计算机的未来发展趋势论文

未来的计算机 未来的计算机将会发生重大变革，材料、性能、机理、外观都会与传统的不一样： 模糊计算机 实际生活中人们使用着大量的模糊概念，比如"走快一些"、"再来一点"、"休息片刻"中的"一些"、"一点"、"片刻"等等都是含糊、不精确的说法。但在不少场合，精确严密反而显得烦琐，毫无必要，人们往往需要处理大量模糊信息。目前的计算机只能进行精确运算反而不能处理模糊信息。日本成立了专门机构，集中大批计算机、心理学、生理学和语言学专家，共同研制模糊计算机，1990年已制造出一种能在一秒钟内完成5万次模糊逻辑推理的。估计不久的将来，模糊计算机可以闻世，对模糊问题处理自如。 生物计算机 科学家预测，21世纪会出现一种全新的高级生命计算机，它以生物化学反应来模拟人体的机能，转换和处理大量复杂的信息。这种计算机的关键元件是生物集成块，一个以生物分子来替代半导体材料的芯片，记忆能力达到普通计算机的10亿倍。 光计算机 光计算机是一种用光信号进行数字运算、信息存储和处理的新型计算机，运用集成光路技术，把光开关、光存贮存器等集成在一块芯片上，再用光导纤维连接成计算机。这种计算机运算速度和存储容量比现在的电子计算机高上万、上百万倍。在美国电话电报公司贝尔实验室，以华裔科学家黄庭钰为首的研制小组已实验成功世界上第一台数字式光学处理器，为研制光计算机迈出了重要的一步。 超导计算机 超导技术的发展使科学家们想到用超导材料来替代半导体制造计算机。超导计算机具有超导逻辑电路和超导存贮器，运算速度是传统计算机无法比拟的。美国科学家已经成功地用5000个超导单元装置在10立方厘米不到的主机内，组成一个简单的超导计算机，每秒能执行5亿条指令。研制超导计算机的关键之一是要有一套维持超低温的设备。 量子计算机 1982年诺贝尔物理学奖获得者美国科学家费曼提出了量子力学同计算机结合起来的设想，20世纪未美国与英国的研制小组已分别从实验室制造出最简单的量子计算机，可以预言，21世纪高性能的量子计算机将会出现。 服装计算机 利用纳米技术可在织物中嵌入微型计算机、传感器和其它微型装置，包括制冷和供暖系统、定期自动清洗、自动维修、按摩保健、散发芳香等多种功能。人们穿在身上更方便实用。 各种智能系统 21世纪，以计算机为基础的人工智能技术将得到极大发展，各种智能机器人会大量出现，比如硅磁智能机器人（集智能软件和硬件于一身的新一代机器人）、仿真智能机器人（外表与人一样，且具有人的各种感觉及情感的机器人），等等。网络计算机也将具备特殊功能--"声、色、嗅、触"俱全的多媒体功能。

我摘来的，仅供参考： 李国杰院士：我在看待计算机科学发展趋势时，通常是把它分为三维考虑。一维是是向"高"的方向。性能越来越高，速度越来越快，主要表现在计算机的主频越来越高。像前几年我们使用的都是286、386、主频只有几十兆。90年代初，集成电路集成度已达到100万门以上，从VLSI开始进入ULSI，即特大规模集成电路时期。而且由于RISC技术的成熟与普及，CPU性能年增长率由80年代的35%发展到90年代的60%。到后来出现奔腾系列，到现在已出现了奔腾4微处理器，主频达到2GHz以上。而且计算机向高的方面发展不仅是芯片频率的提高，而且是计算机整体性能的提高。一个计算机中可能不只用一个处理器，而是用几百个几千个处理器，这就是所谓并行处理。也就是说提高计算机的性能有两个途径：一是提高器件速度，二是并行处理。与前所述，器件速度通过发明新器件（如量子器件等），采用纳米工艺、片上系统等技术还可以提高几个数量级。以大规模并行为标志的体系结构的创新与进步是提高计算机系统性能的另一重要途径。目前世界上性能最高的通用计算机已采用上万台计算机并行，美国的ASCI计划已经完成每秒12。3万亿次并行机。目前正在研制30万亿次和100万亿次并行计算机。美国另一项计划的目标是2010年左右推出每秒一千万亿次并行计算机（Petaflops计算机），其处理机将采用超导量子器件，每个处理机每秒100亿次，共用10万个处理机并行。专用计算机的并行程度比通用机更高。IBM公司正在研制一台用于计算蛋白质折叠结构的专用计算机，称做兰色基因（Blue Gene）计算机，一块芯片中就包括32个处理机，峰值速度达每秒一千万亿次，计划2004年实现。将几千几万台计算机连结起来构成一台并行机，就如同组织成千上万工人生产一个产品一样，决不是一件容易的事。并行计算机的关键技术是如何高效率地把大量计算机互相连接起来，即各处理机之间的高速通信，以及如何有效地管理成千上万台计算机使之协调工作，这就是并行计算机的系统软件---操作系统的功能。如何处理高性能与通用性以及应用软件可移植性的矛盾也是研制并行计算机必须面对的技术选择，也是计算机科学发展的重大课题。 另一个方向就是向“广”度方向发展，计算机发展的趋势就是无处不在，以至于像“没有计算机一样”。近年来更明显的趋势是网络化与向各个领域的渗透，即在广度上的发展开拓。国外称这种趋势为普适计算（Pervasive Computing）或叫无处不在的计算。举个例子，问你家里有多少马达，谁也说不清。洗衣机里有，电冰箱里有，录音机里也有，几乎无处不在，我们谁也不会去统计它。未来，计算机也会像现在的马达一样，存在于家中的各种电器中。那时问你家里有多少计算机，你也数不清。你的笔记本，书籍都已电子化。包括未来的中小学教材，再过十几、二十几年，可能学生们上课用的不再是教科书，而只是一个笔记本大小的计算机，所有的中小学的课程教材，辅导书，练习题都在里面。不同的学生可以根据自己的需要方便地从中查到想要的资料。而且这些计算机与现在的手机合为一体，随时随地都可以上网，相互交流信息。所以有人预言未来计算机可能像纸张一样便宜，可以一次性使用，计算机将成为不被人注意的最常用的日用品。 第三个方向是向"深"度方向发展，即向信息的智能化发展。网上有大量的信息，怎样把这些浩如烟海的东西变成你想要的知识，这是计算科学的重要课题，同时人机界面更加友好。未来你可以用你的自然语言与计算机打交道，也可以用手写的文字打交道，甚至可以用你的表情、手势来与计算机沟通，使人机交流更加方便快捷。电子计算机从诞生起就致力于模拟人类思维，希望计算机越来越聪明，不仅能做一些复杂的事情，而且能做一些需“智慧”才能做的事，比如推理、学习、联想等。自从1956年提出“人工智能”以来，计算机在智能化方向迈进的步伐不尽人意。科学家多次关于人工智能的预期目标都没有实现，这说明探索人类智能的本质是一件十分艰巨的任务。目前计算机"思维"的方式与人类思维方式有很大区别，人机之间的间隔还不小。人类还很难以自然的方式，如语言、手势、表情与计算机打交道，计算机难用已成为阻碍计算机进一步普及的巨大障碍。随着nternet的普及，普通老百姓使用计算机的需求日益增长，这种强烈需求将大大促进计算机智能化方向的研究。近几年来计算机识别文字（包括印刷体、手写体）和口语的技术已有较大提高，已初步达到商品化水平，估计5-10年内手写和口语输入将逐步成为主流的输入方式。手势（特别是哑语手势）和脸部表情识别也已取得较大进展。