計(jì)算機(jī)發(fā)展的論文
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度是其它科學(xué)行業(yè)不可比擬的,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)是采用先進(jìn)的電子技術(shù)來(lái)代替陳舊落后的機(jī)械或繼電器技術(shù),隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,應(yīng)用到計(jì)算機(jī)上,使計(jì)算機(jī)的體積越來(lái)越小,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度越來(lái)越快,價(jià)格越來(lái)越低。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于計(jì)算機(jī)發(fā)展的論文的內(nèi)容,歡迎大家閱讀參考!
計(jì)算機(jī)發(fā)展的論文篇1
淺談?dòng)?jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)展望
【摘要】 計(jì)算機(jī)的發(fā)展將趨向超高速、超小型、平行處理和智能化,量子、光子、分子和納米計(jì)算機(jī)將具有感知、思考、判斷、學(xué)習(xí)及一定的自然語(yǔ)言能力,使計(jì)算機(jī)進(jìn)入人工智能時(shí)代。這種新型計(jì)算機(jī)將推動(dòng)新一輪計(jì)算技術(shù)革命,并帶動(dòng)光互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
【關(guān)鏈詞】計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 新型計(jì)算機(jī)
一、 前言
計(jì)算機(jī)的發(fā)展將趨向超高速、超小型、并行處理和智能化。自從1944年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生以來(lái),計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的性能受到挑戰(zhàn),開(kāi)始從基本原理上尋找計(jì)算機(jī)發(fā)展的突破口,新型計(jì)算機(jī)的研發(fā)應(yīng)運(yùn)而生。未來(lái)量子、光子和分子計(jì)算機(jī)將具有感知、思考、判斷、學(xué)習(xí)以及一定的自然語(yǔ)言能力,使計(jì)算機(jī)進(jìn)人人工智能時(shí)代。這種新型計(jì)算機(jī)將推動(dòng)新一輪計(jì)算技術(shù)革命,對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
二、智能化的超級(jí)計(jì)算機(jī)
超高速計(jì)算機(jī)采用平行處理技術(shù)改進(jìn)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu),使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同時(shí)執(zhí)行多條指令或同時(shí)對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度。超級(jí)計(jì)算機(jī)通常是由數(shù)百數(shù)千甚至更多的處理器(機(jī))組成,能完成普通計(jì)算機(jī)和服務(wù)器不能計(jì)算的大型復(fù)雜任務(wù)。從超級(jí)計(jì)算機(jī)獲得數(shù)據(jù)分析和模擬成果,能推動(dòng)各個(gè)領(lǐng)域高精尖項(xiàng)目的研究與開(kāi)發(fā),為我們的日常生活帶來(lái)各種各樣的好處。最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)接近于復(fù)制人類大腦的能力,具備更多的智能成份.方便人們的生活、學(xué)習(xí)和工作。世界上最受歡迎的動(dòng)畫(huà)片、很多耗巨資拍攝的電影中,使用的特技效果都是在超級(jí)計(jì)算機(jī)上完成的。日本、美國(guó)、以色列、中國(guó)和印度首先成為世界上擁有每秒運(yùn)算1萬(wàn)億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家,超級(jí)計(jì)算機(jī)已在科技界內(nèi)引起開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新狂潮。
三、新型高性能計(jì)算機(jī)問(wèn)世
硅芯片技術(shù)高速發(fā)展的同時(shí),也意味看硅技術(shù)越來(lái)越接近其物理極限。為此,世界各國(guó)的研究人員正在加緊研究開(kāi)發(fā)新型計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)都將產(chǎn)生一次量與質(zhì)的飛躍。新型的量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、分子計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)等,將會(huì)在二十一世紀(jì)走進(jìn)我們的生活,遍布各個(gè)領(lǐng)域。
1.量子計(jì)算機(jī)
量子計(jì)算機(jī)的概念源于對(duì)可逆計(jì)算機(jī)的研究,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(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。量子計(jì)算機(jī)是基于量子效應(yīng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的,它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來(lái)表示開(kāi)與關(guān)的狀態(tài),利用激光脈沖來(lái)改變分子的狀態(tài).使信息沿著聚合物移動(dòng).從而進(jìn)行運(yùn)算。量子計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)用量子位存儲(chǔ)。由于量子疊加效應(yīng),一個(gè)量子位可以是0或1,也可以既存儲(chǔ)0又存儲(chǔ)1。因此,一個(gè)量子位可以存儲(chǔ)2個(gè)數(shù)據(jù),同樣數(shù)量的存儲(chǔ)位,量子計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)量比通常計(jì)算機(jī)大許多。同時(shí)量子計(jì)算機(jī)能夠?qū)嵭辛孔硬⑿杏?jì)算,其運(yùn)算速度可能比目前計(jì)算機(jī)的Pentium DI晶片快10億倍。除具有高速并行處理數(shù)據(jù)的能力外,量子計(jì)算機(jī)還將對(duì)現(xiàn)有的保密體系、國(guó)家安全意識(shí)產(chǎn)生重大的沖擊。
無(wú)論是量子并行計(jì)算還是量子模擬計(jì)算,本質(zhì)上都是利用了量子相干性。世界各地的許多實(shí)驗(yàn)室正在以巨大的熱情追尋著這個(gè)夢(mèng)想。目前已經(jīng)提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點(diǎn)操縱、超導(dǎo)量子干涉等。量子編碼采用糾錯(cuò)、避錯(cuò)和防錯(cuò)等。量子計(jì)算機(jī)使計(jì)算的概念煥然一新。
2.光子計(jì)算機(jī)
光子計(jì)算機(jī)是利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳翰和存儲(chǔ)。光子計(jì)算機(jī)即全光數(shù)字計(jì)算機(jī),以光子代替電子,光互連代替導(dǎo)線互連,光硬件代替計(jì)算機(jī)中的電子硬件,光運(yùn)算代替電運(yùn)算。在光子計(jì)算機(jī)中,不同波長(zhǎng)的光代表不同的數(shù)據(jù),可以對(duì)復(fù)雜度高、計(jì)算量大的任務(wù)實(shí)現(xiàn)快速地并行處理。光子計(jì)算機(jī)將使運(yùn)算速度在目前基礎(chǔ)上呈指數(shù)上升。
3.分子計(jì)算機(jī)
分子計(jì)算機(jī)體積小、耗電少、運(yùn)算快、存儲(chǔ)量大。分子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息,并以更有效的方式進(jìn)行組織排列。分子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過(guò)程就是蛋白質(zhì)分子與周?chē)锢砘瘜W(xué)介質(zhì)的相互作用過(guò)程。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為酶,而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來(lái)。生物分子組成的計(jì)算機(jī)具備能在生化環(huán)境下,甚至在生物有機(jī)體中運(yùn)行,并能以其它分子形式與外部環(huán)境交換。因此它將在醫(yī)療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發(fā)揮無(wú)法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自動(dòng)機(jī)模型、仿生算法、分子化學(xué)反應(yīng)算法等幾種類型。分子芯片體積可比現(xiàn)在的芯片大大減小,而效率大大提高,分子計(jì)算機(jī)完成一項(xiàng)運(yùn)算,所需的時(shí)間僅為10微微秒,比人的思維速度快100萬(wàn)倍。分子計(jì)算機(jī)具有驚人的存貯容量,1立方米的DNA溶液可存儲(chǔ)1萬(wàn)億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。分子計(jì)算機(jī)消耗的能量非常小,只有電子計(jì)算機(jī)的十億分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白質(zhì)分子,所以分子計(jì)算機(jī)既有自我修復(fù)的功能,又可直接與分子活體相聯(lián)。美國(guó)已研制出分子計(jì)算機(jī)分子電路的基礎(chǔ)元器件,可在光照幾萬(wàn)分之一秒的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。以色列科學(xué)家已經(jīng)研制出一種由DNA分子和酶分子構(gòu)成的微型分子計(jì)算機(jī)。預(yù)計(jì)20年后,分子計(jì)算機(jī)將進(jìn)人實(shí)用階段。
4.納米計(jì)算機(jī)
納米計(jì)算機(jī)是用納米技術(shù)研發(fā)的新型高性能計(jì)算機(jī)。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍,質(zhì)地堅(jiān)固,有著極強(qiáng)的導(dǎo)電性,能代替硅芯片制造計(jì)算機(jī)。“納米”是一個(gè)計(jì)量單位,大約是氫原子直徑的10倍。納米技術(shù)是從20世紀(jì)80年代初迅速發(fā)展起來(lái)的新的前沿科研領(lǐng)域,最終目標(biāo)是人類按照自己的意志直接操縱單個(gè)原子,制造出具有特定功能的產(chǎn)品?,F(xiàn)在納米技術(shù)正從微電子機(jī)械系統(tǒng)起步,把傳感器、電動(dòng)機(jī)和各種處理器都放在一個(gè)硅芯片上而構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。應(yīng)用納米技術(shù)研制的計(jì)算機(jī)內(nèi)存芯片,其體積只有數(shù)百個(gè)原子大小,相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計(jì)算機(jī)不僅幾乎不需要耗費(fèi)任何能源,而且其性能要比今天的計(jì)算機(jī)強(qiáng)大許多倍。美國(guó)正在研制一種連接納米管的方法,用這種方法連接的納米管可用作芯片元件,發(fā)揮電子開(kāi)關(guān)、放大和晶體管的功能。專家預(yù)測(cè),10年后納米技術(shù)將會(huì)走出實(shí)驗(yàn)室,成為科技應(yīng)用的一部分。納米計(jì)算機(jī)體積小、造價(jià)低、存量大、性能好,將逐漸取代芯片計(jì)算機(jī),推動(dòng)計(jì)算機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展。
我們相信,新型計(jì)算機(jī)與相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,是二十一世紀(jì)科技領(lǐng)域的重大創(chuàng)新,必將推進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)人類發(fā)展史上的重大突破??茖W(xué)在發(fā)展,人類在進(jìn)步,歷史上的新生事物都要經(jīng)過(guò)一個(gè)從無(wú)到有的艱難歷程,隨著一代又一代科學(xué)家們的不斷努力,未來(lái)的計(jì)算機(jī)一定會(huì)是更加方便人們的工作、學(xué)習(xí)、生活的好伴侶。
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