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用光色叠加实现对称三进制运算的新光学计算方法
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。
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