计算机发展与展望
学院：信 息
班级：计科0803
姓名：刘 宝 剑
学号：[1**********]4
日期：10.5.29
计算机发展与展望
摘要：计算机技术的发展非常迅速，随着大规模和超大规模集成电路的发展，计
算机的发展将趋向超高速、超小型和智能化，各种新型计算机将具有感知、思考、判断及一定的自然语言能力，使计算机进入人工智能时代，这些新型计算机将推动新一轮计算技术革命，另外计算机上网络的应用的的发展和普及，对人类社会的发展产生深远的影响。
关键词：计算机发展 新型计算机
随着21世纪的到来，信息化时代已经向我们走来，这个时代的最重要的标志就是计算机的广泛应用和发展。如今社会上计算机应用已经达到非常普及的程度，随处都可以见到计算机的身影。另外，计算机的发展是及其迅速的，是其他行业无法比拟的，同时计算机的发展又带动其他行业的发展，所以计算机的发展史收到世人的关注，下面谈谈计算机将来的发展趋势。
随着科技的进步，各种新型计算机的相继出现，新型计算机的出现又将推动科技的进步。随着硅芯片技术高速发展，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机的体系结构与技术都将产生一次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等，将会在二十一世纪走进我们的生活，遍布各个领域，带动各个领域的快速发展，下面介绍一下几种新型的计算机。
1. 量子计算机
所谓量子计算机就是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。其特点是量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态，其相互之间通常不正交；量子计算机中的变换为所有可能的么正变, 得出输出态之后，量子计算机对输出态进行一定的测量，给出计算结果。
2. 光子计算机
光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传翰和存储。光子计算机即全光数字计算机，以光子代替电子，光互连代替导线互连，光硬件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。优点：第一，光器件允许通过的光频率高、范围大，也就是所谓的带宽非常大，传输和处理的信息量极大。第二，信息传输中畸变和失真小，信息运算速度高。第三，光传输和转换时，能量消耗极低。
3. 分子计算机
分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，甚至在生物有机体中运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自动机模型、仿
生算法、分子化学反应算法等几种类型。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高，分子计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍，但这种计算机要进入实用阶段还需要很长时间来完成。
4. 纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围，质地坚固，有着极强的导电性，能代替硅芯片制造计算机。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。美国正在研制一种连接纳米管的方法，用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件，发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。
另外，随着计算机的普及，计算机的应用非常广泛。计算机应用已深入到科学、技术、社会、生活的广阔领域，大体上可以分为 ：1. 科学计算。求取各种数学问题的数值解。2. 数据处理。用计算机收集、记录数据，经处理产生新的信息形式。3. 知识处理。用计算机进行知识的表示、利用、获取。重要领域：1计算机辅佐设计、制造、测试。用计算机辅助进行工程设计、产品制造、性能测试。2. 办公自动化：用计算机处理各种业务、商务；处理数据报表文件；进行各类办公业务的统计、分析和辅助决策。3. 经济管理：国民经济管理，公司企业经济信息管理，计划与规划，分析统计，预测，决策；物资、财务、劳资、人事等管理。4. 情报检索：图书资料、历史档案、科技资源、环境等信息检索自动化；建立各种信息系统。5. 自动控制：工业生产过程综合自动化，工艺过程最优控制，武器控制，通信控制，交通信号控制。6. 模式识别：应用计算机对一组事件或过程进行鉴别和分类，它们可以是文字、声音、图像等具体对象，也可以是状态、程度等抽象对象。
新型计算机与相关技术的研发和应用，是二十一世纪科技领域的重大创新，必将推进全球经济社会高速发展，实现人类发展史上的重大突破。科学在发展，人类在进步，历史上的新生事物都要经过一个从无到有的艰难历程，随着一代又一代科学家们的不断努力，未来的计算机一定会是更加方便人们的工作、学习、生活的好伴侣。
计算机发展与展望
学院：信 息
班级：计科0803
姓名：刘 宝 剑
学号：[1**********]4
日期：10.5.29
计算机发展与展望
摘要：计算机技术的发展非常迅速，随着大规模和超大规模集成电路的发展，计
算机的发展将趋向超高速、超小型和智能化，各种新型计算机将具有感知、思考、判断及一定的自然语言能力，使计算机进入人工智能时代，这些新型计算机将推动新一轮计算技术革命，另外计算机上网络的应用的的发展和普及，对人类社会的发展产生深远的影响。
关键词：计算机发展 新型计算机
随着21世纪的到来，信息化时代已经向我们走来，这个时代的最重要的标志就是计算机的广泛应用和发展。如今社会上计算机应用已经达到非常普及的程度，随处都可以见到计算机的身影。另外，计算机的发展是及其迅速的，是其他行业无法比拟的，同时计算机的发展又带动其他行业的发展，所以计算机的发展史收到世人的关注，下面谈谈计算机将来的发展趋势。
随着科技的进步，各种新型计算机的相继出现，新型计算机的出现又将推动科技的进步。随着硅芯片技术高速发展，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机的体系结构与技术都将产生一次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等，将会在二十一世纪走进我们的生活，遍布各个领域，带动各个领域的快速发展，下面介绍一下几种新型的计算机。
1. 量子计算机
所谓量子计算机就是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。其特点是量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态，其相互之间通常不正交；量子计算机中的变换为所有可能的么正变, 得出输出态之后，量子计算机对输出态进行一定的测量，给出计算结果。
2. 光子计算机
光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传翰和存储。光子计算机即全光数字计算机，以光子代替电子，光互连代替导线互连，光硬件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。优点：第一，光器件允许通过的光频率高、范围大，也就是所谓的带宽非常大，传输和处理的信息量极大。第二，信息传输中畸变和失真小，信息运算速度高。第三，光传输和转换时，能量消耗极低。
3. 分子计算机
分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，甚至在生物有机体中运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自动机模型、仿
生算法、分子化学反应算法等几种类型。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高，分子计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍，但这种计算机要进入实用阶段还需要很长时间来完成。
4. 纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围，质地坚固，有着极强的导电性，能代替硅芯片制造计算机。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。美国正在研制一种连接纳米管的方法，用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件，发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。
另外，随着计算机的普及，计算机的应用非常广泛。计算机应用已深入到科学、技术、社会、生活的广阔领域，大体上可以分为 ：1. 科学计算。求取各种数学问题的数值解。2. 数据处理。用计算机收集、记录数据，经处理产生新的信息形式。3. 知识处理。用计算机进行知识的表示、利用、获取。重要领域：1计算机辅佐设计、制造、测试。用计算机辅助进行工程设计、产品制造、性能测试。2. 办公自动化：用计算机处理各种业务、商务；处理数据报表文件；进行各类办公业务的统计、分析和辅助决策。3. 经济管理：国民经济管理，公司企业经济信息管理，计划与规划，分析统计，预测，决策；物资、财务、劳资、人事等管理。4. 情报检索：图书资料、历史档案、科技资源、环境等信息检索自动化；建立各种信息系统。5. 自动控制：工业生产过程综合自动化，工艺过程最优控制，武器控制，通信控制，交通信号控制。6. 模式识别：应用计算机对一组事件或过程进行鉴别和分类，它们可以是文字、声音、图像等具体对象，也可以是状态、程度等抽象对象。
新型计算机与相关技术的研发和应用，是二十一世纪科技领域的重大创新，必将推进全球经济社会高速发展，实现人类发展史上的重大突破。科学在发展，人类在进步，历史上的新生事物都要经过一个从无到有的艰难历程，随着一代又一代科学家们的不断努力，未来的计算机一定会是更加方便人们的工作、学习、生活的好伴侣。