論計算機發展及展望的論文
新型計算機將推動新一輪計算技術革命，並帶動光網際網路的快速發展，對人類社會的發展產生深遠的影響。下面是小編給大家推薦的，希望大家喜歡!
篇一
《計算機發展趨勢展望》
【摘要】計算機的發展將趨向超高速、超小型、平行處理和智慧化，量子、光子、分子和奈米計算機將具有感知、思考、判斷、學習及一定的自然語言能力，使計算機進入人工智慧時代。這種新型計算機將推動新一輪計算技術革命，並帶動光網際網路的快速發展，對人類社會的發展產生深遠的影響。
【關鏈詞】計算機發展趨勢 新型計算機
一、前言
計算機的發展將趨向超高速、超小型、並行處理和智慧化。自從1944年世界上第一臺電子計算機誕生以來，計算機技術迅猛發展，傳統計算機的效能受到挑戰，開始從基本原理上尋找計算機發展的突破口，新型計算機的研發應運而生。未來量子、光子和分子計算機將具有感知、思考、判斷、學習以及一定的自然語言能力，使計算機進人人工智慧時代。這種新型計算機將推動新一輪計算技術革命，對人類社會的發展產生深遠的影響。
二、智慧化的超級計算機
超高速計算機採用平行處理技術改進計算機結構，使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理，進一步提高計算機執行速度。超級計算機通常是由數百數千甚至更多的處理器***機***組成，能完成普通計算機和伺服器不能計算的大型複雜任務。從超級計算機獲得資料分析和模擬成果，能推動各個領域高精尖專案的研究與開發，為我們的日常生活帶來各種各樣的好處。最大的超級計算機接近於複製人類大腦的能力，具備更多的智慧成份.方便人們的生活、學習和工作。世界上最受歡迎的動畫片、很多耗巨資拍攝的電影中，使用的特技效果都是在超級計算機上完成的。日本、美國、以色列、中國和印度首先成為世界上擁有每秒運算1萬億次的超級計算機的國家，超級計算機已在科技界內引起開發與創新狂潮。
三、新型高效能運算機問世
矽晶片技術高速發展的同時，也意味看矽技術越來越接近其物理極限。為此，世界各國的研究人員正在加緊研究開發新型計算機，計算機的體系結構與技術都將產生一次量與質的飛躍。新型的量子計算機、光子計算機、分子計算機、奈米計算機等，將會在二十一世紀走進我們的生活，遍佈各個領域。
1.量子計算機
量子計算機的概念源於對可逆計算機的研究，量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、儲存及處理量子資訊的物理裝置。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示開與關的狀態，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個數據，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。同時量子計算機能夠實行量子平行計算，其運算速度可能比目前計算機的Pentium DI晶片快10億倍。除具有高速並行處理資料的能力外，量子計算機還將對現有的保密體系、國家安全意識產生重大的衝擊。
無論是量子平行計算還是量子模擬計算，本質上都是利用了量子相干性。世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。目前已經提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導量子干涉等。量子編碼採用糾錯、避錯和防錯等。量子計算機使計算的概念煥然一新。
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、傳翰和儲存。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
分子計算機體積小、耗電少、運算快、儲存量大。分子計算機的執行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的資訊，並以更有效的方式進行組織排列。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。目前正在研究的主要有生物分子或超分子晶片、自動機模型、仿生演算法、分子化學反應演算法等幾種型別。分子晶片體積可比現在的晶片大大減小，而效率大大提高，分子計算機完成一項運算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。分子計算機具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液可儲存1萬億億的二進位制資料。分子計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。由於分子晶片的原材料是蛋白質分子，所以分子計算機既有自我修復的功能，又可直接與分子活體相聯。美國已研製出分子計算機分子電路的基礎元器件，可在光照幾萬分之一秒的時間內產生感應電流。以色列科學家已經研製出一種由DNA分子和酶分子構成的微型分子計算機。預計20年後，分子計算機將進人實用階段。
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。“奈米”是一個計量單位，大約是氫原子直徑的10倍。奈米技術是從20世紀80年代初迅速發展起來的新的前沿科研領域，最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，製造出具有特定功能的產品。現在奈米技術正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。應用奈米技術研製的計算機記憶體晶片，其體積只有數百個原子大小，相當於人的頭髮絲直徑的千分之一。奈米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源，而且其效能要比今天的計算機強大許多倍。美國正在研製一種連線奈米管的方法，用這種方法連線的奈米管可用作晶片元件，發揮電子開關、放大和電晶體的功能。專家預測，10年後奈米技術將會走出實驗室，成為科技應用的一部分。奈米計算機體積小、造價低、存量大、效能好，將逐漸取代晶片計算機，推動計算機行業的快速發展。
我們相信，新型計算機與相關技術的研發和應用，是二十一世紀科技領域的重大創新，必將推進全球經濟社會高速發展，實現人類發展史上的重大突破。科學在發展，人類在進步，歷史上的新生事物都要經過一個從無到有的艱難歷程，隨著一代又一代科學家們的不斷努力，未來的計算機一定會是更加方便人們的工作、學習、生活的好伴侶。
參考文獻：
[1]劉科偉，黃建國.量子計算與量子計算機.計算機工程與應用，2002，***38***.
[2]王延汀.談談光子計算機.現代物理知識，2004，***16***.
[3]陳連水，袁鳳輝，鄧放.分子計算機.分子資訊學，2005，***3***.
[4]官自強.奈米科技與計算機技術.現代物理知識，2003，***15***.
[5]張鎮九，張昭理.量子計算機進展，計算機工程，2004，***4***.
***作者單位：貴州大學科技學院04電腦科學與技術專業***