1.2.3 计算机的发展趋势
现代计算机的发展主要表现在两个方面:一是继续沿用冯.诺依曼结构向巨型化、微型化、多媒体化、网络化和智能化方向发展:二是向非冯.诺依曼结构的模式发展。
1.沿用冯.诺依曼结构发展方向
1)巨型化
巨型化是指字长长，运算速度快，存储容量大，采用并行处理技术，功能完善的大型计算机系统，其运算速度一般在百亿次/秒以上，存储容量在数千GB以上，主要在科学计算、航空航天、军事预警、气象预报、信息技术以及人工智能等领域发挥着重要的作用。
2)微型化
微型化是指利用超大规模集成电路技术研制质量高，体积小，重量轻，可靠性和性能价格比更高的计算机，主要有台式计算机、便携机、专用工业控制机和嵌入式计算机等。
台式机、便携机可用于科学计算和数据信息处理，可单机使用，也可联网作为网络终端使用。便携机除了笔记本电脑之外，还有掌上电脑、手机电脑等，已经为普通百姓所使用。专用I业控制机主要用于工业现场数据采集和前端控制。嵌入式技术把微处理器嵌入到仪器仪表或者家用电器中，实现“智能化”管理与控制。随着微电子技术的发展，微型计算机将以更高的性能价格比受到人们的欢迎。也许有-天，把CPU嵌入人体也不是梦想。
3)多媒体化
多媒体技术是利用计算机把文字、声音、图形、图像等多种媒体信息综合为一体，进行加工处理的技术，除了用于计算机辅助教学、工程设计、 电子图书、商业运背及家庭影院之外，在远程医疗、视频会议、现场实时监控等方面也得到了广泛的应用。如今，无论是大型机、巨型机、微型机还是便携机都具备多媒体信息处理能力。
4)网络化网络化
是指用通信线路把各自独立的计算机连接起来，形成各计算机用户之闻可相互通信并使用公共资幕的网络系统，一方 面使众名用户共享系统资源，另-方面使各计算机:
通过网络传邋信息。它把一个单位、个地1. 一个国家或者全球的计算机连接起来，实现信息传送和资源共享。
5)智能化从目前的发展来看，人工智能包括=个方面，即知识I.模式识别和机器人,其核心是如识工程。它用计算机对专家的知识和经验进行组织、加工和处理，模拟专家们的思帷方法进行推理，并预测未来的发展，在推理的过程中不断学习，进行知识的积累和更新，模式识制是指把传感技术与知识工程精合起来，研究外部事物的特性，以获取外部知识,机器人是前两个领城的结合，再赋以精密机械、电子、光、声、磁等技术，从而制造出詹邮视惰人的行为的机器。虽然目前的计算机还算不上智能化的计算机，但是可以说，智体化计算机已经离我们不远了。
2.非冯.诺依曼结构模式的发展，随着计算机技术和应用领城的发展与拓宽，冯.诺依曼型计算机已经不能满足需e,所以人们又提出了非冯.诺依曼计算机的想法。从20世纪60年代开始，这种想法沿两个方向发展:一是创造新的程序设计语言，即“非冯.诺依曼”语盲;二是在元器件方面研究与人脑神经网络相类似的新型元器件芯片，即分子电路芯片。
1)生物计算机
20世纪80年代初，人们提出了制造生物芯片的构思，着手研究由蛋白质分子或传铮化合物元件组成生物计算机。由于半导体硅片的电路密集，散热问题难以解决，因而影响了计算机性能的进-一步提高.人们发现遗传基因--脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构能寡纳大量信息，其存储量相当于半导体芯片的数百万倍。一个蛋白质分子就是一个存储体，而且阻抗低、能耗小。因此，利用蛋白质分子制造基因芯片,研制生物计算机(也称分子计算机、基因计算机)已经成为当今计算机的前沿技术，其速度和性能都有质的飞跃，存储能力巨大，处理速度极快，能耗极小，并具有模拟人脑的能力。
2)光子计算机
光子计算机用光子代替电子来传递信息。1984 年5月，在欧洲研制出第一台光子计算机.光子计算机有三大优势:首先，光子传播速度无与伦比，采用硅-光混合技术，其传送速度可达到万亿字节/秒:其次，光子不像带电的电子那样相互作用，因此经过同样窄小的空间通道可传送更多数据:第三， 光无需物理连接。如果能把普通的透镜和激光器做得很小，足以装在处理器芯片的背面，那么明天的计算机就可以通过稀薄的空气传送信号.
3)量子计算机
量子计算机尚处于理论与现实之间。许多专家认为量子计算机将在今后几十年内出现,它是种基于量子力学原理，利用质子、电子等亚原子微粒的某些特性，采用深层次计算模式的计算机。这: -模式只由物质世界中一个原子的行为所决定，而不像传统的一进制计算机鄢样将信息分为0和I来处理.在量子计算机中最小的信息单元是一-个量子比特(q-bi).量子比特不只有开和关两种状态,而且能呈现多种状态。这种结构对并行计算机信息处理非常有利.量子计算机还有一些近乎神奇的性质,例如信息传输n以不需要时间(超距作用信息处理所需能量可以近乎为零。
截止目前，第-代至第四代计算机代表了计算机的过去和现在，而从新代计算机叫以展望到末秉。虽然光子计算机和量子计算机还远没有实现，到日前为止，人们也只是措建出以人脑神经系统处理信息的原理为基础设计冯.诺依曼计算机的模型，但是可以机偷，新一代计算机必将会成为现实。
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