【簡介:】計(jì)算機(jī)技術(shù)是世界上發(fā)展最快的科學(xué)技術(shù)之一,產(chǎn)品不斷升級換代。當(dāng)前計(jì)算機(jī)正朝著巨型化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展,計(jì)算機(jī)本身的性能越來越優(yōu)越,應(yīng)用范圍也越來越廣泛
計(jì)算機(jī)技術(shù)是世界上發(fā)展最快的科學(xué)技術(shù)之一,產(chǎn)品不斷升級換代。當(dāng)前計(jì)算機(jī)正朝著巨型化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展,計(jì)算機(jī)本身的性能越來越優(yōu)越,應(yīng)用范圍也越來越廣泛,從而使計(jì)算機(jī)成為工作、學(xué)習(xí)和生活中必不可少的工具。
①計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展主要有以下4個(gè)特點(diǎn)。
1)多極化
如今,個(gè)人計(jì)算機(jī)已席卷全球,但由于計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷深入,對巨型機(jī)、大型機(jī)的需求也穩(wěn)步增長,巨型、大型、小型、微型機(jī)各有自己的應(yīng)用領(lǐng)域,形成了一種多極化的形勢。如巨型計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用于天文、氣象、地質(zhì)、核反應(yīng)、航天飛機(jī)和衛(wèi)星軌道計(jì)算等尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和國防事業(yè)領(lǐng)域,它標(biāo)志一個(gè)國家計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平。目前運(yùn)算速度為每秒幾百億次到上萬億次的巨型計(jì)算機(jī)已經(jīng)投入運(yùn)行,并正在研制更高速的巨型機(jī)。
2)智能化
智能化使計(jì)算機(jī)具有模擬人的感覺和思維過程的能力,使計(jì)算機(jī)成為智能計(jì)算機(jī)。這也是目前正在研制的新一代計(jì)算機(jī)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。智能化的研究包括模式識別、圖像識別、自然語言的生成和理解、博弈、定理自動(dòng)證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)和智能機(jī)器人等。目前,已研制出多種具有人的部分智能的機(jī)器人。
3)網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)化是計(jì)算機(jī)發(fā)展的又一個(gè)重要趨勢。從單機(jī)走向聯(lián)網(wǎng)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展的必然結(jié)果。所謂計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化,是指用現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)把分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來,組成一個(gè)規(guī)模大、功能強(qiáng)、可以互相通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)化的目的是使網(wǎng)絡(luò)中的軟件、硬件和數(shù)據(jù)等資源能被網(wǎng)絡(luò)上的用戶共享。目前,大到世界范圍的通信網(wǎng),小到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的局域網(wǎng)已經(jīng)很普及,因特網(wǎng)(Internet)已經(jīng)連接包括我國在內(nèi)的150多個(gè)國家和地區(qū)。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了多種資源的共享和處理,提高了資源的使用效率,因而深受廣大用戶的歡迎,得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
4)多媒體
多媒體計(jì)算機(jī)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中最引人注目的高新技術(shù)之一。多媒體計(jì)算機(jī)就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和大眾傳播技術(shù),來綜合處理多種媒體信息的計(jì)算機(jī)。這些信息包括文本、視頻圖像、圖形、聲音、文字等。多媒體技術(shù)使多種信息建立了有機(jī)聯(lián)系,并集成為一個(gè)具有人機(jī)交互性的系統(tǒng)。多媒體計(jì)算機(jī)將真正改善人機(jī)界面,使計(jì)算機(jī)朝著人類接受和處理信息的最自然的方式發(fā)展。
②、未來計(jì)算機(jī)
1、量子計(jì)算機(jī)
量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲及處理的量子物理設(shè)備,當(dāng)某個(gè)設(shè)備是由兩子元件組裝,處理和計(jì)算的是量子信息,運(yùn)行的是量子算法時(shí),它就是量子計(jì)算機(jī)。
2、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)
人腦總體運(yùn)行速度相當(dāng)于每妙1000萬億次的電腦功能,可把生物大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)看做一個(gè)大規(guī)模并行處理的、緊密耦合的、能自行重組的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。從大腦工作的模型中抽取計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)模型,用許多處理機(jī)模仿人腦的神經(jīng)元機(jī)構(gòu),將信息存儲在神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)中,并采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。
3、化學(xué)、生物計(jì)算機(jī)
在運(yùn)行機(jī)理上,化學(xué)計(jì)算機(jī)以化學(xué)制品中的微觀碳分子作信息載體,來實(shí)現(xiàn)信息的傳輸與存儲。DNA分子在酶的作用下可以從某基因代碼通過生物化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N基因代碼,轉(zhuǎn)變前的基因代碼可以作為輸入數(shù)據(jù),反應(yīng)后的基因代碼可以作為運(yùn)算結(jié)果,利用這一過程可以制成新型的生物計(jì)算機(jī)。生物計(jì)算機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是生物芯片的蛋白質(zhì)具有生物活性,能夠跟人體的組織結(jié)合在一起,特別是可以和人的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)有機(jī)的連接,使人機(jī)接口自然吻合,免除了繁瑣的人機(jī)對話,這樣,生物計(jì)算機(jī)就可以聽人指揮,成為人腦的外延或擴(kuò)充部分,還能夠從人體的細(xì)胞中吸收營養(yǎng)來補(bǔ)充能量,不要任何外界的能源,由于生物計(jì)算機(jī)的蛋白質(zhì)分子具有自我組合的能力,從而使生物計(jì)算機(jī)具有自調(diào)節(jié)能力、自修復(fù)能力和自再生能力,更易于模擬人類大腦的功能。現(xiàn)今科學(xué)家已研制出了許多生物計(jì)算機(jī)的主要部件—生物芯片。
4、光計(jì)算機(jī)
光計(jì)算機(jī)是用光子代替半導(dǎo)體芯片中的電子,以光互連來代替導(dǎo)線制成數(shù)字計(jì)算機(jī)。與電的特性相比光具有無法比擬的各種優(yōu)點(diǎn):光計(jì)算機(jī)是“光”導(dǎo)計(jì)算機(jī),光在光介質(zhì)中以許多個(gè)波長不同或波長相同而振動(dòng)方向不同的光波傳輸,不存在寄生電阻、電容、電感和電子相互作用問題,光器件有無電位差,因此光計(jì)算機(jī)的信息在傳輸中畸變或失真小,可在同一條狹窄的通道中傳輸數(shù)量大得難以置信的數(shù)據(jù)。