1 Wyklad1 1 Moore print - fuw.edu.pl szczytko/NT/1_Wyklad1_1_Moore_print.pdf · PDF...

Click here to load reader

  • date post

    01-Mar-2019
  • Category

    Documents

  • view

    214
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of 1 Wyklad1 1 Moore print - fuw.edu.pl szczytko/NT/1_Wyklad1_1_Moore_print.pdf · PDF...

1

http://www.fuw.edu.pl/~zfcs/ Nowe technologie

1. Koniec technologii krzemowej? Prawo Moora i jego konsekwencje (czyli o postpie technologicznym)

2. Kwanty, stany, pasma (czyli mechanika kwantowa dla pocztkujcych).

3. Miniaturyzujemy I (czyli nano jest trendy)

4. Minaturyzujemy II (czyli studnie, druty, kropki).

5. Miniaturyzujemy III (o nanorurkach).

6. Miniaturyzujemy IV (o nanomaszynach).

7. Komputery kwantowe I (czyli o przyszych informatykach)

8. Komputery kwantowe II (czyli o przyszych komputerach)

9. Kwantowa kryptografia i teleportacja I (czyli o spltaniu kwantowym).

10. Kwantowa kryptografia i teleportacja II (czyli o kodach i kluczach).

11. Optoelektronika (czyli o manipulowaniu wiatem).

12. W smutnym kolorze blue (czyli o niebieskim laserze i biaych diodach).

13. Spintronika stosowana. Dlaczego elektrony krc? (czyli o spinie)

14. Kolorowe obrazy (czyli o wywietlaczach).

15. Kondensaty (czyli o atomach w puapce)

16. Czy komputer moe myle?

17. Prezentacja prac studentw

[email protected]

Dialog z przyroda musi byc prowadzony w jezyku matematyki, w przeciwnym razieprzyroda nie odpowiada na nasze pytania.

Micha Heller

Nowe technologiehttp://www.fuw.edu.pl/~szczytko/NT

Zadania StudenckieDo zaliczenia wykadu wymagana bdzie obecno na co najmniej 10 zajciach oraz KRTKIE sprawozdanie: Tematy sprawozda

zegarek, komputer, komrka, TV, Hi-Fi, samochd, dom za 10-20-30 lat co by byo fajnie mie (wehiku czasu? tanie rdo energii? antygrawitacj? dziako na komary? ...) co by warto zmniejszy (powikszy) i dlaczego? interface czowiek-maszyna za kilkanacie lat. pilot do TV przyszoci rozrywka w nastpnych dekadach problemy wiadomych maszyn i ich relacje z ludmi kuchnia przyszoci usugi sieciowe wyzwania technologii krzemowej (litografii, processingu, testow itp) synergie (czyli czenie produktow/modeli): procesor+pami+video+..., komorka+komputer+palm+... drukarka+kopiarka+fax+..., TV+DVD+konsola+... noniki danych czno i lokalizacja id karty - uniwersalny dowd osobisty/prawo jazdy/karta patnicza/i co jeszcze? zagroenia prywatnoci zagroenia: piractwo kontra copyright nowe usugi i modele biznesowe co mona zmieci w zegarku? disruptive technologies dzisiaj

Najlepsze sprawozdania studenci bd mogli zaprezentowa na ostatnim wykadzie!

M. Grynberg Eksperyment fizyczny w warunkach ekstremalnych (Czw. 10.00-12.00)Seminarium fizyki ciaa staego (Pt. 10.00-12.00)

R. Stpniewski Fizyka ciaa staego (Pon. 10.00-12.00)

T. Dietl, J. Majewski Physical foundation of nanotechnology (r. 10.00-12.00)

D. Wasik, T. Stacewicz Wstp do optyki i fizyki ciaa staego (r. 10.00-13.00)

Cz. Radzewicz Wybrane zagadnienia optyki (Pt. 8.00-10.00), Fizyka laserw (Pon. 9.00-11.00)

K. Wdkiewicz Mechanika kwantowa I

J. Baranowski Fizyka materiawStructural and electronic properties of solids (ang.) (r. 12.00-14.00)

J. Tworzydo Wstp do kwantowej teorii ukadu wielu czstek

Wykady FUW

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

2

Koniec technologii krzemowej? Prawo Moora i jego konsekwencje.

a. Troch historii

b. Jak to dziaa

i. Troch logiki

ii. Od bramki do bramki

iii. Jak dziaa tranzystor

c. Prawo Moora i inne ekstrapolacje

i. Nanotechnologia

ii. Domieszki koncentracja i statystyka

iii. Tunelowanie

iv. Chodzenie

d. Emerging technologies, disruptive technologies

e. Fizyka start-up`ow

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

Troch historii

1. Pocztek XIX w. ok.. 1800 Francuz Joseph Jacquard i jego krosna(sprzeciw w Lyonie)

rdo: http://en.wikipedia.org/wiki/Jacquard_loom

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

Troch historii

1. George Boole (1815-1865)

Prof.. Ryszard Tanas http://zon8.physd.amu.edu.pl/~tanas/

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

Troch historii2. Poowa XIX w. Anglik Charles Babbage i jego maszyna analityczna.

rdo: http://www.cbi.umn.edu/exhibits/cb.html , http://www.sciencemuseum.org.uk/galleryguide/E2052.asphttp://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/710950.stm

Skonstruowana w 1985 1991 r. w Science Museum w Londynie. Urzdzenie skada si z 4000 czci i way ponad 3 tony. Podobnie jak i drukarka.

drukarka

komputer

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

3

Troch historii

rdo: http://www.columbia.edu/acis/history/census-tabulator.html, IBM

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l3. Koniec XIX w. Herman Hollerith wynalaz maszyn liczc, ktr mona byo programowa przy pomocy kart. Wykorzystano j w 1890 r w spisie powszechnym w USA.

W 1911 r. Hollerith's Tabulating Machine Company czy si z dwoma innymi Computing Scale Company of America oraz International Time Recording Company. Powstaje Computing-Tabulating-Recording Company (C-T-R) . W 1924 r. zmienia nazw na International Business Machines Corporation IBM.

Troch historii

rdo: http://ei.cs.vt.edu/~history/ENIAC.Richey.HTML

1945 ENIAC lampowa maszyna liczca, zawieraa 18 000 lamp prniowych, 70 000 opornikw oraz 5 milionw pocze. Zuywaa 160 kilowatw energii. Zaprojektowana przez Jouna Prospera Eckerta (1919-1995) i Johna Mauchlyego (1907-1980). Waya 27 ton, zajmowaa 460 m3, i moga doda 5,000 numerw/s.

Eniac - max. 116h

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

Troch historii

J. Von Neuman, rdo Wikipedia

5. W poowie lat 40-tych John von Neuman wymyli projekt maszyny EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) z pamici do przechowywania danych i programw oraz z centraln jednostk procesorow

6. 1948 William Schockley, John Bardeen oraz Walter Brattain z Bell Labs wymylaj tranzystor (Nobel 1956)

7. Rok 19552 padziernika komputer ENIAC zostaje ostatecznie wyczony i zdemontowany. Firma Semiconductor Laboratory, zaoona przez Williama Shockley'a, jest pierwsz zaoon w Dolinie Krzemowej.

7. Lata 50 XX w. superkomputer IBM 360

8. Lata 60 XX w. minikomputer Digital Equipment Corporation

9. W 1969 r. Intel Corporation dostaje zamwienie na ukad do japoskiego kalkulatora...

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

Jak to dziaa? Troch logiki

01

10

NOT

111

100

10OR

101

000

10AND

Sumator: 8 4 2 1

= 0 = - - - 0

1 = 1 = - - - 1

1 + 1 = 2 = - - 1 0

1 + 1 + 1 = 3 = - - 1 1

1 + 1 + 1 + 1 = 4 = - 1 0 0

1

1

01

WEJCIE WYJCIE

2 1

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

4

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

Jak to dziaa? Troch logiki

01

10

NOT

111

100

10OR

101

000

10AND

1

1

01

WEJCIE WYJCIE

2 11

0

0

0

1

Jak to dziaa? Troch logiki

01

10

NOT

111

100

10OR

101

000

10AND

011

100

10XOR

011

110

10NAND

001

010

10NOR

101

010

10XNOR

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

011

110

10NAND

Jak to dziaa? Troch logiki

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

Od bramki do bramki.

AND OR

111

100

10OR

101

000

10AND

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

5

Od bramki do bramki.

Lampa prniowa jako przecznik

- +

+-

+

Potrzeba byo przecznikw: szybkich i niezawodnych.Na pocztku (r)ewolucji koszty, rozmiar, pobr mocy, atwo obsugi, uniwersalno, skalowalno, kompatybilno nie miay duego znaczenia...

Eniac - max. 116h

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l Troch historii

rdo: http://www.facsnet.org/tools/sci_tech/tech/applications/chipsys.php3 http://www.lucent.com/minds/transistor/history.html , http://www.pbs.org/transistor/science/events/pointctrans.html

1948 William Schockley, John Bardeen oraz Walter Brattain z Bell Labs wymylaj tranzystor (Nobel 1956)

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

http://www.pbs.org/transistor/science/events/pointctrans.html

Jak dziaa tranzystor?

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

http://jas.eng.buffalo.edu/education/solid/unitCell/home.htmlhttp://jas.eng.buffalo.edu/education/mos/mosfet/mosfet.html

Noniki: Domieszki:

dziury

elektrony

+

-

Akceptory (typ p)

Donory (typ n)

Pprzewodniki

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.edu.p

l

6

Pprzewodniki

flatband voltage, VFB, threshold voltage, VT,

rdo: http://ece-www.colorado.edu/~bart/book/book/chapter6/ch6_2.htm

Jace

k.S

zczy

[email protected]

fuw

.ed