計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展運(yùn)用

1、    計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展運(yùn)用    摘 要：未來(lái)的計(jì)算機(jī)方面的技術(shù)將會(huì)向著超高速、超小型、平行處理、智能化的方面來(lái)發(fā)展。盡管現(xiàn)在受到物理極限的約束，采用硅芯片的計(jì)算機(jī)的核心部件cpu的性能還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；技術(shù)；芯片技術(shù)計(jì)算機(jī)將能夠具備更多的智能方面的成分，它將具有非常多種感知能力、具備一定的思考和判定研究的能力及一定的自然語(yǔ)言能力。除了提供自然的輸進(jìn)手段（如語(yǔ)音輸進(jìn)、手寫(xiě)輸進(jìn)）外，讓人能產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)的各種交互設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是這一領(lǐng)域發(fā)展的集中體現(xiàn)。傳統(tǒng)的磁存儲(chǔ)、光盤(pán)存儲(chǔ)容量繼續(xù)攀升，新的海量存儲(chǔ)技術(shù)趨于成熟，新型的存儲(chǔ)器

2、每立方厘米存儲(chǔ)容量可達(dá)10tb（以一本書(shū)30萬(wàn)字計(jì)，它可存儲(chǔ)約1500萬(wàn)本書(shū)）。信息的永久存儲(chǔ)也將成為現(xiàn)實(shí)，千年存儲(chǔ)器正在研制中，這樣的存儲(chǔ)器可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕。如是，本日的大量文獻(xiàn)可以原汁原味保存、并流芳百世。硅芯片技術(shù)的高速發(fā)展同時(shí)也意味著硅技術(shù)越來(lái)越近其物理極限，為此，世界各國(guó)的探究職員正在加緊探究開(kāi)發(fā)新型計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)從體系結(jié)構(gòu)的變革到器件和技術(shù)革命都要產(chǎn)生一次量的乃至質(zhì)的奔騰。新型的量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)等將會(huì)在21世紀(jì)走進(jìn)我們的生活，遍布各個(gè)領(lǐng)域。量子計(jì)算機(jī)是基于量子效應(yīng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來(lái)表示開(kāi)和關(guān)的狀態(tài)，利用

3、激光脈沖來(lái)改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物移動(dòng)，從而進(jìn)行運(yùn)算。量子計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)用量子位存儲(chǔ)。由于量子疊加效應(yīng)，一個(gè)量子位可以是0或1，也可以既存儲(chǔ)0又存儲(chǔ)1。因此一個(gè)量子位可以存儲(chǔ)2個(gè)數(shù)據(jù)，同樣數(shù)目的存儲(chǔ)位，量子計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)量比通常計(jì)算機(jī)大很多。同時(shí)量子計(jì)算性能夠?qū)嵭辛孔硬⑿杏?jì)算，其運(yùn)算速度可能比目前個(gè)人計(jì)算機(jī)的pentium晶片快10億倍。目前正在開(kāi)發(fā)中的量子計(jì)算機(jī)有3種類(lèi)型：核磁共振（nmr）量子計(jì)算機(jī)、硅基半導(dǎo)體量子計(jì)算機(jī)、離子阱量子計(jì)算機(jī)。預(yù)計(jì)2030年將普及量子計(jì)算機(jī)。光子計(jì)算機(jī)即全光數(shù)字計(jì)算機(jī)，以光子代替電子，光互連代替導(dǎo)線互連，光硬件代替計(jì)算機(jī)中的電子硬件，光運(yùn)算代替電運(yùn)算。生物

4、計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過(guò)程就是蛋白質(zhì)分子和四周物理化學(xué)介質(zhì)的相互功能過(guò)程。計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由酶來(lái)充當(dāng)，而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來(lái)。20世紀(jì)70年代，人們發(fā)現(xiàn)脫氧核糖核酸（dna）處于不同狀態(tài)時(shí)可以代表信息的有或無(wú)。dna分子中的遺傳密碼相當(dāng)于存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，dna分子間通過(guò)生化反應(yīng)，從一種基因代瑪轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N基因代碼。反應(yīng)前的基因代碼相當(dāng)于輸進(jìn)數(shù)據(jù)，反應(yīng)后的基因代碼相當(dāng)于輸出數(shù)據(jù)。假如能控制這一反應(yīng)過(guò)程，那么就可以制作成功dna計(jì)算機(jī)。蛋白質(zhì)分子比硅晶片上電子元件要小得多，彼此相距甚近，生物計(jì)算機(jī)完成一項(xiàng)運(yùn)算，所需的時(shí)間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬(wàn)倍。dna分子計(jì)

5、算機(jī)具有驚人的存貯容量，1立方米的dna溶液，可存儲(chǔ)1萬(wàn)億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。dna計(jì)算機(jī)消耗的能量非常小，只有電子計(jì)算機(jī)的十億分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白質(zhì)分子，所以生物計(jì)算機(jī)既有自我修復(fù)的功能，又可直接和生物活體相聯(lián)。預(yù)計(jì)1020年后，dna計(jì)算機(jī)將進(jìn)進(jìn)實(shí)用階段?！凹{米”是一個(gè)計(jì)量單位，一個(gè)納米即是10-9米，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術(shù)是從80年代初迅速發(fā)展起來(lái)的新的前沿科研領(lǐng)域，終極目標(biāo)是人類(lèi)按照自己的意志直接操縱單個(gè)原子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品?，F(xiàn)在納米技術(shù)正從mems（微電子機(jī)械系統(tǒng)）起步，把傳感器、電動(dòng)機(jī)和各種處理器都放在一個(gè)硅芯片上而構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。應(yīng)用納米技術(shù)研制的計(jì)

6、算機(jī)內(nèi)存芯片，其體積不過(guò)數(shù)百個(gè)原子大小，相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計(jì)算機(jī)不僅幾乎不需要耗費(fèi)任何能源，而且其性能要比今天的計(jì)算機(jī)強(qiáng)大很多倍。目前，納米計(jì)算機(jī)的成功研制已有一些鼓舞人心的消息，惠普實(shí)驗(yàn)室的科研職員已開(kāi)始應(yīng)用納米技術(shù)研制芯片，一旦他們的探究獲得成功，將為其他縮微計(jì)算機(jī)元件的研制和生產(chǎn)展平道路。今天人們談到計(jì)算機(jī)必然地和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)，一方面孤立的未加進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)越來(lái)越難以見(jiàn)到，另一方面計(jì)算機(jī)的概念也被網(wǎng)絡(luò)所擴(kuò)展。二十世紀(jì)九十年代興起的internet在過(guò)往如火如荼地發(fā)展，其影響之廣、普及之快是前所未有的。從沒(méi)有一種技術(shù)能像internet一樣，劇烈地改變著我們的學(xué)習(xí)、生活和

7、習(xí)慣方式。全世界幾乎所有國(guó)家都有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)直接或間接地和internet相連，使之成為一個(gè)全球范圍的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。人們可以通過(guò)internet和世界各地的其它用戶(hù)自由地進(jìn)行通訊，可從internet中獲得各種信息。人們已充分領(lǐng)略到網(wǎng)絡(luò)的魅力，internet大大縮小了時(shí)空界限，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)人們可以共享計(jì)算機(jī)硬件資源、軟件資源和信息資源。“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”的概念被事實(shí)一再證實(shí)，被眾人逐步接受。在未來(lái)10年內(nèi)，建立透明的全光網(wǎng)絡(luò)勢(shì)在必行，互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速率將進(jìn)步100倍。在internet上進(jìn)行醫(yī)療診斷、遠(yuǎn)程教學(xué)、電子商務(wù)、視頻會(huì)議、視頻圖書(shū)館等將得以普及。同時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建將成為眾多公司競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，未來(lái)我們可以通過(guò)無(wú)線接進(jìn)隨時(shí)隨地連接到internet上，進(jìn)行交流、獲取信息、觀看電視節(jié)目。當(dāng)今在面向全球的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的各種新型的微型計(jì)算機(jī)和信息終端產(chǎn)品方面將會(huì)成為主要的產(chǎn)品之一。通過(guò)便攜計(jì)算機(jī)、數(shù)字基因計(jì)算機(jī)、移動(dòng)手機(jī)和終端產(chǎn)品，以及各種手持式個(gè)人信息終端產(chǎn)品，將把移動(dòng)計(jì)算和數(shù)字通訊融合為一體，手機(jī)將被嵌進(jìn)高性能芯