浅谈计算机的发展趋势

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1、浅谈计算机的发展趋势【摘要】计算机的发展将趋向超高速、超小型、平行处理和智能化，量子、光子、分子和纳米计算机将具有感知、思考、判断、学习及一定的自然语言能力,使计算机进入人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，并带动光互联网的快速发展，对人类社会的发展产生深远的影响。【关键词】计算机发展趋势新型计算机计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以來，计算机技术迅猛发展，传统计算机的性能受到挑战，开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口，新型计算机

2、的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力，使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，对人类社会的发展产生深远的影响。二、智能化的超级计算机超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，进一步提高计算机运行速度。超级计算机通常是由数百数千其至更多的处理器（机）组成，能完成普通计算机和服务器不能计算的大型复杂任务。从超级计算机获得数拯分析和模拟成果，能推动各个领域高精尖项口的研究与开

3、发，为我们的日常生活带来各种各样的好处。最大的超级计算机接近于复制人类大脑的能力，具备更多的智能成份•方便人们的生活、学习和工作。世界上最受欢迎的动画片、很多耗巨资拍摄的电影中，使用的特技效果都是在超级计算机上完成的。曰本、美国、以色列、屮国和印度首先成为世界上拥有每秒运算1刀亿次的超级计算机的国家，超级计算机已在科技界内引起开发与创新狂潮。三、新型高性能计算机问世硅芯片技术高速发展的同时，也意味技术越來越接近其物理极限。为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机的体系结构与技术都将产生一

4、次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等，将会在二十一世纪走进我们的生活，遍布各个领域。1•量子计算机量了计算机的概念源于对可逆计算机的研究，量了计算机是一类遵循量了力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态.使信息沿着聚合物移动•从而进行运算。量子计算机中的数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1,也可以既存储0又存储1。

5、因此，一个量了位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前计算机的PentiumDI晶片快10亿倍。除具有高速并行处理数据的能力外，量子计算机还将对现有的保密体系、国家安全意识产生重大的冲击。无论是量了并行计算还是量了模拟计算，本质上都是利用了量了相干性。世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。目前已经捉出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。量子编

6、码采用纠错、避错和防错等。量子计算机使计算的概念焕然一新。2•光子计算机光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。光子计算机即全光数字计算机，以光子代替电子，光互连代替导线互连，光硕件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。在光子计算机屮，不同波长的光代表不同的数据，可以对复杂度高、让算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目而基础上呈指数上升。3•分子计算机分了计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分了计算机的运行是吸收分子品体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行

7、组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋口质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，茯至在生物冇机体屮运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。口前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自动机模型、仿生算法、分子化学反应算法等几种类型。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高，分了计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的

8、思维速度快100万倍。分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液可存储1万亿的二进制数据。分子计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机既有自我修复的功能，又可直接与分子活体相联。美国已研制出分子计算机分子屯路的基础元器件，可在光照几万分Z—秒的时间内产生感应电流。以色列科学家已经研制岀一种由DNA分子和酶分子构成的微型分子计算机。预计20年后，分子计算机将进人