空氣微處理器

簡單介紹

除了標準電子計算機，人類還沒有其他更快捷的方法進行運算（除了一種用大腸桿菌進行運行的概念計算機之外）。不過美國科學家發明了一種新型的微處理器，該處理器僅通過空氣的進出就可以實現數據的運算。這種運算方法是由美國密西根大學安娜堡分校的李明松（Minsoung Rhee，音譯）和馬克·伯恩斯（Mark Burns）發明的。整個微型處理器由很多複雜的路線和閥門組成。

兩位研究人員運用這種方式得到了多種的邏輯門、觸發器和移位暫存器。他們將這些關聯在一起，最終發明了這種由空氣控制的8位微處理器。這種微機能處理的最長離散數據為8位二進制數，和上個世紀80年代使用的處理器很類似（如Nintendo娛樂系統）。

工作原理

通過空氣流進或流出閥門來對二進制信號處理，吸入空氣表示0，釋放空氣表示1。在微型處理器氣室的下方有一個空氣管道，管道採用具有彈性的不滲透膜與線進行路隔離。科學家們通過改變流經空氣管道的空氣流量來帶動氣室氣壓的變化，從而最終達到控制閥門的目的。

當氣室氣壓較低時，就會有空氣從管道進入，從而帶動不滲透膜向上前推，關閉閥門，這樣就能阻止二進制信號流過處理器的接點。相反，當空氣從氣室排除時，不滲透膜向下運動，閥門重新打開。這樣，二進制信號就會流向處理器接點。

產品特色

已經有許多微流控系統採用了氣動閥來控制液流，因為使用氣動控制電路要相對簡單省錢。雖然該設備要求晶片外的環境必須是真空的，但該微處理器的體積非常小，所需真空環境是可通過手泵來獲得。

功能套用

這種空氣處理器的功能遠不止運算數據這么簡單。它對一些尖端實驗室晶片的改進也很有幫助。改進後的晶片將能夠自動完成一系列複雜的化學任務，或者對疾病和DNA進行測試，以及一些其他的實驗室工作。

存在問題

馬克·伯恩斯也指出，這種新型的微流體裝置還沒有套用到實際生活中，因為整個項目需要大量的資金，而且一些晶片和元件非常昂貴。雖然採用邏輯電路可以降低運行成本，但是大多數微流體裝置時不帶電子元件的，而在設備上安裝標準的電子閥又需要使用全新的製造工藝。

專家言論

英國倫敦帝國學院微流體專家安德魯·德梅洛（Andrew de Mello）認為，對於開發中國家而言，簡易操作法可讓微流控設備更加實用。他表示：真空可通過手泵產生，表明這些設備的功率很低，適宜偏遠地區使用。

微處理器

微處理器一般由下列部件組成：

算術邏輯單元（ALU，Arithmetic Logical Unit）；累加器和通用暫存器組；程式計數器（也叫指令指標器）；時序和控制邏輯部件；數據與地址鎖存器/緩衝器；內部匯流排。

算術邏輯單元ALU主要完成算術運算（+、－、×、÷、比較）和各種邏輯運算（與、或、非、異或、移位）等操作。ALU是組合電路，本身無暫存運算元的功能，因而必須有保存運算元的兩個暫存器：暫存器TMP和累加器AC（），累加器既向ALU提供運算元，又接收ALU的運算結果。