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论计算机发展前景
许慧敏
计算机发展史前景
计算机是新技术革命的一支主力,也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。
计算机的发展史,根据计算机所采用的物理器件不同,可分为四个阶段:
第一代:电子管计算机,开始于1946年,结构上以CPU为中心,使用机器语言,速度慢、存储量小,主要用于数值计算。
第二代:晶体管计算机,开始于1958年,结构上以存储器为中心,使用高级语言应用范围扩大到数据处理和工业控制。
第三代:中小规模集成电路计算机,开始于1964年,结构上仍以存储器为中心,增加了多种外部设备,软件得到一定发展,计算机处理图像、文字和资料功能加强。
第四代:大、超大规模集成电路计算机,开始于1971年,应用更加广泛,出现了微型计算机。
现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具它的处理对象是信息,处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法,都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则,它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要
的输出信息。
进入21世纪,电脑更是笔记本化、微型化和专业化,每秒运算度超过100万次,不但操作简易、价格便宜,而且可以代替人们的部分脑力劳动,甚至在某些方面扩展了人的智能。已进入快车道的计算机,各种未来计算机概念已初具规模。目前世界上主要有三种未来计算机发展趋势:
(1)光子计算机
1990年初,美国贝尔实验室制成世界上第一台光子计算机。
光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮处理的新型计算机。光子计算机的基本组成部件是集成光路,要有激光器、透镜和核镜。
由于光子比电子速度快,光子计算机的运行速度可高达一万亿次。它的存贮量是现代计算机的几万倍,还可以对语言、图形和手势进行识别与合成。
目前,许多国家都投入巨资进行光子计算机的研究。光子计算机的许多关键技术,如光存储技术、光互连技术、光电子集成电路等都已经获得突破,最大幅度地提高光子计算机的运算能力是当前科研工作面临的攻关课题。光子计算机的问世和进一步研制、完善,将为人类跨向更加美好的明天,提供无穷的力量,现代光学与计算机技术、微
电子技术相结合,在不久的将来,光子计算机将成为人类普遍的工具。
(2)仿生的生物计算机。
生物计算机的主要以生物工程技术产生的蛋白质分子作为生物芯片,利用有机化合物存储数据。在这种芯片中,信息以波的形式传播,当波沿着蛋白质分子链传播时,会引起蛋白质分子链中单键、双键结构顺序的变化,当一列波传播到分子链的某一部位,它们就像硅芯片集成电路中的载流子那样传递信息。计算机的优越性是十分诱的,其运算速度要比当今最新一代计算机快10万倍,但能量消耗仅