叠加的三值运算方案具有一定的可行性。
  1. 对于已有的算法，尤其是加法算法，将进行进一步的优化。因加法中由进（借）位产生的串行进程，会减慢加法运算的速度，降低效率，所以希望利用光的特性。对于进位的处理做到更高效。
  2. 研究以光波长复合模式为对象的存储器。
预约网络授课
上传我的课程作品
上传我的课程作品 预约网络授课
相关课程推荐