浅谈计算机技术的发展与应用

　　中图分类号 ：TP391.41 

　　1. 新型计算机系统陆续出现 

　　目前，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪走进我们生活的各个领域。 

　　1.1量子计算机 

　　量子计算机是在量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关和激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。量子计算机中数据用量子位存储。一个量子位可以存储2个数据，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。目前正在开发中的量子计算机有3种类型：核磁共振（NMR）量子计算机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。量子计算机将会在2030年预计被普及。 

　　1.2光子计算机 

　　光子计算机即全光数字计算机，以光子代电子，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。光子计算机的“无导线计算机”信息传递平行通道密度极大。光的并行、高速，天然地决定了光计算机的并行处理能力极强，具有超高速运算速度。光子计算机不但在室温下便可以工作，还具有与人脑相似的容错性。现在世界上第一台光子计算机已由欧共体的英国、法国、德国等国的70多名科学家研制成功，并预计光子计算机的进一步研制将成为21世纪高科技课题之一。 

　　1.3生物计算机（分子计算机） 

　　生物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。计算机的转换开关由酶来充当，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。蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多，距离很近，生物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。DNA分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。DNA计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白质分子，所以生物计算机既有自我修复的功能，又可直接与生物活体相联。预计10至20年后，DNA计算机将进入实用阶段。 

　　1.4纳米计算机 

　　“纳米”是一个计量单位，一个纳米等于10[-9]米，大约是氢原子直径的10倍。现在纳米技术正从MEMS（微电子机械系统）起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积不过数百个原子大小，。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。目前，惠普实验室的科研人员已开始应用纳米技术研制芯片，一旦他们的研究获得成功，将为其他缩微计算机元件的研制和生产铺平道路。 论文范文

　　2. 计算机保持关键技术的发展 

　　计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束，采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。超高速计算机将采用平行处理技术，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。同时计算机将具备更多的智能成分，它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段外，虚拟与现实技术是这一领域发展的集中体现。传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升，新的海量存储技术趋于成熟，新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB。信息的永久存储也将成为现实，千年存储器正在研制中，这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。 

　　3. 计算机发展中可能出现的趋势 

　　3.1模块化 

　　PC之所以有今天这么大的普及度，就是因为他的通用模块化设计起了决定性的推动作用，以后的PC同样也不会牺牲这方面优点，而且还会将它发扬光大，不但在内置板卡中实现模块化，甚至可以提供多个外接插槽，以供使用人加入新的模块，增加性能或功能，使用起来和现在笔记本中的PCMICA有点接近。 

　　3.2无线化 

　　追求自由一直是人类的梦想，计算机的无线化风潮同样也是人们梦寐以求的，和现在笔记本讲的“无线你的无限”有所不同的是：未来的计算机将实现网络和设备间的无线连接，这将意味着未来在家中使用台式机比现在的笔记本还方便，因为显示器（当然不会是CRT的）与主机之间也是通过无线来连接的，使用起来有点像现在的TabletPC。无线显示器实现这种梦想的技术称为UWB（Ultra Wideband）技术，它是一种与其它技术有很大不同的无线通信技术，它可以为无线局域网WLAN和个人局域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术，所以INTEL称他为无线USB，希望能够成为计算机与计算机或是计算机与消费电子产品（如数字相机）间的高频宽的无线连结。 

　　3.3专门化 

　　其实并不是每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成，甚至是有时候采用高性能的计算机还有可能带来麻烦，因为高性能势必带来高能耗、高发热量等不良的负面效应。将来的计算机由于从事的工作不同，在性能上在外形上都会有很大的不同。通用PC将逐渐由专用设备（软硬件一体化的计算机）所代替，以提高工作效率。 

　　3.4网络化 

　　计算机已经越来越普及，各种家用电器也开始具备了智能化，这些现象将促进家电与计算机的网络化进程，家庭网络分布式系统将逐渐取代目前单机操作的模式，计算机可以通过网络控制着各种家电的运行，并通过互联网下载各种新的家电应用程序，以增加家电的功能，改善家电的性能等等。也可以通过互联网远程遥控家中的家电，在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭，煮好菜，开空调等等。 

　　4.结语 

　　随着科学技术的突飞猛进和社会经济的不断发展 ， 计算机技术有了很大的发展和进步。当今，计算机技术已经被广泛应用到生产生活的各个领域，极大地提高了生产效率 ， 进一步推动了社会经济的发展。 

　　参考文献： 

　　[1] 戴宗坤，罗万伯，唐三平.信息系统安全[M].北京：金城出版社，2000. 

　　[2]冯登国. 计算机通信网络安全[M]. 北京：清华大学出版社，2001.