計算機未來的發展方向有哪些

2021-05-21 19:57:41 字數 3440 閱讀 8622

1樓:北京理工大學出版社

越來越多的專家認識到,試圖在傳統計算機的基礎上,大幅度提高計算機的效能,永遠都是一個空想。只有一切重新開始,才可能找到計算機發展的突破口。很多專家都在**,如何利用生物晶片、神經網路晶片等全新技術,促進計算機的再次飛躍。

但也有很多專家把目光投向了最基本的物理原理上,他們認為以光子、量子和分子計算機為代表的新技術,將推動新一輪的超級計算技術革命。

分子計算機

分子計算機之所以成為可能,靠的是當資訊變成正負電荷存在時,分子晶體可以充分的吸收它們,並且以更有效的方式組織和排列這些電荷,實現對資訊的高效處理。而且隨著奈米技術的發展,分子計算機的體積將劇減到令人難以置信的程度。

此外,消耗在分子計算機上的電能也將大大減少,但這並不影響它長期儲存大量資料的能力。

美國加州大學和惠普公司的聯合研究小組,曾在英國《科學》雜誌上發表文章,稱他們能通過特殊技術,製作出分子「邏輯閘」這種分子電路的基礎元件。美國橡樹嶺國家實驗所的研究人員,則採用另一種方式製造出了「邏輯閘」。他們把菠菜中的一種微小蛋白質分子提取出來,使之附著於金箔表面,並嚴格控制了分子排列的方向。

.實驗結果表明,這種蛋白質分子可以在非常短的時間內產生感應電流,也就是說,由它製成的電路可以在很短的時間內開關「邏輯閘」,讓大量的資訊通過。

2023年9月,ibm的科學家第一次在一個單分子內,建成了計算機邏輯電路。這將最終促使更小、更快、更低能犛的新型計算機問世。當我們一直採用的矽晶片技術在未來10到15五年內達到極限,不可能再縮小時,這個**人會代替它再好好幹下去。

光子計算機

光子計算機是用光子取代電子,進行資料的運算、傳輸和儲存的新型計算機。『在這類計算機中,不同的資料由不同波長的光來表示。這種方法,遠勝於電子計算機利用電子「0」和「1」的狀態變化通過進行二進位制運算來處理資訊。

因此,出現複雜度高、計算量大的任務時,光子計算機能夠實現快速的並行處理,效率大大超過了電子計算機。據科學家估計,光子計算機將使運算速度呈指數倍地上升。

然而,要想製造真正的光子計算機,需要開發出一種光學電晶體作為基礎元件。有了光學電晶體,就可以用一束光波控制另一束光波,從而達到控制光子移動的最終目的。從理論上說,科學家們可以設計出這樣的裝置,但是它需要的溫度等條件太苛刻了,很難進入實用階段。

最近,美國的貝爾實驗室宣佈,它已經研製出了世界上第一臺光學計算機,運算速度高達每秒10億次。儘管這臺計算機與理論上的光學計算機還有一定距離,但已顯示出強大的生命力。

量子計算機

把量子力學和計算機結合起來的可能性,是在2023年由美國著名物理學家理查德·費因曼首次發現的。不久之後,英國牛津大學的物理學家戴維·多伊奇,於2023年初步闡述了量子計算機的概念,並指出,量子並行處理技術會大大提高傳統計算機的功能。

量子計算機最根本的優勢在於,它是利用比分子更小的原子,作為最基本的資料單位來進行運算。美國、英國和以色列等國家,都先後開展了有關量子計算機的基礎研究。

雖然分子、光子和量子計算機的研究才剛剛起步,它們究竟具有什麼樣的功能也並不清楚,但科學家們卻都充滿信心,各國**也非常支援他們的科研工作。在全世界的關注和支援下,這幾種新型計算機都將在未來一二十年內,取得突破性進展,並以獨特的形象與我們見面。

2樓:剛妍解盼晴

計算機發展可能有如下四個方向:

1.量子計算機

量子計算機是基於量子效應基礎上開發的,它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表小開與關的狀態,利用鐳射脈衝來改變分子的狀態,使資訊沿著聚合物移動,從而進行運算。量子計算機中的資料用量子位儲存。由於量子疊加效應,一個量子位可以是0或1,也可以既儲存0又儲存1。

因此,一個量子位可以儲存2個資料,同樣數量的儲存位,量子計算機的儲存量比通常計算機大許多。

2.光子計算機

光子計算機是利用光子取代電子進行資料運算、傳輸和儲存。光子計算機即全光數字計算機,以光子代替電子,光互連代替導線互連,光硬體代替計算機中的電子硬體,光運算代替電運算。在光子計算機中,不同波長的光代表不同的資料,可以對複雜度高、計算量大的任務實現快速地並行處理。

光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升。

3.分子計算機

分子計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。轉換開關為酶,而程式則在酶合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計算機具備能在生化環境下,甚至在生物有機體中執行,並能以其它分子形式與外部環境交換。

因此它將在醫療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發揮無法替代的作用。

4.奈米計算機

奈米計算機是用奈米技術研發的新型高效能運算機。奈米管元件尺寸在幾到幾十奈米範圍,質地堅固,有著極強的導電性,能代替矽晶片製造計算機。「現在奈米技術止從微電子機械系統起步,把感測器、電動機和各種處理器都放在一個矽晶片上而構成一個系統。應用

3樓:匿名使用者

計算機(***puter)俗稱電腦,是現代一種用於高速計算的電子計算機器,可以進行數值計算,又可以進行邏輯計算,還具有儲存記憶功能。是能夠按照程式執行,自動、高速處理海量資料的現代化智慧電子裝置。由硬體系統和軟體系統所組成,沒有安裝任何軟體的計算機稱為裸機。

可分為超級計算機、工業控制計算機、網路計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類,較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。

計算機發明者約翰·馮·諾依曼。計算機是20世紀最先進的科學技術發明之一,對人類的生產活動和社會活動產生了極其重要的影響,並以強大的生命力飛速發展。它的應用領域從最初的軍事科研應用擴充套件到社會的各個領域,已形成了規模巨大的計算機產業,帶動了全球範圍的技術進步,由此引發了深刻的社會變革,計算機已遍及一般學校、企事業單位,進入尋常百姓家,成為資訊社會中必不可少的工具。

4樓:逗比領域掌握者

應該主要向一些操作平臺方面發展,因為現在的計算機使用者越來越多了。

巨型化:天文、軍事、**、科學計算等領域需要進行大量的計算,要求計算機有更高的運算速度、更大的儲存量,這就需要研製功能更強的巨型計算機;

專業化:工業計算機、嵌入式裝置在工業上和專業領域應用前景廣闊,車載電腦、工控計算機、銀行系統等;

微型化:專用微型機已經大量應用於儀器、儀表和家用電器中。膝上型電腦已經大量進入辦公室和家庭,但是便攜性、續航能力仍不夠人們全天候使用,應運而生的行動式網際網路裝置(mid)、智慧手機、平板電腦不斷湧現,迅速普及;

網路化:行動通訊和網際網路成為當今世界發展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業務,它們的增長速度都是任何**家未曾預料到的,所以移動網際網路可以預見將會創造怎樣的經濟神話;

智慧化:目前的計算機已能夠部分地代替人的腦力勞動,但是人們希望計算機具有更多人的智慧,比如:自行思考,智慧識別,自動升級等等;

隨著計算機技術的發展,它已經成為我們工作上的工具,生活中的控制中心是必然的事情。計算機的未來充滿了變數。效能的大幅度提高是不可置疑的,而實現效能的飛躍卻有多種途徑。

不過效能的大幅提升並不是計算機發展的唯一路線,計算機的發展,還應當變得越來越人性化,同時也要注重環保等等。基於積體電路的計算機短期內還不會退出歷史舞臺。但一些新的計算機正在躍躍欲試地加緊研究,這些計算機是:

超導計算機、奈米計算機、光計算機、dna計算機和量子計算機等。

計算機專業發展方向,計算機專業就業方向

計算機專業 偏向應用的寬口徑專業 ui設計 平面設計 影視動漫設計 室內設計 電商 網路工程 軟體bai工程 數字媒du體技術 其實認準一個方向往哪發展都好,計算機專業靠精而不是泛,程式設計是必須的,如果不會程式設計的話就像一個沒有學過小學數學的人就開始學微積分 網路方向 要了解網路體系結構,各層原...

計算機的發展方向是怎樣的?

未來計算機發展的總趨勢是向小型化,巨型化和智慧化方向發展。讓計算機能夠模擬人類的智力活動,如學習 感知 理解 判斷 推理等能力。具備理解自然語言 聲音 文字和影象的能力,具有說話的能力,使人機能夠用自然語言直接對話。可以利用已有的和不斷學習到的知識,進行思維 聯想 推理,並得出結論,能解決複雜問題,...

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