芻議計算機(jī)科學(xué)與計算機(jī)發(fā)展的認(rèn)識與思考

1、芻議計算機(jī)科學(xué)與計算機(jī)開展的認(rèn)識與考慮芻議計算機(jī)科學(xué)與計算機(jī)開展的認(rèn)識與考慮1.計算機(jī)開展的歷史沿革1.1在20世紀(jì)40-50年代，此階段被稱為大型主機(jī)階段即第一代電子管計算機(jī)。期間經(jīng)歷了電子管數(shù)字計算機(jī)、晶體管數(shù)字計算機(jī)、集成電路數(shù)字計算機(jī)和大規(guī)模集成電路論文聯(lián)盟數(shù)字計算機(jī)的開展歷程，計算機(jī)技術(shù)逐漸走向成熟。1.2在20世紀(jì)60-70年代，此階段被稱為小型計算機(jī)階段其實就是對大型主機(jī)進(jìn)展的第一次縮小化變革，其本錢低廉，價格易被承受。而且可以滿足息處理的要求。1.3微型計算機(jī)階段是20世紀(jì)70-80年代的主流，也是對大型主機(jī)進(jìn)展的第二次縮小化變革。期間，美國蘋果公司推出了ApplEiI計算機(jī)，

2、并此后對它經(jīng)行了假設(shè)干次的演進(jìn)，最終翻開了個人計算機(jī)市場，為個人計算機(jī)的普及奠定了根基。1.4客戶機(jī)/效勞器階段其標(biāo)志階段是在1964年，IB與美國航空公司將2000多個訂票的終端用 線連接在了一起，建立了全球第一個聯(lián)機(jī)訂票系統(tǒng)，此舉標(biāo)志著計算機(jī)進(jìn)入了客戶機(jī)/效勞器階段。在其網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的核心局部就是效勞器，網(wǎng)絡(luò)的根底就是客戶機(jī)，效勞器不斷給客戶機(jī)提供所需要的網(wǎng)絡(luò)資源?？蛻魴C(jī)/效勞器構(gòu)造的最大優(yōu)點是能讓客戶端P的處理才能得到最大充分發(fā)揮，經(jīng)過客戶端處理過工作后，再提交給效勞器，使得效勞器的壓力可以得到大幅度降低。1.5Internet階段，也稱互聯(lián)網(wǎng)階段互聯(lián)網(wǎng)始于1969年，最初是因為加利福尼

3、亞大學(xué)洛杉機(jī)分校、史坦福大學(xué)研究學(xué)院、加利福尼亞大學(xué)、猶他州大學(xué)四所大學(xué)在ARPA制定的協(xié)定下，將四臺主要的計算機(jī)按照一定的通訊協(xié)議連接起來，此舉標(biāo)志著互聯(lián)網(wǎng)的誕生。至今為止，互聯(lián)網(wǎng)的功能越來越強(qiáng)大，帶寬速度也越來越快。其交互性、即時性、多媒體性、全球性、海量性的特性突顯?；ヂ?lián)網(wǎng)的意義不應(yīng)低估。它是人類邁向地球村堅實的一步。1.6從2022年起，云計算時代降臨云計算ludputing概念逐漸流行起來，它正在成為一個通俗和群眾化的詞語。云計算被視為革命性的計算模型，因為它使得超級計算才能通過互聯(lián)網(wǎng)自由流通成為了可能。企業(yè)與個人用戶無需再投入昂貴的硬件購置本錢，只需要通過互聯(lián)網(wǎng)來購置租賃計算力，用

4、戶只用為自己需要的功能付錢，同時消除傳統(tǒng)軟件在硬件，軟件，專業(yè)技能方面的花費。云計算讓用戶脫離技術(shù)與部署上的復(fù)雜性而獲得應(yīng)用。云計算囊括了開發(fā)、架構(gòu)、負(fù)載平衡和商業(yè)形式等，是軟件業(yè)的將來形式。它基于eb的效勞，以互聯(lián)網(wǎng)為中心。2.計算機(jī)的將來開展形式2.1分子計算機(jī)分子計算機(jī)體積孝耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機(jī)的運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)展組織排列。分子計算機(jī)的運算過程就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)的互相作用過程。轉(zhuǎn)換開關(guān)為酶，而程序那么在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的構(gòu)造中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計算機(jī)具備能在生化環(huán)境下，甚至在生物有機(jī)體中運行，

5、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)揮無法替代的作用。分子芯片體積可比如今的芯片大大減小，而效率大大進(jìn)步，分子計算機(jī)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。分子計算機(jī)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(jìn)制數(shù)據(jù)。分子計算機(jī)消耗的能量非常小，只有電子計算機(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)。2.2量子計算機(jī)量子計算機(jī)是利用原子所具有的量子特性進(jìn)展信息處理的一種全新概念的計算機(jī)。量子理論認(rèn)為，非互相作用下，原子在任一時刻都處于兩種狀態(tài)，稱之

6、為量子超態(tài)。原子會旋轉(zhuǎn)，即同時沿上、下兩個方向自旋，這正好與電子計算機(jī)0與1完全吻合。假如把一群原子聚在一起，它們不會像電子計算機(jī)那樣進(jìn)展的線性運算，而是同時進(jìn)展所有可能的運算，例如量子計算機(jī)處理數(shù)據(jù)時不是分步進(jìn)展而是同時完成。只要40個原子一起計算，就相當(dāng)于今天一臺超級計算機(jī)的論文聯(lián)盟性能。量子計算機(jī)以處于量子狀態(tài)的原子作為中央處理器和內(nèi)存，其運算速度可能比目前的奔騰4芯片快10億倍，就像一枚信息火箭，在一瞬間搜尋整個互聯(lián)網(wǎng)。2.3光子計算機(jī)光子計算機(jī)是一種由光信號進(jìn)展數(shù)字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機(jī)。光子計算機(jī)的根本組成部件是集成光路，要有激光器、透鏡和核鏡。由于光子比電子速

7、度快，光子計算機(jī)的運行速度可高達(dá)一萬億次。它的存貯量是現(xiàn)代計算機(jī)的幾萬倍，還可以對語言、圖形和手勢進(jìn)展識別與合成。2.4納米計算機(jī)納米計算機(jī)是用納米技術(shù)研發(fā)的新型高性能計算機(jī)。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍,質(zhì)地鞏固,有著極強(qiáng)的導(dǎo)電性,能代替硅芯片制造計算機(jī)。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。納米技術(shù)是從20世紀(jì)80年代初迅速開展起來的新的前沿科研領(lǐng)域，最終目的是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。如今納米技術(shù)正從微電子機(jī)械系統(tǒng)起步，把傳感器、電動機(jī)和各種處理器都放在一個硅芯片上而構(gòu)成一個系統(tǒng)。應(yīng)用納米技術(shù)研制的計算機(jī)內(nèi)存芯片，其

8、體積只有數(shù)百個原子大小，相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計算機(jī)不僅幾乎不需要消耗任何能源，而且其性能要比今天的計算機(jī)強(qiáng)大許多倍。2.5生物計算機(jī)20世紀(jì)80年代以來，生物工程學(xué)家對人腦、神經(jīng)元和感受器的研究傾注了很大精力，以期研制出可以模擬人腦思維、低耗、高教的第六代計算機(jī)生物計算機(jī)。用蛋白質(zhì)制造的電腦芯片，存儲量可以到達(dá)普通電腦的10億倍。生物電腦元件的密度比大腦神經(jīng)元的密度高100萬倍，傳遞信息的速度也比人腦思維的速度快100萬倍。2.6神經(jīng)計算機(jī)其特點是可以實現(xiàn)分布式聯(lián)想記憶并能在一定程度上模擬人和動物的學(xué)習(xí)功能。它是一種有知識、會學(xué)習(xí)、能推理的計算機(jī)，具有能理解自然語言、聲音、文字和圖像的才能，并且具有說話的才能，使人機(jī)可以用自然語言直接對話，它可以利用已有的和不斷學(xué)習(xí)到的知識，進(jìn)展思維、聯(lián)想、推