Сравнение моделей наноструктур первого и второго типов переходной схемотехники

Поиск новой концепции создания современных компьютерных систем привел к появлению переходной схемотехники, которой посвящена данная книга. Оставляя читателю право делать выводы самостоятель;

Рис. 24.12. Бензольное кольцо (схема биосхемотехники)

но, хочется показать и сравнить модели некоторых наноразмерных структур принципиально различных переходных схемотехник.

На рисунке 24.12 изображена молекула бензольного кольца, на рисунке 24.13 — модель бистабильной ячейки твердотельной переходной схемотехники, в основе которой шестигранник и дополнительные области входов для записи и считывания логических нуля и единицы.

Рис. 24.13. Модель бистабильной ячейки р-л-схемотехники

На рис. 24.14 представлена модель наноструктуры И-НЕ твердотельной переходной схемотехники. Обращает на себя внимание архитектоническое сходство этих трех рисунков.

Попробуем теперь взглянуть на модель молекулы ибупрофена (рис. 24.15) глазами специалиста по схемотехнике. Нам трудно отделаться от впечатления, что это ячейка памяти (один разряд), управляемая логическими схемами.

Рис. 24.15. Ибупрофен

Точно так же молекулу бетакаротина можно представить как две ячейки памяти, управляемые логическими схемами: соединенные последовательной цепью логических и проводящих элементов (рис. 26.16).

Рис. 24.16. Бета-каротин

При рассмотрении молекулы мотора Келли (рис. 24.17) можно сказать, что она представляет собой четыре последовательно включенные бистабильные ячейки: регистр, управляемый другими триггерами и логическими схемами.

Рис. 24.17. Молекулярный мотор Келли

Каликсарен (рис. 24.18) — это четырехразрядный регистр, управляемый логическими схемами и имеющий единую управляющею шину (питания или синхронизации).

Для системного переходного схемотехника молекула ДНК есть не что иное, как схема памяти, некий универсальный регистр (рис. 24.20). На рисунке 24.20, а изображена ДНК — это двойная спираль, где различными цветами отмечены отдельные молекулярные группы. На рисунке 24.20, б ДНК представлена в виде структурной схемы, в которой есть направляющие цепи из сахаров и фосфатов. К цепям подключены попеременно повторяющиеся молекулярные группы, содержащие отдельно взятые шестигранники и шестигранники, объединенные с пятигранниками.

Различные молекулярные группы, подключенные к разным цепям, имеют слабые связи между собой, то есть могут обмениваться информацией.

С точки зрения схемотехники, а точнее, переходной схемотехники, ДНК представляет собой регистр памяти с дополнительным резервированием информации. В такой интерпретации цепи из сахаров и фосфатов — суть шины питания (синхронизации, общей информации), просто шестигранники — /bS-триггеры, то есть бистабильные ячейки, записывающие информацию, а группы из шестигранников, объединенных с пятигранниками, — скорее всего, D-триггеры, которые хранят информацию, поступившую на их вход.

На рисунках 24.20, в-д представлена подробная атомарная модель ДНК с различным увеличением. Здесь хорошо видны группы, отвечающие за запоминание и хранение информации, а также логические цепи, управляющие процессами в ДНК. Наличие слабых связей говорит о возможности перенастраивания самой схемы ДНК, то есть об изменении структуры ДНК за время ее жизни. Претерпевая изменения (изменяя записанную программу) и выступая в роли поведенческой матрицы, ДНК может менять и свойства своего носителя.

Очень бы хотелось, чтобы биохимики внимательно отнеслись к этим размышлениям о переходной биосхемотехнике.

Рис. 24.19. Модели наноструктур переходной полупроводниковой схемотехники а) р-п-переход (А/ = 2), б) биполярный транзистор {N = 3), в) МОП-транзистор (А/ = 4), г) схема НЕ (N = 4), д) схема НЕ-И (Л/ = 5), е) схема ИЛИ-HE (N = 5), ж) МОП-схема НЕ (А/ = 6), з) схема И-НЕ (А/ = 8). и) схема ИЛИ-HE (А/ = 8), к) Яв-триггер (А/ = 8), л) схема (А/ = 31), м) Я5-регистр (К = 4) (А/ = 32).

Рис. 24.20. Различные модели ДНК (а-д) различный масштаб модели в.