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计算机的发展路径

发布人:管理员 发布时间:2012-09-09 出处:TsunYoung 点击量:2189次


一.计算机发展的几个交互融合维度

  多极化

随着计算机应用的不断纵深化,计算机的发展呈现巨型化、大型化、小型化、微型化的多极并行趋势。如巨型计算机主要应用于天文、气象、地质、核反应、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术和国防事业领域,它也是一个国家综合实力的标志。目前运算速度为每秒几百亿次到上万亿次的巨型计算机已经投入运行,并正在研制更高速的巨型机。

 

  智能化

智能化使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力。智能化的研究包括模式识别、图像识别、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系统和智能机器人等。目前,已研制出多种具有人的部分智能的机器人。

电子计算机从诞生起就致力于模拟人类思维,希望计算机越来越聪明。然而,自从1956年提出人工智能理论以来,计算机在智能化方向迈进的步伐缓慢。目前计算机"思维"的方式与人类思维方式有很大区别,人类还很难以自然的方式,如语言、手势、表情与计算机打交道,计算机难用已成为阻碍计算机进一步普及的巨大障碍,但近几年的虚拟现实(VirtualReality)技术成效比较显著。

 

  网络化

所谓计算机网络化,是指用现代通信技术和计算机技术把分布在不同地点的计算机互联起来,组成一个规模大、功能强、可以互相通信的网络结构。网络化的目的是使网络中的软件、硬件和数据等资源能被网络上的用户共享。目前,大到世界范围的通信网,小到实验室内部的局域网已经很普及,因特网(Internet)已经连接包括我国在内的150多个国家和地区。网络化最强大的便携式终端就是移动手机和笔记本电脑。

   

   多媒体

多媒体计算机是当前计算机领域中最引人注目的高新技术之一,主要利用计算机技术、通信技术和大众传播技术,来综合处理多种媒体信息。这些信息包括文本、视频图像、图形、声音、文字等。多媒体计算机将真正改善人机界面,使计算机朝着人类接受和处理信息需要的方向发展。

多媒体技术是解决高清晰度电视、常规电视数字化、交互式电视、点播电视、多媒体电子邮件、远程教学、远程医疗、家庭办公、家庭购物、三电一体化等问题的最佳方法。另外,也是改造传统产业,特别是出版印刷、影视、广告、娱乐等产业的先进技术。

  普适化

计算机发展的趋势就是无处不在,以至于像没有计算机一样。近年来更明显的趋势是网络化与向各个领域的渗透。国外称这种趋势为普适计算(Pervasive Computing)或叫无处不在的计算。

二.计算机技术发展的几个核心着力点

 

芯片技术

1971年微处理器问世后,计算机经历了4位机、8位机和16位机的时代,90年代初,出现了32位结构的微处理器计算系统,并将进入64位计算时代……

并行处理技术

并行处理技术包括:并行结构、并行算法、并行操作系统、并行语言及其编译系统。另外,并行处理方式有多处理机体系结构、大规模并行处理系统、工作站群(包括工作站机群系统、网络工作站)。目前,MP是指具有100个以下CPU的系统,MPP是指具有100个上以CPU的系统。

分布式客户(服务器)模式

早期的集中式主机模式逐渐被客户(服务器)模式所取代,如今已发展为基于InternetWeb技术的三层模式。服务器的总体结构模式将由目前的UMANUMAMPP等模式发展到利用高速交换设备把多个CPU、内存和I/O模块联接在一起的CrossbarSwitches模式,从而将大大提高CPU、内存和I/O的通信带宽与互联能力以及服务器的处理能力,其配置更注重灵活性、可伸缩性和可靠性,而成为下一代高性能服务器。
   
存储设备也将向网络化发展,通过高速光纤通道与其存储交换设备通道联接在一起;存储设备将实现集中管理;存储设备的动态分布和分配使应用软件所需的存储容量变得十分灵活;网络化存储设备可实现网络连到哪里,存储设备也分布到哪里。

千兆位网络
   千兆位以太网与以太网及快速以太网使用相同的变量长度帧格式,无须对网络进行其它改动便可升级,是在老的以太网用户中安装的。千兆位以太网分为交换式、路由式和共享式多种解决方案。所有的网络技术,包括IP交换技术和Layer交换技术,均与千兆位以太网全面兼容。

 

网络计算

   

 

Java技术

Java芯片的开发,如芯片的设计和生产、嵌入式家用电器、基于Java技术的新型计算机系统、网络计算机系统、WebTVInternetTV顶置盒(TSB)等。
②企业综合信息处理系统,如企业JavaComputingJava在金融业中的应用、电子贸易、电子商务等。
JavaInternetIntranet方面的应用,如Website信息咨询服务、WWW资源集成、电子广告、远程教学、远程医疗等。

三.计算机的未来

量子计算机

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理的量子物理设备,当某个设备是由两子元件组装,处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。

 

  神经网络计算机

人脑总体运行速度相当于每妙1000万亿次的电脑功能,可把生物大脑神经网络看做一个大规模并行处理的、紧密耦合的、能自行重组的计算网络。从大脑工作的模型中抽取计算机设计模型,用许多处理机模仿人脑的神经元机构,将信息存储在神经元之间的联络中,并采用大量的并行分布式网络就构成了神经网络计算机。

 

 化学、生物计算机

在运行机理上,化学计算机以化学制品中的微观碳分子作信息载体,来实现信息的传输与存储。DNA分子在酶的作用下可以从某基因代码通过生物化学反应转变为另一种基因代码,转变前的基因代码可以作为输入数据,反应后的基因代码可以作为运算结果,利用这一过程可以制成新型的生物计算机。生物计算机最大的优点是生物芯片的蛋白质具有生物活性,能够跟人体的组织结合在一起,特别是可以和人的大脑和神经系统有机的连接,使人机接口自然吻合,免除了繁琐的人机对话,这样,生物计算机就可以听人指挥,成为人脑的外延或扩充部分,还能够从人体的细胞中吸收营养来补充能量,不要任何外界的能源,由于生物计算机的蛋白质分子具有自我组合的能力,从而使生物计算机具有自调节能力、自修复能力和自再生能力,更易于模拟人类大脑的功能。现今科学家已研制出了许多生物计算机的主要部件—生物芯片。

 

 光计算机

光计算机是用光子代替半导体芯片中的电子,以光互连来代替导线制成数字计算机。与电的特性相比光具有无法比拟的各种优点:光计算机是“光”导计算机,光在光介质中以许多个波长不同或波长相同而振动方向不同的光波传输,不存在寄生电阻、电容、电感和电子相互作用问题,光器件有无电位差,因此光计算机的信息在传输中畸变或失真小,可在同一条狭窄的通道中传输数量大得难以置信的数据。