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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Computação Binária Reversível
Autor(es): KAUAN LUCAS ALVES DE SOUSA
Primeiro orientador: MILTON ERNESTO ROMERO ROMERO
Resumo: Segundo Rolf Landauer o processamento de instruções convencionalmente ocorre de maneira irreversível, onde para cada instrução processada por um chip há dissipação de energia na forma de calor com o meio (vizinhança) que este está embutido. Por sua vez, isso altera a entropia do sistema de forma que ao fim de cada execução a entropia total sofre alteração, podendo, ao fim de todo o processamento, ficar diferente da apresentada inicialmente. Portanto, surge a motivação da busca por alguma metodologia para diminuir tais perdas, onde para cada instrução processada seja possível alguma redução da energia utilizada para tais operações. Para isso foi feito com que a entropia fosse constante no final de todo o processamento através da utilização de bijeção. Sobre circuitos construídos com base em portas lógicas, este trabalho propõe reduzir o impacto energético causado pelo processamento irreversível de instruções de forma a propor adaptações nas portas lógicas tradicionais para que estas possam continuar sendo utilizadas para os mesmos propósitos, mas que também suportem tecnologias de redução de gasto energético na forma de calor. Uma vez implementada a propriedade de reversibilidade nas portas lógicas convencionais, com base em propriedades da termodinâmica, a energia consumida pelo sistema é diminuída. Alcançado esse ponto é estimado que passos de processamento podem ser realizados de modo a não gerar calor ao usufruir do fato de que nenhuma energia é gasta em um processamento reversível perfeitamente isolado. Logo, o desejo de tornar esse feito real foi uma das motivações por trás deste trabalho.
Abstract: According to Rolf Landauer, instruction processing conventionally occurs irreversibly, where for each instruction processed by a chip there is energy dissipation in the form of heat with the environment (neighborhood) in which it is embedded. In turn, this changes the entropy of the system so that at the end of each execution the total entropy changes, and may, at the end of the entire processing, be different from that initially presented. Therefore, the motivation arises to search for some methodology to reduce such losses, where for each instruction processed it is possible to reduce some of the energy used for such operations. To this end, the entropy was made constant at the end of the entire processing through the use of bijection. Regarding circuits built based on logic gates, this work proposes to reduce the energy impact caused by the irreversible processing of instructions in order to propose adaptations in traditional logic gates so that they can continue to be used for the same purposes, but that also support technologies to reduce energy expenditure in the form of heat. Once the reversibility property is implemented in conventional logic gates, based on thermodynamic properties, the energy consumed by the system is reduced. Once this point is reached, it is estimated that processing steps can be performed in a way that does not generate heat by taking advantage of the fact that no energy is spent in a perfectly isolated reversible process. Therefore, the desire to make this feat real was one of the motivations behind this work.
Palavras-chave: Processamento
Reversibilidade
Portas Lógicas
Energia
VHDL
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/10564
Data do documento: 2024
Aparece nas coleções:Engenharia de Computação - Bacharelado (FACOM)

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