一位十進(jìn)制與二進(jìn)制轉(zhuǎn)換的可逆計(jì)算模型設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、一位十進(jìn)制與二進(jìn)制轉(zhuǎn)換的可逆計(jì)算模型設(shè)計(jì)與研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位）學(xué)生姓名：何泰然指導(dǎo)教師：李佳教授學(xué)位類別：工程碩士（計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域）重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院二O一七年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要技術(shù)發(fā)展到如今，需求向著在更小的芯片上實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的功能，以及計(jì)算能力更強(qiáng)的超級計(jì)算機(jī)的方向發(fā)展。在發(fā)展過程中，一個(gè)制約技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的重要因素便是在計(jì)算的過程中的能量損耗。在20世紀(jì)60年代，通過對計(jì)算過程中產(chǎn)生熱的過程的深入

2、研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了計(jì)算的可逆性對這所謂的熱，即是能量損耗的產(chǎn)生有著巨大的影響，兩者之間的聯(lián)系是客觀存在的。自此以后，科學(xué)家對于可以根據(jù)每一步驟的結(jié)果來反推其輸入，并且該輸入是確定唯一的可逆計(jì)算展開了廣泛深入的研究。從理論上來說，如果希望計(jì)算的過程當(dāng)中沒有能量損耗，方法之一便是將所有的計(jì)算由不可逆變成可逆。因此以計(jì)算機(jī)發(fā)展的眼光來看，自然而然會(huì)考慮將計(jì)算過程中的不可逆變成可逆，即可逆計(jì)算模型?？赡嬗?jì)算的研究有著重要的意義和價(jià)值。由于技術(shù)實(shí)

3、現(xiàn)簡單，運(yùn)算法則簡潔，適合邏輯運(yùn)算等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前計(jì)算機(jī)基本使用二進(jìn)制系統(tǒng)。進(jìn)制轉(zhuǎn)換對科學(xué)研究有著基本的支撐作用。本文提出來一種可逆計(jì)算模型以及可逆電路，該模型主要功能是將一位十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，以及相反的將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成一位十進(jìn)制。在證明了相關(guān)可逆邏輯元件的通用性后，整個(gè)模型的功能的可逆實(shí)現(xiàn)只需要利用模型內(nèi)部的可逆元件。在模型的構(gòu)造過程中，使用了從上至下的構(gòu)造方法，利用該方法構(gòu)造的可逆電路以及可逆計(jì)算模型能夠在異步情況之下有效工作，即可以在