計算機的開發和應用可以基于過去的計算機技術作為方向和動力。這些權力實際上是需求,主要是信息資源建設的需求; 系統的科學需求; 對多網互連的需求; 對軟件的需求。接下來小編簡單介紹一篇優秀計算機技術論文。
計算機技術的發展趨勢,不但會延續多條發展路線,強調性能的大幅飛躍,還會將提高計算機的人性化,加強人機交互能力,同時還注重環保。在技術處理器方面,更關心消耗每瓦功率處理能力以及提升高速、平行、智能化的處理能力。
中圖分類號 :TP391.41
1. 新型計算機系統陸續出現
目前,世界各國的研究人員正在加緊研究開發新型計算機,計算機從體系結構的變革到器件與技術革命都要產生一次質的飛躍。新型的量子計算機、光子計算機、生物計算機、納米計算機等將會在21世紀走進我們生活的各個領域。
1.1量子計算機
量子計算機是在量子效應基礎上開發的,它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關和激光脈沖來改變分子的狀態,使信息沿著聚合物移動,從而進行運算。量子計算機中數據用量子位存儲。一個量子位可以存儲2個數據,量子計算機的存儲量比通常計算機大許多。目前正在開發中的量子計算機有3種類型:核磁共振(NMR)量子計算機、硅基半導體量子計算機、離子阱量子計算機。量子計算機將會在2030年預計被普及。
1.2光子計算機
光子計算機即全光數字計算機,以光子代電子,光互連代替導線互連,光硬件代替計算機中的電子硬件,光運算代替電運算。光子計算機的“無導線計算機”信息傳遞平行通道密度極大。光的并行、高速,天然地決定了光計算機的并行處理能力極強,具有超高速運算速度。光子計算機不但在室溫下便可以工作,還具有與人腦相似的容錯性。現在世界上第一臺光子計算機已由歐共體的英國、法國、德國等國的70多名科學家研制成功,并預計光子計算機的進一步研制將成為21世紀高科技課題之一。
1.3生物計算機(分子計算機)
生物計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。計算機的轉換開關由酶來充當,而程序則在酶合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。蛋白質分子比硅晶片上電子元件要小得多,距離很近,生物計算機完成一項運算,所需的時間僅為10微微秒,比人的思維速度快100萬倍。DNA分子計算機具有驚人的存貯容量,1立方米的DNA溶液,可存儲1萬億億的二進制數據。DNA計算機消耗的能量非常小,只有電子計算機的十億分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白質分子,所以生物計算機既有自我修復的功能,又可直接與生物活體相聯。預計10至20年后,DNA計算機將進入實用階段。
1.4納米計算機
“納米”是一個計量單位,一個納米等于10[-9]米,大約是氫原子直徑的10倍。現在納米技術正從MEMS(微電子機械系統)起步,把傳感器、電動機和各種處理器都放在一個硅芯片上而構成一個系統。應用納米技術研制的計算機內存芯片,其體積不過數百個原子大小,。納米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源,而且其性能要比今天的計算機強大許多倍。目前,惠普實驗室的科研人員已開始應用納米技術研制芯片,一旦他們的研究獲得成功,將為其他縮微計算機元件的研制和生產鋪平道路。
2. 計算機保持關鍵技術的發展
計算機技術將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發展。盡管受到物理極限的約束,采用硅芯片的計算機的核心部件CPU的性能還會持續增長。超高速計算機將采用平行處理技術,使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理,這是改進計算機結構、提高計算機運行速度的關鍵技術。同時計算機將具備更多的智能成分,它將具有多種感知能力、一定的思考與判斷能力及一定的自然語言能力。除了提供自然的輸入手段外,虛擬與現實技術是這一領域發展的集中體現。傳統的磁存儲、光盤存儲容量繼續攀升,新的海量存儲技術趨于成熟,新型的存儲器每立方厘米存儲容量可達10TB。信息的永久存儲也將成為現實,千年存儲器正在研制中,這樣的存儲器可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕。
3. 計算機發展中可能出現的趨勢
3.1模塊化
PC之所以有今天這么大的普及度,就是因為他的通用模塊化設計起了決定性的推動作用,以后的PC同樣也不會犧牲這方面優點,而且還會將它發揚光大,不但在內置板卡中實現模塊化,甚至可以提供多個外接插槽,以供使用人加入新的模塊,增加性能或功能,使用起來和現在筆記本中的PCMICA有點接近。
3.2無線化
追求自由一直是人類的夢想,計算機的無線化風潮同樣也是人們夢寐以求的,和現在筆記本講的“無線你的無限”有所不同的是:未來的計算機將實現網絡和設備間的無線連接,這將意味著未來在家中使用臺式機比現在的筆記本還方便,因為顯示器(當然不會是CRT的)與主機之間也是通過無線來連接的,使用起來有點像現在的TabletPC。無線顯示器實現這種夢想的技術稱為UWB(Ultra Wideband)技術,它是一種與其它技術有很大不同的無線通信技術,它可以為無線局域網WLAN和個人局域網PAN的接口卡和接入技術帶來低功耗、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術,所以INTEL稱他為無線USB,希望能夠成為計算機與計算機或是計算機與消費電子產品(如數字相機)間的高頻寬的無線連結。
3.3專門化
其實并不是每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成,甚至是有時候采用高性能的計算機還有可能帶來麻煩,因為高性能勢必帶來高能耗、高發熱量等不良的負面效應。將來的計算機由于從事的工作不同,在性能上在外形上都會有很大的不同。通用PC將逐漸由專用設備(軟硬件一體化的計算機)所代替,以提高工作效率。
3.4網絡化
計算機已經越來越普及,各種家用電器也開始具備了智能化,這些現象將促進家電與計算機的網絡化進程,家庭網絡分布式系統將逐漸取代目前單機操作的模式,計算機可以通過網絡控制著各種家電的運行,并通過互聯網下載各種新的家電應用程序,以增加家電的功能,改善家電的性能等等。也可以通過互聯網遠程遙控家中的家電,在辦公室的時候就可以提前讓家中的電器做好飯,煮好菜,開空調等等。
4.結語
隨著科學技術的突飛猛進和社會經濟的不斷發展 , 計算機技術有了很大的發展和進步。當今,計算機技術已經被廣泛應用到生產生活的各個領域,極大地提高了生產效率 , 進一步推動了社會經濟的發展。
參考文獻:
[1] 戴宗坤,羅萬伯,唐三平.信息系統安全[M].北京:金城出版社,2000.
[2]馮登國. 計算機通信網絡安全[M]. 北京:清華大學出版社,2001.
閱讀期刊:計算機科學與探索
《計算機科學與探索》是由中國電子科技集團公司主管、華北計算技術研究所主辦的國內外公開發行的計算機學報級高級學術期刊,中國計算機學會會刊。報道計算機(硬件、軟件)各學科具有創新性、前沿性、導向性、開拓性及探索性的科研成果。
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