绝缘层等离子处理对有机薄膜晶体管突触性能的影响

在冯·诺依曼架构陷入瓶颈的时代背景下,受生物神经启发而演化的人工突触器件获得了广泛关注,加速了人们迈向人工智能时代的脚步.本文通过在P型有机薄膜晶体管(OTFT)绝缘层SiO2表面进行等离子处理,探究了界面处理引入羟基对OTFT突触性能的影响.具体对绝缘层不同等离子处理时长的OTFT进行了突触行为的模拟和对比,包括兴奋...     

基于静态随机存取存储器的存内计算研究进展

随着“算力时代”到来,大规模数据需要在存储器和处理器之间往返,然而传统冯·诺依曼架构中计算与存储分离,无法满足频繁访问的需求。存内计算(CIM)技术的诞生突破了冯·诺依曼瓶颈,打破了传统计算架构中的“存储墙”,因此对于“算力时代”具有革命性意义。由于静态随机存取存储器(SRAM)读取数据的速度快且与先进逻辑工艺具有较好的兼容性,因此基于SRAM的存内计算技术受到国内外学者的关注。该文主要概述了基于SRAM的存内计算技术在机器学习、编码、加解密算法等方面的应用;回顾了实现运算功能的各种电路结构,比较了各类以模数转换器(ADC)为核心的量化技术;之后分析了现有存内计算架构面临的挑战并且给出了现有的解决策略,最后从不同方面展望存内计算技术。     

计算机基本结构简介

计算机基本结构简介峥嵘迄今为止，各类计算机基本组成仍属冯·诺依曼型计算机结构。１９４６年，美国人冯·诺依曼提出电子计算机至少由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五都分组成，并描述了这五部分的功能及其关系（见图），同时确定了指令和数据均以二进制...     

冯·诺依曼的逻辑和计算机思想

冯·诺依曼,20世纪最伟大数学家之一,因他在计算机领域做出了无人可以比拟的贡献,故而被后世尊称为"计算机之父".在他看来,严密逻辑推理必定潜藏真理,计算机就是其表现.他的计算机思想为存储程序,即将指令和数据以相同地位先存于存储器中,计算机根据地址读出指令与数据,实现连续和自动地执行.以上便是"冯·诺依曼计算机"结构基础.     

基于FPGA的异构计算区块链系统设计

早期区块链系统主要运行在冯·诺依曼架构的通用处理器上,随着区块链技术的发展,其在各行各业得到广泛应用和大规模部署的情况下,在计算密集型和通信密集型场景中,需要同时兼顾高计算能效和高计算灵活性.本文在此基础上,利用本地计算机和云服务器这类通用处理器结合现场可编程门阵列(FPGA)组成异构计算区块链网络,从而经济有效地获得...     

DAB车轮上的数字音乐厅

60年前冯·诺依曼提出二进制电脑理论时,不会想到0和1这两个数字竟能开创一个全新的数字时代。我们眼睁睁地看着照相机、摄像机、手机、音乐和电视节目竞相踏上了数字化的不归路,如今,无线电广播也卷了进来     

口算法实现十进制表示的IP地址转换为二进制

根据冯·诺依曼的理论结构体系,计算机中采用二进制,而我们日常生活中习惯使用十进制,因此,掌握二进制与十进制的转换就显得比较重要.     

人工神经形态器件发展现状与展望

随着信息化时代的发展,大数据、物联网、云计算、5G通信、人工智能等技术的应用对计算速度和计算能效提出了更高的要求.传统的冯·诺依曼计算架构因存算分离引发"存储墙"和"功耗墙"问题而不再满足智能大数据应用场景快、准、智的响应需求.综述了人工神经形态器件与电路的国内外发展概况,主要包括两种技术路线,一种是基于传统成熟CMO...     

数据驱动计算及其应用

数据驱动计算概述计算机体系结构可以分为控制流计算机和数据流计算机。控制流计算机又称为冯·诺依曼计算机,其程序的运算执行顺序是预先设置好的,按照编程者的控制(程序指针)逐条执行。现在实际应用的计算机都使用控制流机制,而数据流     

量子学说里程碑

意义：量子计算机的潜能远远超过传统计算机。我们今天使用的计算机组件用大量“0”和“I”的组合来表征数据，但每子计算机的每一个数字位可同时呈现两种状态，即“叠加”现象。加州l大学圣巴巴拉分校（University of California，Santa Barbara，UCSB）的马泰奥·马里安东尼及同事们首次将计算机处理器与具有冯·诺依曼体系结构的存储器元件结合起来。     

基于忆阻器的感存算一体技术综述

忆阻器的低功耗、高响应、纳米级、非易失性等特性,在实现非冯·诺依曼计算架构中展现出巨大潜力.基于忆阻器的高密度横梁阵列可实现数据存储及并行计算一体的逻辑电路和类脑计算电路.此外,纳米传感器与忆阻器进一步集成,采集的信号直接送往忆阻器阵列进行运算和存储,感知、存储与计算一体化的芯片技术成为新的研究热点.该文对基于忆阻器的存算一体技术、感存算一体技术的研究现状进行综述,并给出研究前景展望.     

片上集成光学神经网络综述（特邀）

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注。对基于不同计算单元结构的片上集成光学神经网络的相关研究工作进行了梳理,并分析了其设计原理、实现方法及系统架构特征。同时结合国内外最新研究进展,进一步分析了片上集成光学神经网络在计算单元大规模拓展、可重构、非线性运算和实用化等方面面临的挑战及其未来发展趋势。     

操作系统——中国信息安全的命门

自图灵建立现代计算机的基础理论、冯·诺依曼建立基本的计算机架构到今天,计算机和网络已经深深改变我们的生活、思维、活动方式,而这一切的关键环节就是操作系统为代表的基础软件。类似操作系统等基础软件的安全是任何一个现代化国家信息安全的＂命门＂,因为今天的硬件是依靠软件设计出来的、设备是在软件的控制下制造出来的,系统是依赖应用软件而发挥作用的,而这所有的基础是操作系统和软件开发工具链。     

病毒编年史(上)

正计算机病毒的形成与发展有着悠久的历史,从计算机刚刚诞生,就有了计算机病毒的概念。早在1949年,计算机之父冯·诺依曼在《复杂自动机组织论》中定义了计算机病毒的概念,即一种"能够实际复制自身的自动机"。由于这种程序与生物医学上的"病毒"具有同样的传染和破坏的特性,所以后来就把这种具有自我复制     

处理图象用的微处理器

图象处理要求进行重复的高速的大量数据操作。日本电气公司(NEC)已经开发了一种μPD 7281 D型微处理器。这是世界上第一个非冯·诺依曼型的微处理器,它具有每秒钟可执行500万条指令的工作速度。处理一幅640×400象素的电视图象,能以1.4s的速度变     

神经形态器件的特性与发展

随着大数据时代的到来和人类对人脑系统研究的日渐深入,类脑计算领域的研究取得突破性进展,有希望在根源上打破传统计算机的性能瓶颈.神经突触是对人体脑部进行记忆能力训练和处理数据的重要基础单元,因此开发新材料、新结构,研究基于新型人造材料与光电子器件的神经突触可塑性,对神经形态器件研究和类脑硬件设计的实现都有着重要意义.本文首先指出目前“冯·诺依曼架构”的主要性能瓶颈,引出类脑计算的概念,提出神经形态器件的主要性能优势,并梳理神经形态器件发展历史;然后在忆阻器领域,阐述与分析忆阻类型、忆阻结构与忆阻机理,比较出几种忆阻器的特性,举例说明忆阻器在不同领域的应用;接着以神经形态器件为基础,选取磁性隧道结、新型浮栅管和铁电晶体管,介绍其结构、工作原理与应用;最后总结目前神经形态器件发展的成果和方向,并对行业发展前景进行预测.     

基于忆阻器的感存算一体技术综述

忆阻器的低功耗、高响应、纳米级、非易失性等特性,在实现非冯·诺依曼计算架构中展现出巨大潜力。基于忆阻器的高密度横梁阵列可实现数据存储及并行计算一体的逻辑电路和类脑计算电路。此外,纳米传感器与忆阻器进一步集成,采集的信号直接送往忆阻器阵列进行运算和存储,感知、存储与计算一体化的芯片技术成为新的研究热点。该文对基于忆阻器的存算一体技术、感存算一体技术的研究现状进行综述,并给出研究前景展望。     

病毒编年史（下）

计算机病毒的形成与发展有着悠久的历史,从计算机刚刚诞生,就有了计算机病毒的概念。早在1949年,计算机之父冯·诺依曼在《复杂自动机组织论》中定义了计算机病毒的概念,即一种“能够实际复制自身的自动机”。由于这种程序与生物医学上的“病毒”具有同样的传染和破坏的特性,所以后来就把这种具有自我复制和破坏机理的程序称为“计算机病毒”。     

病毒编年史(下)

正计算机病毒的形成与发展有着悠久的历史,从计算机刚刚诞生,就有了计算机病毒的概念。早在1949年,计算机之父冯·诺依曼在《复杂自动机组织论》中定义了计算机病毒的概念,即一种"能够实际复制自身的自动机"。由于这种程序与生物医学上的"病毒"具有同样的传染和破坏的特性,所以后来就把这种具有自我复制和破坏机理的程序称为"计算机病毒"。     

浅谈计算机网络教学方法的转变

自从1946年约翰·冯·诺依曼发明了第一台计算机之后,在今后的六十多年间,计算机已经逐步的融入到了我们日常的生活和工作当中。现在,计算机俨然成为了我们生活中一个必不可少的重要的组成部分。本文首先介绍了计算机网络课程,接着分析了计算机网络教学方法转变中应考虑的因素,最后总结了几种计算机网络教学方法的转变方向。