1.1.4未來計算機的發展趨勢
在計算機誕生之初,很少有人能深刻地預見計算機技術對人類巨大的潛在影響,甚至沒有人 能預見計算機的發展速度是如此迅猛,如此地黜人們的想象。展望未來,計算機技術的發展又會沿著一條什麼樣的軌道前行呢?
1.電子計算機的發展方向
從型別上看,電子計算機技術正在向巨型化、微型化、網路化和智慧型化方向的發展。
1)巨型化
巨型化是指計算機的計算速度更快、儲存容量更大、功能更完善、可靠性更高,其運算速度可達到每秒萬萬億次。儲存容量超過幾百t位元組。巨型機的應用範圍如今已日趨廣泛,在航天、軍事工業、氣象、電子、人工智慧等幾十個科學領域發揮著巨大的作用。特別是在尖端科學技術和局勢國防系統的研究開發中。體現了計算機科學技術的發展水平。
2)微型化
微型計算機從過去的台式電腦迅速向便攜機、掌上機、膝上機發展,其低廉的**、方便的使用、豐富的軟體,使其受到人們的青睞。同時也為工作控制過程的心臟,使儀器裝置實現「智慧型化」。隨著微電子技術的進一步發展,微型計算機必將以更優的效能**比受到人們的歡迎
3)網路化
網路化指利用現代通訊技術和計算機技術,把分布在不同地點的計算機互聯起來,按照網路協議互相通訊,以共享軟體、硬體和資料資源。目前,計算機網路在交通、金融、企業管理、教育、電信、商業、娛樂等各行各業中得到了使用。
4)智慧型化
智慧型化指計算機模擬人的感覺和思維過程的能力。智慧型化是計算機發展的乙個重要方向。智慧型計算機具有解決問題和邏輯推理的功能以及知識處理和知識庫管理的功能等。未來的計算機將能接受自然語言的命令,有視覺、聽覺和觸覺,但可能不再有現在計算機的外形,體系結構也會不同。
目前已研製出的機械人有的可以代替人從事危險環境中的勞動,有的能與人下棋等,這都從本質上擴充了計算機的能力,使計算機成為可以越來越多地替代人的思維活動和腦力勞動的電腦。2.未來新一代的計算機
計算機中最重要的核心部件是晶元,晶元製造技術的不斷進步是推動計算機技術發展的動力。目前的晶元主要採用光蝕刻技術製造,即讓光線透過刻有線路圖的掩膜照射在矽片表面以 進行線路蝕刻。當前主要是用紫外光進行光刻操作,隨著紫外光波長的縮短,芯3-3:的線寬將會 繼續大幅度縮小,同樣大小的晶元上可以容納更多的電晶體,從而推動半導體工業繼續前進。但 是,當紫外光波長縮短到小於193 nm時(蝕刻線寬0.18 nm),傳統的石英透鏡組會吸收光線而 不是將其折射或彎曲。因此,研究人員正在研究下一代光刻技術(next generation lithography, ngl),包括極紫外(euv)光刻技術、離子束投影光刻技術 (ion projection lithography,ipl)、角度 限制投影電子束光刻技術(scalpel)以及x射線光刻技術。
然而,以矽為基礎的晶元製造技術的發展不是無限的。專家預言,隨著電晶體的尺寸接近奈米級,不僅晶元發熱等***逐漸顯現,電子的執行也難以控制,電晶體將不再可靠。下一代計 算機無論是從體系結構、工作原理,還是器件及製造技術,都應該進行顛覆性變革了。目前有可能的技術至少有四種:奈米技術、光技術、生物技術和量子技術。利用這些技術研究新一代計算 機就成為世界各國研究的焦點。
1)模糊計算機
2023年,英國人查德創立了模糊資訊理論。依照模糊理論,判斷問題不是以是和非兩種絕 對的值或0和1兩種數碼來表示,而是取許多值,如接近、幾乎、差不多及差得遠等模糊值來表示。用這種模糊的、不確切的判斷進行工程處理的計算機就是模糊計算機。模糊計算機是建立 在模糊數學基礎上的計算機。模糊計算機除具有一般計算機的功能外,還具有學習、思考、判斷和對話的能力,可以立即辨識外界物體的形狀和特徵,甚至可幫助人從事複雜的腦力勞動。日本 科學家把模糊計算機應用在地鐵管理上。日本東京以北320 km的仙台市的地鐵列車在模糊計 算機的控制下,自2023年以來一直安全、平穩地行駛著,車上的乘客可以不必攀扶拉手吊帶,這是因為,在列車行進中模糊邏輯「司機」判斷行車情況的錯誤幾乎比人類司機要少70%。l990年,日本松下公司把模糊計算機裝在洗衣機裡,能根據衣服的骯髒程度、衣服的質料調節洗衣程式。我國有些品牌的洗衣機也裝上了模糊邏輯晶元。此外,人們還把模糊計算機裝在吸塵器裡,可以根據灰塵量以及地毯的厚實程度調整吸塵器的功率。模糊計算機還能用於**災情判斷、疾病醫療診斷、發酵工程控制、海空導航巡視等多個方面。
2)生物計算機
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