信息技術(shù)發(fā)展歷程及展望PPT課件

1、信息技術(shù)發(fā)展歷程及展望量子計(jì)算機(jī) Quantum Computer 量子計(jì)算機(jī)就是以量子力學(xué)原理直接進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算機(jī) 基本信息單元叫做一個(gè)量子量子比特或昆比特（qubit） 一個(gè)昆比特能存在于0或1的狀態(tài)，或者同時(shí)存在于0和1的狀態(tài)，這說明量子比特比比特可以表示的狀態(tài)多。而且量子量子重疊態(tài)允許同時(shí)進(jìn)行許多運(yùn)算，這就是已知的量子量子平行，可以大大減少計(jì)算時(shí)間商用量子計(jì)算機(jī)商用量子計(jì)算機(jī) 比較 因此標(biāo)記有16-qubit能力的量子計(jì)算機(jī)就可以同時(shí)進(jìn)行2的16次方運(yùn)算。也就是同時(shí)進(jìn)行64000次運(yùn)算。需要注意的是，這是真正意義上的同時(shí)并行運(yùn)算，傳統(tǒng)的單核心計(jì)算機(jī)在同一時(shí)刻僅僅能進(jìn)行一次運(yùn)算。 與經(jīng)典

2、計(jì)算機(jī)相比，量子計(jì)算機(jī)最重要的優(yōu)越性體現(xiàn)在量子并行計(jì)算上。 除了進(jìn)行一些超快速計(jì)算外，量子計(jì)算機(jī)另一方面的重要用途是用來模擬量子系統(tǒng)生物計(jì)算機(jī) BioComputer產(chǎn)生原因: 計(jì)算機(jī)工業(yè)飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)日益成熟。然而目前晶體管的密度已接近當(dāng)前技術(shù)的理論極限，發(fā)展空間似乎越來越小，所以人們不斷尋找新的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)。原理 仿生學(xué)同樣可應(yīng)用到計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中 生物計(jì)算機(jī)主要是以生物電子元件構(gòu)建的計(jì)算機(jī)。它利用蛋白質(zhì)有開關(guān)特性，用蛋白質(zhì)分子做元件從而制成的生物芯片優(yōu)勢 用蛋白質(zhì)制成的計(jì)算機(jī)芯片，它的一個(gè)存儲(chǔ)點(diǎn)只有一個(gè)分子大小，所以它的存儲(chǔ)容量可以達(dá)到普通計(jì)算機(jī)的十億倍。由蛋白質(zhì)構(gòu)成的集成電路，其大小只

3、相當(dāng)于硅片集成電路的十萬分之一。而且運(yùn)行速度更快，大大超過人腦的思維速度。優(yōu)勢 首先，它體積小，功效高。在一平方毫米的面積上，可容納幾億個(gè)電路，比目前的集成電路小得多，用它制成的計(jì)算機(jī)，已經(jīng)不像現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的形狀了，可以隱藏在桌角、墻壁或地板等地方。 優(yōu)勢 其次，當(dāng)我們在運(yùn)動(dòng)中，不小心碰傷了身體，有的上點(diǎn)兒藥，有的年輕人甚至藥都不上，過幾天，傷口就愈合了。這是因?yàn)槿梭w具有自我修復(fù)功能。同樣，生物計(jì)算機(jī)也有這種功能，當(dāng)它的內(nèi)部芯片出現(xiàn)故障時(shí)，不需要人工修理，能自我修復(fù)，所以，生物計(jì)算機(jī)具有永久性和很高的可靠性。 優(yōu)勢 再者，生物計(jì)算機(jī)的元件是由有機(jī)分子組成的生物化學(xué)元件，它們是利用化學(xué)反應(yīng)工作的，

4、所以，只需要很少的能量就可以工作了，因此，不會(huì)像電子計(jì)算機(jī)那樣，工作一段時(shí)間后，機(jī)體會(huì)發(fā)熱，而它的電路間也沒有信號干擾。類型 生物分子或超分子芯片 自動(dòng)機(jī)模型： 如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、免疫網(wǎng)絡(luò)、細(xì)胞自動(dòng)機(jī)等 仿生算法：以生物智能為基礎(chǔ) 生物化學(xué)反應(yīng)算法：立足于可控的生物化學(xué)反應(yīng)或反應(yīng)系統(tǒng)，追求運(yùn)算的高度并行化，從而提供運(yùn)算的效率。DNA計(jì)算機(jī)屬于此類網(wǎng)格計(jì)算 Grid Computing 復(fù)雜科學(xué)計(jì)算的新型計(jì)算模式。 這種計(jì)算模式是利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個(gè)“虛擬的超級計(jì)算機(jī)”，其中每一臺(tái)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì)算是由成千上萬個(gè)“節(jié)點(diǎn)”組成的“一張網(wǎng)格”優(yōu)勢 “虛擬

5、的超級計(jì)算機(jī)”有兩個(gè)優(yōu)勢一個(gè)是數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)另一個(gè)是能充分利用網(wǎng)絡(luò)上的閑置處理能力原理 網(wǎng)格計(jì)算模式首先把要計(jì)算的數(shù)據(jù)分割成若干“小片”，而計(jì)算這些“小片”的軟件通常是一個(gè)預(yù)先編制好的屏幕保護(hù)程序，然后不同節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)可以根據(jù)自己的處理能力下載一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)片斷和這個(gè)屏幕保護(hù)程序。于是“演出開始了”，只要，節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)的用戶不使用計(jì)算機(jī)時(shí)，屏保程序就會(huì)工作，這樣這臺(tái)計(jì)算機(jī)的閑置計(jì)算能力就被充分地調(diào)動(dòng)起來了。 案例 SETIHOME項(xiàng)目是網(wǎng)格計(jì)算的一個(gè)成功典范。 該項(xiàng)目在1999年初開始將分布于世界各地的200萬臺(tái)個(gè)人電腦組成計(jì)算機(jī)陣列，用于搜索射電天文望遠(yuǎn)鏡信號中的外星文明跡象。該項(xiàng)目組稱，

6、在不到兩年的時(shí)間里，這種計(jì)算方法已經(jīng)完成了單臺(tái)計(jì)算機(jī)345000年的計(jì)算量。發(fā)展方向 網(wǎng)格計(jì)算是分布式計(jì)算(Distributed Computing)的一種，不僅受到需要大型科學(xué)計(jì)算的國家級部門，目前很多大公司也開始追捧這種計(jì)算模式。機(jī)器人技術(shù) Robot Technology 隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人的使用正變得越來越頻繁。兩個(gè)最新案例用腦電波控制的機(jī)器人 機(jī)器人通常都是按照事先設(shè)計(jì)好的程序執(zhí)行任務(wù)。而這種新型機(jī)器人原理不同，它先感應(yīng)并分析各個(gè)構(gòu)件的反應(yīng)，然后再根據(jù)具體反應(yīng)自行制定行動(dòng)程序。用意念思維去控制機(jī)械臂用意念思維去控制機(jī)械臂發(fā)現(xiàn)物品畫面被傳送到人腦-計(jì)算機(jī)界面，操控者戴

7、上一頂特制的帽子控制機(jī)器人，這頂帽子上共有32個(gè)獨(dú)立的電極與大腦頭皮接觸。操控者把焦點(diǎn)放在需要機(jī)器人拾起的物品上。通過接受人腦思維產(chǎn)生的腦電波，機(jī)器人可以完成一系列動(dòng)作指令，包括撿拾物品并把它們拿到另一目標(biāo)桌子上，機(jī)器人還可以左右移動(dòng)。在演示過程中，科學(xué)家們還嘗試將操控者與機(jī)器人分隔在兩個(gè)不同的房間內(nèi)，機(jī)器人同樣可以利用腦電掃描儀接受人腦發(fā)出的信號指令，并做出各種正確的動(dòng)作。 因特網(wǎng)2和下一代因特網(wǎng) Web 2.0如果說WEB1.0是以數(shù)據(jù)為核心的網(wǎng)，那我覺得WEB2.0是以人為出發(fā)點(diǎn)的互聯(lián)網(wǎng)Web 1.0 在WEB1.0上做出巨大貢獻(xiàn)的公司有Netscape，Yahoo和Google。 Ne

8、tscape研發(fā)出第一個(gè)大規(guī)模商用的瀏覽器 Yahoo的楊致遠(yuǎn)提出了互聯(lián)網(wǎng)黃頁 而Google后來居上，推出了大受歡迎的搜索服務(wù)。幾個(gè)WEB 2.0的新產(chǎn)品 Blog： 個(gè)人博客，發(fā)表新知識，和其他用戶內(nèi)容鏈接 RSS： 用戶產(chǎn)生內(nèi)容自動(dòng)分發(fā)，定閱 Podcasting： 個(gè)人視頻/聲頻的發(fā)布/定閱 SNS： blog+人和人之間的鏈接 WIKI： 用戶共同建設(shè)一個(gè)大百科全書比較與結(jié)論 從內(nèi)容產(chǎn)生者角度看，WEB1.0是商業(yè)公司為主體把內(nèi)容往網(wǎng)上搬，而WEB2.0則是以用戶為主，以簡便隨意方式，通過blog/podcasting 方式把新內(nèi)容往網(wǎng)上搬 從交互性看，WEB1.0是網(wǎng)站對用戶為主；WEB2.0是以P2P（點(diǎn)對點(diǎn)）為主。虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)用化 Virtual Reali