一位十進制與二進制轉(zhuǎn)換的可逆計算模型設(shè)計與研究.pdf

1、一位十進制與二進制轉(zhuǎn)換的可逆計算模型設(shè)計與研究重慶大學碩士學位論文（專業(yè)學位）學生姓名：何泰然指導教師：李佳教授學位類別：工程碩士（計算機技術(shù)領(lǐng)域）重慶大學計算機學院二O一七年四月重慶大學碩士學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現(xiàn)更加復雜的功能，以及計算能力更強的超級計算機的方向發(fā)展。在發(fā)展過程中，一個制約技術(shù)進一步發(fā)展的重要因素便是在計算的過程中的能量損耗。在20世紀60年代，通過對計算過程中產(chǎn)生熱的過程的深入

2、研究，科學家發(fā)現(xiàn)了計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算展開了廣泛深入的研究。從理論上來說，如果希望計算的過程當中沒有能量損耗，方法之一便是將所有的計算由不可逆變成可逆。因此以計算機發(fā)展的眼光來看，自然而然會考慮將計算過程中的不可逆變成可逆，即可逆計算模型。可逆計算的研究有著重要的意義和價值。由于技術(shù)實

3、現(xiàn)簡單，運算法則簡潔，適合邏輯運算等優(yōu)點，當前計算機基本使用二進制系統(tǒng)。進制轉(zhuǎn)換對科學研究有著基本的支撐作用。本文提出來一種可逆計算模型以及可逆電路，該模型主要功能是將一位十進制轉(zhuǎn)換成二進制，以及相反的將二進制轉(zhuǎn)換成一位十進制。在證明了相關(guān)可逆邏輯元件的通用性后，整個模型的功能的可逆實現(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算模型能夠在異步情況之下有效工作，即可以在