未来计算机技术展望

未来计算机技术展望

1、前言

计算机的开展将趋向巨型化、微型化、网络化多媒体化和智能化。

自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来，计算机技术迅猛开

展，传统计算机的性能受到挑战，开始从根本原理上计算机开展的

突破口，新型计算机的研发应运而生°未来量子、光子、分子和纳

米计算机将具有感知、思考、判断、以及一定的自然语言能力，使

计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术

革命，对人类社会的开展产生深远的影响。

2、未来计算机的开展方向

2.1.未来计算机将向巨型化方向开展

首先，未来计算机将向巨型化方向开展。那么，叫做巨型化呢？巨

型化的计算机在未来有什么用处呢？

巨型机是一种高速度，高精度，内存容量大和功能强的计算机，其

运行速度一般在每秒一亿次以上，现在人们己经研制出来每秒运行

速度达上百亿次的巨型计算机，这类的计算机主要用于核工业，航

天，军事等尖端科技领域，是一个国家计算机技术水平和现代科学

技术水平的标志。

目前，能够拥有并制造机型计算机的国家不多，我国在这方面处于

世界领先地位。xx年6月17口，在德国莱比锡开幕的xx年国际超

级计算机大会上，T0P500组织公布了最新全球超级计算机500强排

行榜榜单，中国国防科技大学研制的天河二号超级计算机，以每秒

33.86千万亿次的浮点运算速度夺得头筹，中国“天河二号”成为

全球最快超级计算机。

2.2.微型化将是未来计算机的又一特点

上海第二工业大学本科期末设计（论文）

20世纪70年代以来，随着超大规模集成电路技术的开展，微型计

算机迅速开展起来。微型计算机具有体积小，价格廉价，功能强等

特点，并且具有丰富的应用软件和外部设备，尤其是在未来多媒体

技术与网络的开展中，微型计算机将更加普及。

2.3.网络化是计算机开展的主导方向

使用现代通信和计算机技术，可以将分布在不同地点的计算机互联

起来，组成一个规模大，功能强的计算机网络系统。计算机网络可

以实现软件，硬件，数据资源的共享和网络通信，提高了计算机系

统的效率，因而计算机网络的开展和普及非常迅速，因特网的迅速

开展，缩小了世界，缩短了人们之间的距离，使得人们可以方便的

使用网上普及各个领域的丰富的信息资源。

2.4.多媒体化将会使人机之间关系更加亲近友好：

随着计算机，微电子通信，数字化声缘技术的飞速开展，多媒体技

术日趋成熟，并投入了实际的应用，并已成为电子计算机应用技术

的开展潮流和趋势，它通过计算机将各种媒体以数字形式出现，大

大的增加了信息，使人和计算机之间的关系更加亲近友好，从而拓

展计算机的应用领域。

2.5.未来真正的“电脑”智能化是必不可少的：

智能化是使计算机具有人的感觉和思维推理能力，成为真正的“电

脑”。其主要内容有：图形的识别，自然语言的生成与理解，专家

系统，只能机器人，自动程序设计，自动定理证明和问题求解等。

目前，能识别单词，分析语言的语言翻译系统已经出现。某些有识

别声音，区分理解人的表情和手势等功能的计算机也已经研制出

现。

3、新型高性能计算机问世

硅芯片技术高速开展的同时，也意味看硅技术越来越接近其物理极

限。为此，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，遍布各个领域。

3.1.量子计算机

量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究，量子计算机是一类遵

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。量子计算机是基于量子效应根底上开发的，它利用一种

链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变

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

的数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是。或

1,也可以既存储0又存储1。因此，一个量子位可以存储2个数

据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许

多。同时量子计算机能够实2

行量子并行计算，其运算速度可能比目前计算机的PentiumDT晶

片快10亿倍。除具有高速并行处理数据的能力外，量子计算机还将

对现有的保密体系、国-家-安-全意识产生重大的冲击。

无论是量子并行计算还是量子模拟计算，本质上都是利用了量子相

干性。世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。

目前已经提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离

子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干预等。量子编码

采用纠错、避错和防错等。量子计算机使计算的概念焕然一新。

3.2.光子计算机

由DNA分子和酶分子构成的微型分子计算机。预计20年后，分子计

算机将进人实用阶段。

3.4.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，质地巩固，有着极强的导电性，能代替硅

芯片制造计算机。“纳米”是一个计量单位，大约是氢原子直径的

10倍。纳米技术是从20世纪80年代初迅速开展起来的新的前沿

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。现在纳米技术正从微电子机械系统

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

几乎不需要消耗任何能源，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，成为科技应用的一局部。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开展。

4、结语

我们相信，新型计算机与相关