毕业论文-计算机必威体育精装版技术发展趋势 .pdfVIP

【摘要】计算机的发展将趋向超高速、超小型、平行处理和智能化，量子、光子、

分子和纳米计算机将具有感知、思考、判断、学习及一定的自然语言能力，使计

算机进入人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，并带动光

互联网的快速发展，对人类社会的发展产生深远的影响。

【关链词】计算机发展趋势；智能化的超级计算机；新型高性能计算机问世；

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计算机必威体育精装版技术发展趋势

计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世

界上第一台电子计算机诞生以来，计算机技术迅猛发展，传统计算机的性能受到

挑战，开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口，新型计算机的研发应运而生。

未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语

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，对人类社会的发展产生深远的影响。

一、智能化的超级计算机

超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构，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，进一步提高计算机运行速度。超级计算机通

常是由数百数千甚至更多的处理器(机)组成，能完成普通计算机和服务器不能计

算的大型复杂任务。从超级计算机获得数据分析和模拟成果，能推动各个领域高

精尖项目的研究与开发，为我们的日常生活带来各种各样的好处。最大的超级计

算机接近于复制人类大脑的能力，具备更多的智能成份.方便人们的生活、学习

和工作。世界上最受欢迎的动画片、很多耗巨资拍摄的电影中，使用的特技效果

都是在超级计算机上完成的。日本、美国、以色列、中国和印度首先成为世界上

拥有每秒运算1万亿次的超级计算机的国家，超级计算机已在科技界内引起开发

与创新狂潮。

二、新型高性能计算机问世

硅芯片技术高速发展的同时，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、生物计算机等，将会在二十一世纪走进我们的生活，遍布各个领域。

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

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0

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

行量子并行计算，其运算速度可能比目前计算机的PentiumDI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必威体育官网网址体系、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、

超导量子干涉等。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。

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。

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