Информация об изменениях

Сообщение Re[21]: Базовое свойство вычислительного элемента от 10.11.2016 18:27

Изменено 10.11.2016 21:20 ononim

Будь у вас в голове хоть сколь нибудь систематизированные фундаментальные знания, а не фантазии, то вы бы видели, что на определенном уровне абстракции основные законы схемотехники — законы Ома и Кирхгофа легко и непринужденно ложатся на гидродинамику. Давление — это потенциал. Разность давлений в двух местах — это разность потенциалов. Скорость тока жидкости/газа — это сила тока. Сопротивление — очевидно. Электрическая кмкость — для газа это банальный сосуд, определенной вместимости, а для жидкости — придется мутить ее в сосуде с подпружиненным поршнем. Индуктивность — просто длиннющая трубка. Диоды делаются легко и непринужденно заслонками. Полный аналог полевого транзистора:

..это для точности, аналог FET с всегда нулевым gate threshold. Такого в природе не бывает, Vgs всегда плавает и пределы плавания указаны в даташитах. Если к поршню приставить пружинку, которая бы его поддерживала в приоткрытом состоянии без разности давлений — это был бы depletion mode FET. Если бы пружинка его по дефолту закрывала — это был бы девайс, более приближенный к реальному enhanced mode FET. Ну и совсем уж для определенности — к P-channel FET, если считать что более высокое давление — это более высокий потенциал. Продолжая аналогии — в цифре ценят FET с крутой характеристикой, чтобы при минимальном изменении давления напряжения затвор-исток — изменение сопротивления канала было максимальным. То есть, чтоб транзистор по возможности открывался как только затвор-исток перейдет Vgs threshold. В пневмотранзисторе такого можно было бы достичь расширением трубки поперек плоскости рисунка.
Тут надо заметить, что давление само по себе без скорости потока воды не совершает никакой работы, точно так же как не совершает работы электричество в розетке пока в нее не включишь что нибудь, через что пойдет еще и ток. И таким образом вышенарисованный девайс является усилителем, то есть он позволяет совершив малую работу (разность давлений затвор-исток помножить на площадь поршня-затвора помножить на длину его хода) управлять потоков воды, который будет совершать гораздо большую работу. Просто у вас в голове отсутствуют базовые знания из школьного курса физики, а присутствует интуитивно-бытовое понятие что если давишь — значит совершаешь работу. Это — неверно. Это — просто специфика человеской физиологии, что мышцы жрут энергию даже при своей неподвижности. Эволюция пошла таким путем, потому что в большинстве случаев для выживания требуется быстрые реакции, а случаи когда нужно прикладывать долгие постоянные усилия в дикой жизни редки. Но если бы они были часты — эволюция вполне могла бы выработать механизм одеревения мышц в определенном положении, например путем управляемого сворачивания пространственных структур молекул белков в мышцах. Тогда кратковременным усилием можно было бы заткнуть кран рукой, а потом плевать в потолок, не прилагая никаких сил. Точнее, не совершая никакой работы, а прилагая только силу, для чего не клеткам не приходилось бы сжигать АТФ. Но, к сожалению или счастью, эволюция не порождает ненужные механизмы. Но это не повод думать что раз механизму приходится давить, значит он при этом совершает механическую работу. Работа это сила*путь. Нулевой путь — нулевая работа.
Есть конечно и фундаментальные различия между пневматикой и электродинамикой. К примеру отсутствие электромагнитного взаимодействия. В результате нельзя как в случае с электричеством сделать маленькую индуктивность, намотав трубку/провод на вещество с высокой магнитной проницаемостью или сделать высокую емкость разместив электроды рядом с веществом с высокой диэлектрической проницаемостью. Ну и в свою очередь уравнение Бернулли сложно впрямую промапить на чтото из электродинамики. Плюс добавим механические эффекты, связанные с инерцией (фактически высокую собственную индуктивность таких "цепей") — и поймем что эта технология крайне неудобна по сравнению с электричеством. Но в принципе всего этого вполне достаточно чтоб сделать логику.
И если бы так случилось, что человечество не догадалось бы о существовании электричества, как знать, возможно научились бы делать пневмомикрочипы, а аккумулятор ноутбука заряжался бы велосипедным насосом.. Врядли бы там работал дум, но на микромозаичном экране вполне можно было бы сыграть в Сапера или Цивилизацию. Мобил бы вот не было бы. Не знаем про электричество — значит не знаем про электромагнитные волны. Впрочем, могли бы организовать связь в далеком ультразвуке, что привело бы к массовому вымиранию не тараканов, а летучих мышей. Ну и с прочей домашней живностью были бы проблемы. О дивный мир стимпанка..
Будь у вас в голове хоть сколь нибудь систематизированные фундаментальные знания, а не фантазии, то вы бы видели, что на определенном уровне абстракции основные законы схемотехники — законы Ома и Кирхгофа легко и непринужденно ложатся на гидродинамику. Давление — это потенциал. Разность давлений в двух местах — это разность потенциалов. Скорость тока жидкости/газа — это сила тока. Сопротивление — очевидно. Электрическая кмкость — для газа это банальный сосуд, определенной вместимости, а для жидкости — придется мутить ее в сосуде с подпружиненным поршнем. Индуктивность — просто длиннющая трубка. Диоды делаются легко и непринужденно заслонками. Полный аналог полевого транзистора:

..это для точности, аналог FET с всегда нулевым gate threshold (более точно было бы сказать MOSFET, но это детали). Так вот в реале не бывает, чтоб Vgs(thrh)=0, он всегда плавает и пределы плавания указаны в даташитах. Если к поршню приставить пружинку, которая бы его поддерживала в приоткрытом состоянии без разности давлений — это был бы depletion mode FET. Если бы пружинка его по дефолту закрывала — это был бы девайс, более приближенный к реальному enhanced mode FET. Ну и совсем уж для определенности — к P-channel FET, если считать что более высокое давление — это более высокий потенциал. Продолжая аналогии — в цифре ценят FET с крутой характеристикой, чтобы при минимальном изменении давления напряжения затвор-исток — изменение сопротивления канала было максимальным. То есть, чтоб транзистор по возможности открывался как только затвор-исток перейдет Vgs threshold. В пневмотранзисторе такого можно было бы достичь расширением трубки поперек плоскости рисунка. И еще одна скрытая аналогия с транзистором. У полевиков есть характеристика — Qg — заряд, который требуется передать затвору, чтобы полевик открылся (на определенную оговоренную величину сопротивления канала). В случае нашего пневмо/гидро-транзистора — это объем воздуха/воды, который требуется выкачать из околозатворной емкости, чтобы транзистор открылся. Совершенная работа при этом будет зависеть от площади поршня затвора и от величины на которую он открывается. И вот забавное сходство — чем более крутую характеристику хотят получить от электрического транзистора, тем больший получается Qg. Далее в дело вступают всякие хитрые технологии и маркетинговые словечки типа HEXFET и т.п.. Но факт остается фактом, что и в нашем случае чем шире мы будем делать затвор, тем больше будет его площадь. Бесконечно тонким сделать его нельзя — ведь он не должен сломаться от разности напоров.. ИИии.. Опять аналогия — у полевика есть предельное напряжение сток-исток, выше которого он сдохнет. И снова — чем больше это напряжение, тем в общем случае — больше Qg. Да еще если взглянуть на диаграмму распределения зарядов в полевике, то она до боли напоминает мою картинку в пэинте.
Тут надо заметить, что давление само по себе без скорости потока воды не совершает никакой работы, точно так же как не совершает работы электричество в розетке пока в нее не включишь что нибудь, через что пойдет еще и ток. И таким образом вышенарисованный девайс является усилителем, то есть он позволяет совершив малую работу (разность давлений затвор-исток помножить на площадь поршня-затвора помножить на длину его хода) управлять потоков воды, который будет совершать гораздо большую работу. Просто у вас в голове отсутствуют базовые знания из школьного курса физики, а присутствует интуитивно-бытовое понятие что если давишь — значит совершаешь работу. Это — неверно. Это — просто специфика человеской физиологии, что мышцы жрут энергию даже при своей неподвижности. Эволюция пошла таким путем, потому что в большинстве случаев для выживания требуется быстрые реакции, а случаи когда нужно прикладывать долгие постоянные усилия в дикой жизни редки. Но если бы они были часты — эволюция вполне могла бы выработать механизм одеревения мышц в определенном положении, например путем управляемого сворачивания пространственных структур молекул белков в мышцах. Тогда кратковременным усилием можно было бы заткнуть кран рукой, а потом плевать в потолок, не прилагая никаких сил. Точнее, не совершая никакой работы, а прилагая только силу, для чего не клеткам не приходилось бы сжигать АТФ. Но, к сожалению или счастью, эволюция не порождает ненужные механизмы. Но это не повод думать что раз механизму приходится давить, значит он при этом совершает механическую работу. Работа это сила*путь. Нулевой путь — нулевая работа.
Есть конечно и фундаментальные различия между пневматикой и электродинамикой. К примеру отсутствие электромагнитного взаимодействия. В результате нельзя как в случае с электричеством сделать маленькую индуктивность, намотав трубку/провод на вещество с высокой магнитной проницаемостью или сделать высокую емкость разместив электроды рядом с веществом с высокой диэлектрической проницаемостью. Ну и в свою очередь уравнение Бернулли сложно впрямую промапить на чтото из электродинамики. Плюс добавим механические эффекты, связанные с инерцией (фактически высокую собственную индуктивность таких "цепей") — и поймем что эта технология крайне неудобна по сравнению с электричеством. Но в принципе всего этого вполне достаточно чтоб сделать логику.
И если бы так случилось, что человечество не догадалось бы о существовании электричества, как знать, возможно научились бы делать пневмомикрочипы, а аккумулятор ноутбука заряжался бы велосипедным насосом.. Врядли бы там работал дум, но на микромозаичном экране вполне можно было бы сыграть в Сапера или Цивилизацию. Мобил бы вот не было бы. Не знаем про электричество — значит не знаем про электромагнитные волны. Впрочем, могли бы организовать связь в далеком ультразвуке, что привело бы к массовому вымиранию не тараканов, а летучих мышей. Ну и с прочей домашней живностью были бы проблемы. О дивный мир стимпанка..