अपरंपरागत कंप्यूटिंग
अपरंपरागत कम्प्यूटिंग नए या असामान्य तरीकों की एक विस्तृत श्रृंखला द्वारा कंप्यूटिंग है। इसे वैकल्पिक कंप्यूटिंग के रूप में भी जाना जाता है।
अपरंपरागत कम्प्यूटेशन (संगणना) शब्द क्रिस्टियन एस. कैल्यूड और जॉन कास्टी द्वारा द्वारा गया था और 1998 में गणना के अपरंपरागत मॉडल[1] पर पहले अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन में उपयोग किया गया था।[2]
बैकग्राउंड
कम्प्यूटेशन का सामान्य सिद्धांत विभिन्न प्रकार के मॉडलों की स्वीकृति देता है।[clarification needed] कंप्यूटिंग तकनीक पहले मशीन (यांत्रिक) प्रणाली का उपयोग करके विकसित हुई और फिर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उपयोग में विकसित हुई। आधुनिक भौतिकी के अन्य क्षेत्र विकास के लिए अतिरिक्त पथ प्रदान करते हैं।
कम्प्यूटेशनल मॉडल
कम्प्यूटेशनल मॉडल एल्गोरिथम या यंत्रवत दृष्टिकोण का उपयोग करके जटिल प्रणालियों का अनुकरण और अध्ययन करने के लिए कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग करते हैं। वे सामान्य रूप से जटिल गैर-रैखिक प्रणालियों का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं जिनके लिए सरल विश्लेषणात्मक समाधान आसानी से उपलब्ध नहीं होते हैं।[3] कंप्यूटर में मापदंडों को समायोजित करके और परिणाम में अंतर का अध्ययन करके मॉडल के साथ प्रयोग किया जाता है।[4] इन कम्प्यूटेशनल प्रयोगों से मॉडल के संचालन सिद्धांतों को व्युत्पन्न/निष्कर्षित किया जा सकता है। कम्प्यूटेशनल मॉडल के उदाहरणों में मौसम पूर्वानुमान मॉडल, पृथ्वी अनुकारी मॉडल, उड़ान सिम्युलेटर मॉडल, आण्विक प्रोटीन फोल्डिंग मॉडल और तंत्रिका नेटवर्क मॉडल सम्मिलित हैं।
यांत्रिक कंप्यूटिंग
ऐतिहासिक रूप से, ट्रांजिस्टर के आगमन से पहले उद्योग में यांत्रिक कंप्यूटर का उपयोग किया जाता था।
यांत्रिक कंप्यूटर आज अनुसंधान और एनालॉग कंप्यूटर दोनों में आंशिक रुचि रखते हैं। कुछ यांत्रिक कंप्यूटरो में एक सैद्धांतिक या उपदेशात्मक प्रासंगिकता होती है, जैसे कि बिलियर्ड-बॉल कंप्यूटर, जबकि द्रवचालित वाले जैसे मौद्रिक राष्ट्रीय आय एनालॉग कंप्यूटर या जल समाकलित्र प्रभावी रूप से उपयोग किए जाते थे।[5]
जबकि कुछ वास्तव में सिम्युलेटेड हैं, अन्य नहीं हैं[clarification needed]. बिलियर्ड-बॉल के यांत्रिक संघट्टन के माध्यम से एक कार्यशील कंप्यूटर बनाने के लिए[dubious ] करने का कोई प्रयास नहीं किया गया है। डोमिनोज़ (दूरगामी) कंप्यूटर एक और सैद्धांतिक रूप से रोचक यांत्रिक कंप्यूटिंग योजना है।[why?]
एनालॉग कंप्यूटिंग
एक एनालॉग कंप्यूटर एक प्रकार का कंप्यूटर है जो एनालॉग सिग्नल का उपयोग करता है, जो समस्याओं को हल करने और हल करने के लिए निरंतर भौतिक मात्राएं हैं। ये संकेत प्रकृति में विद्युत नेटवर्क, यांत्रिकी या द्रवचालित हो सकते हैं। एनालॉग कंप्यूटर वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते थे, और उस समय के डिजिटल कंप्यूटरों की तुलना में प्रायः तीव्र होते थे। हालांकि, वे 1950 और 1960 के दशक में अप्रचलित होने लगे और अब अधिकतम विशिष्ट अनुप्रयोगों जैसे कि विमान उड़ान सिमुलेटर और विश्वविद्यालयों में शिक्षण नियंत्रण प्रणाली में उपयोग किए जाते हैं।[6] एनालॉग कंप्यूटिंग उपकरणों के उदाहरणों में प्रक्रिया नियंत्रण और सुरक्षात्मक प्रसारण के लिए स्लाइड रूल, नोमोग्राम और जटिल तंत्र सम्मिलित हैं।[7] एंटीकाइथेरा तंत्र, एक यांत्रिक उपकरण जो ग्रहों और चंद्रमा की स्थिति की गणना करता है, और प्लैनीमीटर, एक यादृच्छिक रूप से 2D आकार के क्षेत्र की गणना के लिए एक यांत्रिक समाकलित्र, भी एनालॉग कंप्यूटिंग के उदाहरण हैं।
इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल कंप्यूटर
अधिकांश आधुनिक कंप्यूटर डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स पर आधारित वॉन न्यूमैन संरचना वाले इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर हैं, जिसमें ट्रांजिस्टर के आविष्कार और मूर के नियम के मापन के बाद व्यापक एकीकरण संभव हो गया है।
अपरंपरागत कंप्यूटिंग, एक[which?] सम्मेलन विवरण के अनुसार,[8] वॉन न्यूमैन कंप्यूटर संरचना और ट्यूरिंग मशीन जैसे मानक मॉडल को समृद्ध करने या उससे आगे जाने के मुख्य लक्ष्य के साथ अंतःविषय अनुसंधान क्षेत्र, जो आधी सदी से अधिक समय से कंप्यूटर विज्ञान पर प्रभावित है। ये विधियाँ गैर-मानक प्रतिमानों के आधार पर अपने कम्प्यूटेशनल संचालन को मॉडल करती हैं, और वर्तमान में अधिकतम अनुसंधान और विकास के चरण में हैं।
इस कंप्यूटिंग व्यवहार उत्कृष्ट सिलिकॉन-आधारित माइक्रो-ट्रांजिस्टर या ठोस अवस्था (इलेक्ट्रॉनिक्स) कंप्यूटिंग तकनीकों का उपयोग करके "सिम्युलेटेड''[clarification needed] लेकिन एक नए प्रकार की कंप्यूटिंग प्राप्त करना है।
सामान्य दृष्टिकोण
ये सामान्य और शैक्षणिक उदाहरण हैं कि एक कंप्यूटर को लगभग किसी भी वस्तु से बनाया जा सकता है।
भौतिक वस्तुएं
बिलियर्ड-बॉल कंप्यूटर एक प्रकार का यांत्रिक कंप्यूटर है जो गणना करने के लिए गोलाकार बिलियर्ड बॉल की गति का उपयोग करता है। इस मॉडल में, एक बूलियन परिपथ के वायर को बॉल के संचरण के लिए पथों द्वारा दर्शाया जाता है, एक पथ पर एक गेंद की उपस्थिति या अनुपस्थिति उस वायर पर सिग्नल को एन्कोड करती है, और गेट्स को उन बिंदुओं पर बॉल के संघट्टन से सिम्युलेट किया जाता है जहां उनका पथ प्रतिच्छेद करते हैं।[9][10]
डोमिनोज़ कंप्यूटर एक यांत्रिक कंप्यूटर है जो डिजिटल सिग्नल के प्रवर्धन या तर्क गेटिंग का प्रतिनिधित्व करने के लिए स्टैंडिंग डोमिनोज़ का उपयोग करता है। इन संरचनाओं का उपयोग डिजिटल अवधारणाओं को प्रदर्शित करने के लिए किया जा सकता है और सरल सूचना प्रसंस्करण मॉड्यूल बनाने के लिए भी उपयोग किया जा सकता है।[11][12]
बिलियर्ड-बॉल कंप्यूटर और डोमिनोज़ कंप्यूटर दोनों अपरंपरागत कंप्यूटिंग विधियों के उदाहरण हैं जो गणना करने के लिए भौतिक वस्तुओं का उपयोग करते हैं।
रिजर्वायर (संग्रह) कंप्यूटिंग
रिजर्वायर कंप्यूटिंग एक कम्प्यूटेशनल रूपरेखा है जो पुनरावर्ती तंत्रिका नेटवर्क सिद्धांत से प्राप्त होता है जिसमें एक निश्चित, गैर-रैखिक प्रणाली की गतिशीलता के माध्यम से उच्च आयामी कम्प्यूटेशनल स्थान में मैपिंग इनपुट सिग्नल सम्मिलित होता है जिसे रिजर्वायर कहा जाता है। रिजर्वायर जो आभासी या भौतिक हो सकता है, व्यक्तिगत गैर-रैखिक इकाइयों से बना होता है जो आवर्तक सिरों से जुड़े होते हैं, जिससे यह जानकारी संग्रहीत करने की स्वीकृति देता है। प्रशिक्षण केवल रीडआउट चरण में किया जाता है, क्योंकि रिजर्वायर की गतिशीलता निश्चित होती है, और यह रूपरेखा प्रभावी कम्प्यूटेशनल कीमत को कम करने के लिए उत्कृष्ट और क्वांटम यांत्रिक दोनों स्वाभाविक रूप से उपलब्ध प्रणालियों के उपयोग की स्वीकृति देता है। रिजर्वायर कंप्यूटिंग का एक प्रमुख लाभ यह है कि यह एक सरल और तेजी से सीखने वाले एल्गोरिदम के साथ-साथ रिजर्वायर कंप्यूटिंग भौतिक रिजर्वायर कंप्यूटरों के माध्यम से हार्डवेयर कार्यान्वयन की स्वीकृति देता है।[13][14]
टैंजिबल (मूर्त) कंप्यूटिंग
टैंजिबल कंप्यूटिंग डिजिटल जानकारी के साथ परस्पर क्रिया करने के लिए उपयोगकर्ता इंटरफेस के रूप में भौतिक वस्तुओं के उपयोग को संदर्भित करता है। इस दृष्टिकोण का उद्देश्य सहयोग, सीखने और डिजाइन की सुविधा के लिए भौतिक वस्तुओं को समझने और कुशलतापूर्वक प्रयोग करने की मानवीय क्षमता का लाभ उठाना है। मूर्त उपयोगकर्ता इंटरफेस की विशेषताओं में अंतर्निहित डिजिटल जानकारी के लिए भौतिक प्रतिनिधित्व का युग्मन और परस्पर संवादात्मक नियंत्रण के लिए तंत्र का मूर्त रूप सम्मिलित है।[15] मूर्त उपयोगकर्ता इंटरफेस के पांच परिभाषित गुण भी हैं, जिनमें अंतरिक्ष में इनपुट और आउटपुट दोनों को मल्टीप्लेक्स करने की क्षमता, इंटरफ़ेस घटकों के समवर्ती अभिगम और कुशलतापूर्वक प्रयोग, प्रबल विशिष्ट उपकरण, स्थानिक रूप से परिचित कम्प्यूटेशनल उपकरण और उपकरणों की स्थानिक पुन: कॉन्फ़िगरेशन क्षमता सम्मिलित है।[16]
मानव संगणना
मानव कंप्यूटर शब्द उन व्यक्तियों को संदर्भित करता है जो मैन्युअल रूप से गणितीय गणना करते हैं, प्रायः टीमों में काम करते हैं और निश्चित नियमों का अनुसरण करते हैं। पूर्व में, लोगों की टीमों, प्रायः महिलाओं, को लंबी और स्थायी गणना करने के लिए नियुक्त किया गया था, और काम को पैरेलल में पूरा करने के लिए विभाजित किया गया था। इस शब्द का उपयोग हाल ही में असाधारण मानसिक अंकगणितीय कौशल वाले व्यक्तियों का वर्णन करने के लिए किया गया है, जिन्हें मानसिक कैलकुलेटर (परिकलन-यंत्र) भी कहा जाता है।[17]
मानव-रोबोट परस्पर क्रिया
मानव-रोबोट परस्पर क्रिया, या एचआरआई, मानव और रोबोट के बीच परस्पर क्रिया का अध्ययन है। इसमें कृत्रिम इंटेलिजेंस, रोबोटिक्स और मनोविज्ञान जैसे क्षेत्रों से योगदान सम्मिलित है। कोबोट, या सहयोगी रोबोट, साझा स्थानों के अंदर मनुष्यों के साथ प्रत्यक्ष संपर्क के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और विभिन्न प्रकार के कार्यों के लिए उपयोग किए जा सकते हैं,[18] जिसमें सूचना प्रावधान, तार्किक, और औद्योगिक वातावरण में गैर-कार्यात्मक कार्य सम्मिलित हैं।
स्वार्म कम्प्यूटिंग
स्वार्म रोबोटिक्स अध्ययन का एक क्षेत्र है जो एक प्रणाली के रूप में कई रोबोटों के समन्वय और नियंत्रण पर केंद्रित है। सामाजिक इन्सेक्ट में देखे गए आकस्मिक व्यवहार से प्रेरित, स्वार्म रोबोटिक्स में स्थानीय संचार और पर्यावरण के साथ परस्पर क्रिया के माध्यम से जटिल समूह व्यवहार उत्पन्न करने के लिए अपेक्षाकृत सरल व्यक्तिगत नियमों का उपयोग सम्मिलित है।[19] यह दृष्टिकोण बड़ी संख्या में सरल रोबोटों के उपयोग की विशेषता है और रेडियो आवृत्ति या इन्फ्रारेड (अवरक्त) जैसे स्थानीय संचार विधियों के उपयोग के माध्यम से मापनीयता को बढ़ावा देता है।
भौतिकी दृष्टिकोण
प्रकाशीय कंप्यूटिंग
प्रकाशीय (ऑप्टिकल) कंप्यूटिंग एक प्रकार की कंप्यूटिंग है जो प्रकाश तरंगों का उपयोग करती है, जो प्रायः डेटा प्रोसेसिंग, भंडारण और संचार के लिए लेजर या असंगत स्रोतों द्वारा निर्मित होती हैं। जबकि इस तकनीक में पारंपरिक कंप्यूटरों की तुलना में उच्च बैंडविड्थ की पेशकश करने की क्षमता है, जो इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करते हैं, प्रकाश इलेक्ट्रानिक उपकरण इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा को फोटॉन और बैक में परिवर्तित करने की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा का उपभोग कर सकते हैं। सभी-ऑप्टिकल कंप्यूटर का उद्देश्य इन रूपांतरणों की आवश्यकता को समाप्त करना है, जिससे विद्युत के क्षय कम हो जाती है।[20] ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के अनुप्रयोगों में कृत्रिम-एपर्चर रडार और ऑप्टिकल सहसंयोजक सम्मिलित हैं, जिनका उपयोग वस्तु संसूचन, अनुपथन और वर्गीकरण के लिए किया जा सकता है।[21][22]
स्पिंट्रोनिक्स
स्पिंट्रोनिक्स अध्ययन का एक क्षेत्र है जिसमें ठोस-अवस्था उपकरणों में आंतरिक प्रचक्रण और इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय आघूर्ण का उपयोग सम्मिलित है।[23][24][25] यह पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स से अलग है कि यह इलेक्ट्रॉनों के प्रचक्रण को स्वतंत्रता की एक अतिरिक्त कोटि के रूप में उपयोग करता है, जिसमें डेटा भंडारण और स्थानांतरण,[26] के साथ-साथ क्वांटम और तंत्रिकाप्रभावी कंप्यूटिंग में संभावित अनुप्रयोग हैं। स्पिंट्रोनिक प्रणाली प्रायः तनु चुंबकीय अर्धचालकों और हेस्लर मिश्र धातुओं का उपयोग करके बनाए जाते हैं।
एटमट्रोनिक्स
एटमट्रोनिक्स कंप्यूटिंग का एक रूप है जिसमें सुसंगत पदार्थ-तरंग परिपथ में परा अवतापीय परमाणुओं का उपयोग सम्मिलित है, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक या प्रकाशीय प्रणाली में पाए जाने वाले घटकों के समान हो सकते हैं।[27][28] इन परिपथों में मौलिक भौतिकी अनुसंधान और संवेदक और क्वांटम कंप्यूटर जैसे व्यावहारिक उपकरणों के विकास सहित कई क्षेत्रों में संभावित अनुप्रयोग हैं।
तरलिकी
तरलिकी, या तरलिकी तर्क, वातावरण में एनालॉग या डिजिटल संचालन करने के लिए द्रव गतिकी का उपयोग है जहां इलेक्ट्रॉनिक्स अविश्वसनीय हो सकते हैं, जैसे कि उच्च स्तर के विद्युत चुम्बकीय अन्तः क्षेप या आयनीकरण विकिरण के संपर्क में होता है। तरलिकी उपकरण बिना सक्रिय भागों के काम करते हैं और इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल तर्क में ट्रांजिस्टर के समान गैर-रैखिक प्रवर्धन का उपयोग कर सकते हैं। तरलिकी का उपयोग नैनो-तकनीक और सैन्य अनुप्रयोगों में भी किया जाता है।
क्वांटम कंप्यूटिंग
क्वांटम कंप्यूटिंग, संभव्यता सबसे प्रसिद्ध और विकसित अपरंपरागत कंप्यूटिंग विधि, एक प्रकार की गणना है जो गणना करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का उपयोग करती है, जैसे गणना करने के लिए अधिस्थापन और जटिलता होती है।[29][30] क्वांटम कंप्यूटर क्यूबिट का उपयोग करते हैं, जो उत्कृष्ट बिट्स के अनुरूप हैं, लेकिन संचालन करने के लिए एक साथ कई अवस्थाओ में सम्मिलित हो सकते हैं। जबकि वर्तमान क्वांटम कंप्यूटर अभी तक व्यावहारिक अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट कंप्यूटरों से अधिकतम प्रदर्शन नहीं कर सकते हैं, उनके पास कुछ कम्प्यूटेशनल समस्याओं को हल करने की क्षमता है, जैसे कि पूर्णांक गुणनखंड, उत्कृष्ट कंप्यूटरों की तुलना में अधिकतम तीव्र है। हालाँकि, व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटरों के निर्माण में कई चुनौतियाँ हैं, जिनमें क्यूबिट की क्वांटम अवस्थाओं को बनाए रखने में कठिनता और त्रुटि सुधार की आवश्यकता सम्मिलित है।[31][32] क्वांटम जटिलता सिद्धांत क्वांटम कंप्यूटरों के संबंध में समस्याओं की कम्प्यूटेशनल जटिलता का अध्ययन है।
अतिचालक कंप्यूटिंग
अतिचालक कंप्यूटिंग निम्नतापीय कंप्यूटिंग का एक रूप है जो अतिचालक के अद्वितीय गुणों का उपयोग करता है, जिसमें शून्य प्रतिरोध तार और पराद्रुत स्विचिंग, एकल प्रवाह क्वांटा का उपयोग करके डेटा को एनकोड, प्रक्रिया और अभिगमन करना सम्मिलित है। यह प्रायः क्वांटम कंप्यूटिंग में प्रयोग किया जाता है और संचालन के लिए निम्नतापीय तापमान को ठंडा करने की आवश्यकता होती है।
सूक्ष्म-विद्युत-यांत्रिक प्रणाली प्रणाली
सूक्ष्म-विद्युत-यांत्रिक प्रणाली प्रणाली (एमईएमएस) और नैनो-विद्युत-यांत्रिक प्रणाली प्रणाली (एनईएमएस) ऐसी प्रौद्योगिकियां हैं जिनमें सूक्ष्म मापी से लेकर नैनोमीटर तक के आकार वाले सक्रिय भाग के साथ सूक्ष्म उपकरणों का उपयोग सम्मिलित है। इन उपकरणों में सामान्य रूप से एक केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई (जैसे एक एकीकृत परिपथ) और कई घटक होते हैं जो अपने परिवेश के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जैसे कि संवेदक होते है।[33] एमईएमएस और एनईएमएस प्रौद्योगिकी आण्विक नैनो प्रौद्योगिकी या आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स से भिन्न हैं जिसमें वे सतह रसायन विज्ञान और परिवेशी विद्युत चुंबकत्व और द्रव गतिकी जैसे कारकों पर भी विचार करते हैं। इन तकनीकों के अनुप्रयोगों में रासायनिक पदार्थों का पता लगाने के लिए त्वरणामापी और संवेदक सम्मिलित हैं।[34]
रसायन विज्ञान दृष्टिकोण
आणविक कंप्यूटिंग
आणविक कंप्यूटिंग कंप्यूटिंग का एक अपरंपरागत रूप है जो गणना करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करता है। रासायनिक सांद्रता में भिन्नता द्वारा डेटा का प्रतिनिधित्व किया जाता है,[35] और इस प्रकार की कंप्यूटिंग का लक्ष्य इलेक्ट्रॉनिक घटकों के रूप में सबसे छोटी स्थिर संरचनाओं, जैसे एकल अणुओं का उपयोग करना है। यह क्षेत्र, जिसे रासायनिक कंप्यूटिंग या प्रतिक्रिया-प्रसार कंप्यूटिंग के रूप में भी जाना जाता है, प्रवाहकीय बहुलक और कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के संबंधित क्षेत्र से अलग है, जो पदार्थ के विस्तृत गुणों को प्रभावित करने के लिए अणुओं का उपयोग करता है।
जैव रसायन दृष्टिकोण
पेप्टाइड कंप्यूटिंग
पेप्टाइड कंप्यूटिंग एक कम्प्यूटेशनल मॉडल है जो एनपी-पूर्ण समस्याओं को हल करने के लिए पेप्टाइड्स और एंटीबॉडी का उपयोग करता है और कम्प्यूटेशनल रूप से सार्वभौमिक दिखाया गया है। यह डीएनए कंप्यूटिंग पर लाभ प्रदान करता है, जैसे बड़ी संख्या में बिल्डिंग ब्लॉक्स और अधिक नम्य परस्पर क्रिया, लेकिन विशिष्ट एकक्लोनी एंटीबॉडी की सीमित उपलब्धता के कारण अभी तक व्यावहारिक रूप से अनुभव नहीं किया गया है।[36][37]
डीएनए कंप्यूटिंग
डीएनए कंप्यूटिंग अपरंपरागत कंप्यूटिंग की एक शाखा है जो गणना करने के लिए डीएनए और आणविक जीव विज्ञान हार्डवेयर का उपयोग करती है। यह पैरेलल कंप्यूटिंग का एक रूप है जो पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटरों की तुलना में कुछ विशेष समस्याओं को तीव्र से और अधिक कुशलता से हल कर सकता है। जबकि डीएनए कंप्यूटिंग अभिकलनीयता सिद्धांत के संदर्भ में कोई नई क्षमता प्रदान नहीं करता है, यह एक साथ उच्च संख्या में पैरेलल कम्प्यूटेशन कर सकता है। हालांकि, डीएनए कंप्यूटिंग में मंद प्रसंस्करण गति होती है और डिजिटल कंप्यूटर की तुलना में परिणामों का विश्लेषण करना अधिक कठिन होता है।
मेम्ब्रेन (झिल्ली) कंप्यूटिंग
मेम्ब्रेन कंप्यूटिंग, जिसे P प्रणाली के रूप में भी जाना जाता है,[38] कंप्यूटर विज्ञान का एक उपक्षेत्र है जो जैविक झिल्लियों की संरचना और कार्य के आधार पर वितरित और पैरेलल कंप्यूटिंग मॉडल का अध्ययन करता है। इन प्रणालियों में, वस्तुओं जैसे प्रतीकों या तारों को झिल्ली द्वारा परिभाषित डिब्बों के अंदर संसाधित किया जाता है, और डिब्बों के बीच और बाहरी वातावरण के साथ संचार कम्प्यूटेशन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। और P प्रणाली पदानुक्रमित हैं और क्षेत्रों के अंदर और बीच वस्तुओं के उत्पादन, कीमत और संचार को नियंत्रित करने वाले नियमों के साथ ग्राफिक रूप से प्रदर्शित किया जा सकता है। हालांकि ये प्रणालियां अधिकतम सीमा तक सैद्धांतिक बनी हुई हैं,[39] कुछ में एनपी-पूर्ण समस्याओं को हल करने की क्षमता दिखाई गई है और अपरंपरागत कंप्यूटिंग के लिए हार्डवेयर कार्यान्वयन के रूप में प्रस्तावित किया गया है।
जैविक दृष्टिकोण
जैविक कंप्यूटिंग, जिसे जैव-प्रेरित कंप्यूटिंग या प्राकृतिक कम्प्यूटेशन के रूप में भी जाना जाता है, विशेष रूप से कृत्रिम बुद्धि और मशीन सीखने के क्षेत्र में कंप्यूटर विज्ञान की समस्याओं को हल करने के लिए जीव विज्ञान से प्रेरित मॉडल का उपयोग करने का अध्ययन है। इसमें कृत्रिम तंत्रिका नेटवर्क, विकासवादी एल्गोरिदम, स्वार्म इंटेलिजेंस, कृत्रिम प्रतिरक्षा प्रणाली, और अधिक सहित कम्प्यूटेशनल प्रतिमानों की एक श्रृंखला सम्मिलित है, जिसे पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक हार्डवेयर या वैकल्पिक भौतिक मीडिया जैसे जैविक अणुओं या प्रगृहित-आयन क्वांटम कंप्यूटिंग उपकरणों का उपयोग करके कार्यान्वित किया जा सकता है। इसमें अभियांत्रिकी अर्ध-कृत्रिम जीवों के माध्यम से जैविक प्रणालियों को समझने और सूचना प्रसंस्करण के रूप में प्राकृतिक प्रक्रियाओं को देखने का अध्ययन भी सम्मिलित है। कम्प्यूटेशनल तंत्र के रूप में ब्रह्मांड की अवधारणा को भी प्रस्तावित किया गया है।[40][41]
तंत्रिका विज्ञान
न्यूरोमॉर्फिक ( तंत्रिकाप्रभावी) कंप्यूटिंग में मानव तंत्रिका तंत्र में पाए जाने वाले तंत्रिका-जैविक संरचना की अनुकारी करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक परिपथ का उपयोग करना सम्मिलित है, जो कृत्रिम तंत्रिका तंत्र बनाने के लक्ष्य के साथ जैविक से प्रेरित हैं।[42][43] इन प्रणालियों को विभिन्न प्रकार के हार्डवेयर का उपयोग करके कार्यान्वित किया जा सकता है, जैसे मेमिस्टर,[44] स्पिंट्रोनिक मेमोरी, और ट्रांजिस्टर[45][46] और सॉफ्टवेयर-आधारित दृष्टिकोणों की एक श्रृंखला का उपयोग करके प्रशिक्षित किया जा सकता है, जिसमें त्रुटि बैकप्रोपैगेशन[47] और विहित अधिगम नियम सम्मिलित है।[48] न्यूरोमॉर्फिक अभियांत्रिकी का क्षेत्र यह समझने का प्रयास करता है कि कृत्रिम तंत्रिका तंत्र की डिजाइन और संरचना उनकी गणना, सूचना के प्रतिनिधित्व, अनुकूलता और समग्र कार्य को कैसे प्रभावित करती है, प्रणाली बनाने के अंतिम उद्देश्य के साथ जो प्रकृति में पाए जाने वाले समान गुणों को प्रदर्शित करते हैं। वेटवेयर कंप्यूटर, जो सजीव न्यूरॉन्स से बने होते हैं, न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग का एक वैचारिक रूप है जिसे सीमित प्रोटोटाइप में खोजा गया है।[49]
सेलुलर (कोशिकीय) ऑटोमेटा और अनाकार कंप्यूटिंग
सेलुलर ऑटोमेटा (स्वचल प्ररूप) गणना के असतत मॉडल हैं जिनमें अवस्थाओ की एक सीमित संख्या में कोशिकाओं का एक तंत्र होता है, जैसे कि सक्रिय और बंद होता है। प्रत्येक सेल की स्थिति सेल और उसके प्रतिवेशों की स्थिति के आधार पर एक निश्चित नियम द्वारा निर्धारित की जाती है। सेलुलर ऑटोमेटा के चार प्राथमिक वर्गीकरण हैं, पैटर्न से लेकर जो समरूपता में स्थिर होते हैं जो अधिकतम जटिल और संभावित ट्यूरिंग-पूर्ण हो जाते हैं। अनाकार कंप्यूटिंग सीमित कम्प्यूटेशनल क्षमता और भौतिक कार्यद्रव का ध्यान के बिना स्थानीय परस्पर क्रिया के साथ बड़ी संख्या में पैरेलेल प्रोसेसर का उपयोग करके कम्प्यूटेशनल सिस्टम के अध्ययन को संदर्भित करता है। विकासात्मक जीव विज्ञान, आणविक जीव विज्ञान, तंत्रिका नेटवर्क और रासायनिक अभियांत्रिकी में स्वाभाविक रूप से होने वाली अनाकार कम्प्यूटेशन के उदाहरण पाए जा सकते हैं। अक्रिस्टलीय कम्प्यूटेशन का लक्ष्य अमूर्तन के रूप में अक्रिस्टलीय एल्गोरिथम के लक्षण वर्णन के माध्यम से उपन्यास प्रणालियों को समझना और अभियांत्रिक करना है।
विकासवादी कम्प्यूटेशन
विकासवादी कम्प्यूटेशन एक प्रकार की कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मृदु कंप्यूटिंग है जो समस्याओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अनुकूलित समाधान खोजने के लिए जैविक विकास से प्रेरित एल्गोरिदम का उपयोग करती है। इसमें उम्मीदवार समाधानों का एक प्रारंभिक सेट उत्पन्न करना, कम वांछित समाधानों को स्टोचैस्टिक रूप से हटाना और एक नई पीढ़ी बनाने के लिए छोटे यादृच्छिक परिवर्तनों को सम्मिलित करना सम्मिलित है। समाधानों की पॉपुलेशन प्राकृतिक या कृत्रिम चयन और उत्परिवर्तन के अधीन है, जिसके परिणामस्वरूप चयन किए गए अनुरूपता फ़ंक्शन के अनुसार बढ़ी हुई अनुरूपता की ओर विकास होता है। विकासवादी कम्प्यूटेशन विभिन्न समस्या सेटिंग्स में प्रभावी प्रमाणित हुई है और इसमें कंप्यूटर विज्ञान और विकासवादी जीव विज्ञान दोनों में एप्लीकेशन हैं।
गणितीय दृष्टिकोण
टर्नरी कंप्यूटिंग
टर्नरी कंप्यूटिंग एक प्रकार का अभिकलन है जो द्विसंयोजकता के अधिक सामान्य सिद्धांत के अतिरिक्त अपनी गणना में टर्नरी (त्रिगुट) तर्क या आधार 3 का उपयोग करता है। टर्नरी कंप्यूटर ट्रिट्स, या टर्नरी अंकों का उपयोग करते हैं, जिन्हें असंतुलित टर्नरी, आंशिक असंतुलित टर्नरी, संतुलित टर्नरी और अज्ञात-स्थिति तर्क सहित कई तरीकों से परिभाषित किया जा सकता है। टर्नरी क्वांटम कंप्यूटर ट्रिट्स के अतिरिक्त क्यूट्रिट्स का उपयोग करते हैं। टर्नरी कंप्यूटिंग को बड़े पैमाने पर बाइनरी कंप्यूटरों द्वारा बदल दिया गया है, लेकिन इसे संतुलित टर्नरी मेमोरी सेल के रूप में जोसेफसन जंक्शन का उपयोग करके उच्च गति, कम बिजली के क्षय वाले उपकरणों में उपयोग के लिए प्रस्तावित किया गया है।
प्रतिवर्ती कंप्यूटिंग
प्रतिवर्ती कंप्यूटिंग एक प्रकार की अपरंपरागत कंप्यूटिंग है जहां कम्प्यूटेशनल प्रक्रिया को अधिकांश सीमा तक प्रतिवर्ती किया जा सकता है। किसी कम्प्यूटेशन को उत्क्रमणीय होने के लिए, अवस्थाओ और उनके उत्तराधिकारियों के बीच संबंध एक के बाद एक होना चाहिए, और इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप भौतिक एन्ट्रापी में वृद्धि नहीं होनी चाहिए। क्वांटम परिपथ तब तक प्रतिवर्ती होते हैं जब तक वे क्वांटम अवस्थाओं को नष्ट नहीं करते हैं, और उत्क्रमणीय क्रिया विशेषण होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनके पास आउटपुट के समान संख्या में इनपुट होते हैं।[50]
कैओस कंप्यूटिंग
कैओस कंप्यूटिंग एक प्रकार की अपरंपरागत कंप्यूटिंग है जो गणना करने के लिए अव्यवस्थित प्रणालियों का उपयोग करती है। तर्क गेट बनाने के लिए अव्यवस्थित प्रणालियों का उपयोग किया जा सकता है और विभिन्न पैटर्न के बीच तेजी से स्विच किया जा सकता है, जिससे वे दोष-सहिष्णु एप्लीकेशन और पैरेलल कंप्यूटिंग के लिए उपयोगी हो जाते हैं। कैओस कंप्यूटिंग को मौसम विज्ञान, शरीर विज्ञान और वित्त जैसे विभिन्न क्षेत्रों में प्रयुक्त किया गया है।
स्टोकेस्टिक कंप्यूटिंग
स्टोचैस्टिक कंप्यूटिंग कम्प्यूटेशन की एक विधि है जो यादृच्छिक बिट्स की धाराओं के रूप में निरंतर मूल्यों का प्रतिनिधित्व करती है और स्ट्रीम पर सरल बिट-वार संचालन का उपयोग करके जटिल संचालन करती है। इसे एक हाइब्रिड एनालॉग/डिजिटल कंप्यूटर के रूप में देखा जा सकता है और इसकी प्रगतिशील परिशुद्ध गुण की विशेषता है, जहां बिट स्ट्रीम के विस्तारित होने पर गणना की परिशुद्धता बढ़ जाती है। तेजी से अभिसरण प्राप्त करने के लिए स्टोकेस्टिक कंप्यूटिंग का उपयोग पुनरावृत्त प्रणालियों में किया जा सकता है, लेकिन यादृच्छिक बिट स्ट्रीम उत्पादन की आवश्यकता के कारण यह कीमती भी हो सकता है और यदि स्वतंत्र बिट स्ट्रीम की धारणा को पूरा नहीं किया जाता है तो यह विफलता के प्रति संवेदनशील है। यह कुछ डिजिटल कार्यों को करने की क्षमता में भी सीमित है।
यह भी देखें
- नेटवर्क कंप्यूटिंग (बहुविकल्पी)
- डब्ल्यूडीआर पेपर कंप्यूटर
- मौद्रिक राष्ट्रीय आय एनालॉग कंप्यूटर हाइड्रोलिक कंप्यूटर
संदर्भ
- ↑ "Unconventional Models of Computation 1998".
- ↑ C.S. Calude. "Unconventional Computing: A Brief Subjective History, CDMTCS Report 480, 2015".
- ↑ "कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग". www.nibib.nih.gov. Retrieved 2021-04-07.
- ↑ "Computational models - Latest research and news | Nature". www.nature.com. Retrieved 2021-04-08.
- ↑ Penrose, Roger: The Emperor's New Mind. Oxford University Press, 1990. See also corresponding article on it.
- ↑ Johnston, Sean F. (2006). Holographic Visions: A History of New Science. OUP Oxford. p. 90. ISBN 978-0191513886.
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