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1、计算机新技术计算机的关键技术发展 n n超高速n n超小型n n平行处理n n智能化 n n超高速计算机超高速计算机l l将采用平行处理技术，使计算机系统同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。机运行速度的关键技术。n n计算机将具备更多的智能成分计算机将具备更多的智能成分l l它将具有多种感知能力、一定的思考与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（如语音输入
2、、手提供自然的输入手段（如语音输入、手写输入）外，让人能产生身临其境感觉写输入）外，让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现，虚拟现实技的各种交互设备已经出现，虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现术是这一领域发展的集中体现 n n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l l新型的存储器每立方厘米存储容量新型的存储器每立方厘米存储容量可达可达10TB10TB（以一本书（以一本书3030万字计，万字计，它可存储约它可存储约15001500万本书）。万本书）。l l信息的永久存储也将成为现实，千信息的永久存储也将成为现实，千年存储器正在研制中，这样的存储年存储器正在研制中，
3、这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。水、防腐蚀。现在达到的技术：固态硬盘n n固态硬盘（固态硬盘（固态硬盘（固态硬盘（Solid State Solid State DiskDisk、IDE FLASH IDE FLASH DISKDISK）用固态电子）用固态电子）用固态电子）用固态电子存储芯存储芯存储芯存储芯片片片片阵列而制成的硬盘，由阵列而制成的硬盘，由阵列而制成的硬盘，由阵列而制成的硬盘，由控制单元控制单元控制单元控制单元和和和和存储单元存储单元存储单元存储单元（FLASHFLASH芯片芯片芯片芯片）组成。固）组成。固）组成。固）组成。固态硬
4、盘的接口规范和定义、态硬盘的接口规范和定义、态硬盘的接口规范和定义、态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通功能及使用方法上与普通功能及使用方法上与普通功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品硬盘的完全相同，在产品硬盘的完全相同，在产品硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普外形和尺寸上也完全与普外形和尺寸上也完全与普外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。广泛应用于通硬盘一致。广泛应用于通硬盘一致。广泛应用于通硬盘一致。广泛应用于军事、车载、工控、军事、车载、工控、军事、车载、工控、军事、车载、工控、视频视频视频视频监控监控监控监控、网络监控网络监控网络监控网络监控、网络终网络终网络
5、终网络终端端端端、电力、医疗、航空等、电力、医疗、航空等、电力、医疗、航空等、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。导航设备等领域。导航设备等领域。导航设备等领域。n n基于基于闪存闪存的固态硬盘的固态硬盘（IDE FLASH DISKIDE FLASH DISK、Serial ATA Flash DiskSerial ATA Flash Disk）：）：采用采用FLASHFLASH芯片芯片作为存储作为存储介质，这也是我们通常所介质，这也是我们通常所说的说的SSDSSD。它的外观可以。它的外观可以被制作成多种模样，例如：被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘笔记本硬盘、微硬盘微硬盘、存、存储卡、储卡
6、、U U盘等样式。这种盘等样式。这种SSDSSD固态硬盘固态硬盘最大的优点最大的优点就是可以移动，而且数据就是可以移动，而且数据保护不受保护不受电源控制电源控制，能适，能适应于各种环境，但是使用应于各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用年限不高，适合于个人用户使用。户使用。n n基于基于DRAMDRAM的固态硬盘：的固态硬盘：采用采用DRAMDRAM作为存储介质，作为存储介质，目前应用范围较窄。目前应用范围较窄。n n它仿效传统硬盘的设计、它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分可被绝大部分操作系统操作系统的的文件系统文件系统工具进行卷设置工具进行卷设置和管理，并提供工业标准和管理，并提供工业标准
7、的的PCIPCI和和FCFC接口用于连接接口用于连接主机或者主机或者服务器服务器。应用方。应用方式可分为式可分为SSDSSD硬盘和硬盘和SSDSSD硬盘阵列两种。它是一种硬盘阵列两种。它是一种高性能的高性能的存储器存储器，而且使，而且使用寿命很长，美中不足的用寿命很长，美中不足的是需要独立电源来保护数是需要独立电源来保护数据安全。据安全。DRAMDRAM固态硬盘固态硬盘属于比较非主流的设备。属于比较非主流的设备。新型计算机-量子计算机n n量子计算机是基于量子效应基础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聚合物的特性来表
8、示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。从而进行运算。n n 量子计算机中数据用量子位存储。量子计算机中数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位由于量子叠加效应，一个量子位可以是可以是0 0或或1 1，也可以既存储，也可以既存储0 0又存又存储储1 1。因此一个量子位可以存储。因此一个量子位可以存储2 2个数据，同样数量的存储位，量个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机子计算机的存储量比通常计算机大许多。大许多。n n同时量子计算机能够实行量子并同时量子计算机能够实行量子并
9、行计算，其运算速度可能比目前行计算，其运算速度可能比目前个人计算机的个人计算机的PentiumPentium晶片快晶片快1010亿倍。亿倍。n n目前正在开发中的量子计算机有目前正在开发中的量子计算机有3 3种类型：核磁共振种类型：核磁共振(NMR)(NMR)量子计算量子计算机、硅基半导体量子计算机、离机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。预计子阱量子计算机。预计20302030年将年将普及量子计算机。普及量子计算机。新型计算机-光子计算机n n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
10、机中的电子硬件，光运算代替电运算。硬件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。n n 与电子计算机相比，光计算机的与电子计算机相比，光计算机的“无导线计算机无导线计算机”信息传递平行通道密度极信息传递平行通道密度极大。一枚直径大。一枚直径5 5分硬币大小的棱镜，它的通过能力超过全世界现有电话电缆分硬币大小的棱镜，它的通过能力超过全世界现有电话电缆的许多倍。的许多倍。n n光的并行、高速，天然地决定了光计算机的并行处理能力很强，具有超高速光的并行、高速，天然地决定了光计算机的并行处理能力很强，具有超高速运算速度。超高速电子计算机只能在低温下工作，而光计算机在室温下即可运算速度。超高速电子计算机
11、只能在低温下工作，而光计算机在室温下即可开展工作。光计算机还具有与人脑相似的容错性。开展工作。光计算机还具有与人脑相似的容错性。n n目前，世界上第一台光计算机已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意目前，世界上第一台光计算机已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意大利的大利的7070多名科学家研制成功，其运算速度比电子计算机快多名科学家研制成功，其运算速度比电子计算机快10001000倍。科学家倍。科学家们预计，光计算机的进一步研制将成为们预计，光计算机的进一步研制将成为2121世纪高科技课题之一。世纪高科技课题之一。新型计算机-生物计算机n n蛋白质分子比硅晶片上电蛋白质分子比硅晶片上电子
12、元件要小得多，彼此相子元件要小得多，彼此相距甚近，生物计算机完成距甚近，生物计算机完成一项运算，所需的时间仅一项运算，所需的时间仅为为1010微微秒，比人的思维微微秒，比人的思维速度快速度快100100万倍。万倍。n nDNADNA分子计算机具有惊人分子计算机具有惊人的存贮容量，的存贮容量，1 1立方米的立方米的DNADNA溶液，可存储溶液，可存储1 1万亿亿万亿亿的二进制数据。的二进制数据。DNADNA计算计算机消耗的能量非常小，只机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之有电子计算机的十亿分之一。一。n n由于生物芯片的原材料是由于生物芯片的原材料是蛋白质分子，所以生物计蛋白质分子，所以
13、生物计算机既有自我修复的功能，算机既有自我修复的功能，又可直接与生物活体相联。又可直接与生物活体相联。预计预计10102020年后，年后，DNADNA计计算机将进入实用阶段。算机将进入实用阶段。新型计算机-纳米计算机n n“纳米纳米”是一个计量单位，是一个计量单位，一个纳米等于一个纳米等于10-910-9米，大米，大约是氢原子直径的约是氢原子直径的1010倍。倍。纳米技术是从纳米技术是从8080年代初迅年代初迅速发展起来的新的前沿科速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特单个原子，制造出具有特定功能的产
14、品。定功能的产品。n n 现在纳米技术正从现在纳米技术正从MEMSMEMS（微电子机械系统）（微电子机械系统）起步，把传感器、电动机起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积不过机内存芯片，其体积不过数百个原子大小，相当于数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之人的头发丝直径的千分之一。一。网络新技术-光网络n n未来未来1010年内，建立透明的全光网络势在必行，互联网年内，建立透明的全光网络势在必行，互联网的传输速率将提高的传输速率将提高100100倍。在
15、倍。在InternetInternet上进行医疗诊断、上进行医疗诊断、远程教学、电子商务、视频会议、视频图书馆等将得远程教学、电子商务、视频会议、视频图书馆等将得以普及。同时，无线网络的构建将成为众多公司竞争以普及。同时，无线网络的构建将成为众多公司竞争的主战场，未来我们可以通过无线接入随时随地连接的主战场，未来我们可以通过无线接入随时随地连接到到InternetInternet上，进行交流、获取信息、观看电视节目。上，进行交流、获取信息、观看电视节目。移动计算技术与系统 n n面向全球网络化应用的各类新型微机和信息面向全球网络化应用的各类新型微机和信息终端产品将成为主要产品。终端产品将成为主
16、要产品。n n便携计算机、数字基因计算机、移动手机和便携计算机、数字基因计算机、移动手机和终端产品，以及各种手持式个人信息终端产终端产品，以及各种手持式个人信息终端产品，将把移动计算与数字通信融合为一体，品，将把移动计算与数字通信融合为一体，手机将被嵌入高性能芯片和软件，依据标准手机将被嵌入高性能芯片和软件，依据标准的无限通信协议（如蓝牙）上网，观看电视、的无限通信协议（如蓝牙）上网，观看电视、收听广播。收听广播。n n在在InternetInternet上成长起来的新一代自然不会把上成长起来的新一代自然不会把汽车仅作为代步工具，汽车将向用户提供上汽车仅作为代步工具，汽车将向用户提供上网、办公、家庭娱乐等功能，成为车轮上的网、办公、家庭娱乐等功能，成为车轮上的信息平台。信息平台。