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计算机最新发展动态与计算机

摘要:计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。量子、光子、分子和纳米计算机将具有感知、思考、判断、学习和一定的自然语言的能力,这将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的计算技术革命,推动光互联网的快速发展,对人类社会的发展将产生深远的影响。

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一、前言

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,计算机技术发展迅速,传统计算机的性能受到了挑战。从基本原理出发,寻求计算机发展的突破口,新计算机的研发应运而生。未来,量子、光子、分子计算机将具备感知、思考、判断、学习和自然语言的能力,这将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的计算技术革命,对人类社会的发展产生深远的影响。

第二,智能超级计算机

超高速计算机采用并行处理技术来改进计算机结构,使计算机系统可以同时执行多条指令或处理多个数据,进一步提高计算机的运行速度。超级计算机通常由几十万甚至更多的处理器组成,可以完成普通计算机和服务器无法计算的大型复杂任务。从超级计算机获得数据分析和模拟结果,可以促进各领域复杂项目的研究和开发,给我们的日常生活带来各种好处。最大的超级计算机接近人脑的复制能力,智能组件更多,方便人们的生活、学习和工作。世界上最受欢迎的漫画和许多耗资巨大的电影中使用的特效都是在超级计算机上完成的。日本、美国、以色列、中国和印度是世界上第一批拥有每秒1万亿次运算的超级计算机的国家。超级计算机在科技界引起了发展和创新的热潮。

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第三,新的高性能电脑出来了

随着硅片技术的飞速发展,也意味着硅技术越来越接近其物理极限。因此,全世界的研究人员都在加紧新计算机的研发,计算机的体系结构和技术将会有质的和量的飞跃。新量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等。将进入我们21世纪的生活,涵盖所有领域。

1.量子计算机

量子计算机的概念源于可逆计算机的研究。量子计算机是一种遵循量子力学定律进行高速数学和逻辑运算,存储和处理量子信息的物理设备。量子计算机是在量子效应的基础上发展起来的。它利用链状分子聚合物的特性来表达开关状态,利用激光脉冲改变分子的状态,使信息沿着聚合物运动,然后进行运算。量子计算机中的数据是由量子位存储的。由于量子叠加效应,一个量子位可以是0,也可以是1,也可以同时存储0和1。所以一个量子位可以存储两个数据,同样位数,量子计算机的存储容量比普通计算机大得多。同时,量子计算机可以进行量子并行计算,其计算速度可能比目前的计算机芯片快10亿倍。量子计算机除了具有高速并行处理数据的能力外,还会对现有的安全体系和国家安全意识产生很大的影响。

无论是量子并行计算还是量子模拟计算,本质上都是用量子相干。全世界很多实验室都在以极大的热情追求这个梦想。目前提出的方案主要利用原子-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、防错。量子计算机彻底改变了计算的概念

光子计算机利用光子代替电子进行数据运算、传输和存储。光子计算机是全光数字计算机,其中光子代替电子,光互连代替线互连,光硬件代替计算机中的电子硬件,光操作代替电操作。在光子计算机中,不同波长的光代表不同的数据,可以实现对高复杂度、大计算量任务的快速并行处理。光子计算机将在目前的基础上成倍提高计算速度。

3.分子计算机

分子计算机体积小、功耗低、运行速度快、存储容量大。分子计算机的操作是吸收分子晶体上电荷形式的信息,以更有效的方式排列组织。分子计算机的运行过程是蛋白质分子与周围物理化学介质相互作用的过程。开关是一种酶,程序明确表达在酶合成系统本身和蛋白质的结构中。由生物分子组成的计算机可以在生化环境中运行,甚至可以在生物有机体中运行,也可以以其他分子形式与外界环境进行交换。因此,它将在医疗、基因追踪和仿生工程中发挥不可替代的作用。目前正在研究的有生物分子或超分子芯片、自动机模型、仿生算法、分子化学反应算法等几种类型。与目前的芯片相比,分子芯片的尺寸大大减小,效率大大提高。分子计算机完成一次运算只需要10皮秒,比人的思维速度快100万倍。分子计算机有惊人的存储能力。一立方米DNA溶液可以存储一万亿个二进制数据。分子计算机消耗的能量很少,只有电子计算机的十亿分之一。因为分子芯片的原料是蛋白质分子,分子计算机不仅可以自我修复,还可以直接与活的分子连接。美国研制出分子计算机分子电路的基本元件,可以在几万秒的光照内产生感应电流。以色列科学家开发了一种由DNA分子和酶分子组成的微型分子计算机。预计20年后,分子计算机将进入实用阶段。

4.纳米计算机

纳米计算机是纳米技术发展起来的一种新型高性能计算机。纳米管元件的尺寸在几纳米到几十纳米的范围内,质感强,导电性强,可以代替硅片制造电脑。“纳米”是一种计量单位,大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是20世纪80年代初以来迅速发展的一个新的前沿科学研究领域。最终目标是人类可以根据自己的意愿直接操纵单个原子,并做出特殊的工作

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耗费任何能源,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,成为科技应用的一部分。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发展。

我们相信,新型计算机与相关技术的研发和应用,是二十一世纪科技领域的重大创新,必将推进全球经济社会高速发展,实现人类发展史上的重大突破。科学在发展,人类在进步,历史上的新生事物都要经过一个从无到有的艰难历程,随着一代又一代科学家们的不断努力,未来的计算机一定会是更加方便人们的工作、学习、生活的好伴侣。

参考文献:

[1]刘科伟,黄建国.量子计算与量子计算机.计算机工程与应用,2002,(38).

[2]王延汀.谈谈光子计算机.现代物理知识,2004,(16).

[3]陈连水,袁凤辉,邓放.分子计算机.分子信息学,2005,(3).

[4]官自强.纳米科技与计算机技术.现代物理知识,2003,(15).

[5]张镇九,张昭理.量子计算机进展,计算机工程,2004,(4).

(作者单位:贵州大学科技学院04计算机科学与技术专业)

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计算机的发展趋势 全文

智能化:让计算机模拟人的感受、行为、思维过程等。使计算机具备视觉、听觉、语言、推理、思维、学习等能力。并成为一台智能电脑。从目前的研究情况来看,未来的新型计算机将在以下几个方面取得实质性突破:

光子计算机:以光为信息传输介质,具有超并行处理能力和超高速计算速度的计算机。1990年1月底,贝尔实验室成功研制出第一台光子计算机。目前,光子计算机的许多关键技术,如光存储技术、光存储和光电集成电路等,都取得了很大的突破。除了贝尔实验室,日本和德国的其他公司也投入巨资开发光子计算机,预计未来会出现更先进的光子计算机。

生物计算机(分子计算机):由蛋白质分子组成的生物芯片,其中信息以波的形式传递,计算速度比最新一代计算机快10万倍,能耗只有普通计算机的十分之一,存储容量巨大。

量子计算机是一种遵循量子力学定律进行高速数学和逻辑运算,存储和处理量子信息的物理设备。传统计算机与量子计算机的区别在于,前者遵循经典物理定律,后者遵循独特的量子动力学定律,是一种新的信息处理模式。同时,量子计算机可以实现量子并行计算,其计算速度可能比目前的PC III芯片快10亿倍。研究人员成功实现了一个4量子位逻辑门,获得了4个锂离子的量子纠缠态。

信息技术的发展计算机最新发展动态趋势不会是 新一代信息技术报告

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21世纪以来,跨学科融合加快,新兴学科涌现,前沿领域拓展。以机器人、大数据、3D打印为代表的新一轮信息技术革命已经成为全球关注的焦点。新一代信息技术创新异常活跃,技术融合步伐加快,催生了一系列新产品、新应用、新模式,极大地促进了新兴产业的发展壮大,进一步加快了产业结构调整,促进了产业转型升级,改变了传统经济发展模式。 首先,机器人 随着大数据、物联网、人工智能等信息技术的融合发展,机器人技术日益成熟,成本不断降低,性能不断提高。“机器人革命”有望成为“第三次工业革命”的切入点和重要增长点,并将对全球制造业和服务业产生重大影响。 1.工业机器人的应用可能会加速财富的聚集。不断上涨的人工成本已经逐渐超过了使用机器人的成本,越来越多的企业选择机器人来部分替代工人。工业机器人已经从汽车制造渗透到机械、建材、物流、航空、航天、造船等领域。 工业机器人的广泛应用提高了企业的生产效率,促进了社会生产力的发展,但也减少了大量劳动密集型工作,导致许多低技能工人面临收入较低或失业的困境。机器人技术带来的劳动力成本的降低和生产效率的提高,会加速财富在少数人手里的积累。 2.服务机器人将释放知识工作者的创造潜力。目前,服务机器人越来越智能化,开始从劳动密集型产业向知识型产业渗透。比如公司和IBM联合推出的“临床肿瘤学顾问”机器人,可以将患者的电子病历数据与相关数据库进行对比分析,为医生的临床治疗提供有价值的建议。服务机器人的类似应用有很多例子。服务机器人的广泛应用,可以让知识工作者从重复性、规律性的工作中解脱出来,让他们专注于更复杂、更有创造性的工作,进一步释放自己的创造潜能。 二、数字化企业 数字企业是将现代计算机网络、数据库、电子商务等技术与企业模式相结合的高度数字化企业。数字企业将创造更多新的机会,在数字驱动的生态系统中吸引消费者、员工和合作伙伴。 1.“众...

未来发展趋势 未来发展的八大趋势

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未来发展趋势:可穿戴计算机值得期待 2013-7- 【天机。com笔记本频道】相信超便携可穿戴电脑将是下一个行业事件,但这类产品可能要等10年才能达到这样的水平。试图通过大步向前来创造一个非常受欢迎的产品原型构建过程,虽然令人眼花缭乱,但根本不能保证成功。 前几天在庆祝以太网诞生40周年之际,与工作和研究可穿戴计算机的行业老手的一次聊天,进一步坚定了我对可穿戴计算机前景的信念;他告诉我,人脸识别和医学传感将是这类产品的两大杀手级应用。 作为研究项目的一部分,贝尔随身携带了一台移动摄像机;午饭时间他对我们一小群人说:“我的结论是,可穿戴电脑是记忆的辅助工具;人脸识别将是它的关键功能。 具有讽刺意味的是,项目经理最近透露,公司目前没有使用人脸识别功能的计划;我猜测以上说法的动机,一部分应该是出于对隐私的担心,另一部分是相关技术还处于发展初期。我相信未来的可穿戴计算机将支持高度精确的人脸识别,克服相关隐私问题;但以上两者都是很大的挑战。 在不受限制的人群中实现准确的人脸识别在技术上是困难的,尤其是当数据是由日常生活中使用的消费级相机采集的时候;另外,人脸识别系统需要处理通过主流无线网络传输的数据,这类系统的响应必须是即时的,以便一般用户在路上偶尔遇到其他人时使用;这将使相关的技术挑战更加困难。 人脸识别会遇到的营销、监管、政策等问题肯定很难厘清,我可以想象其复杂性;但正如贝尔所说,我相信面部识别将是可穿戴计算机的杀手级应用。 可穿戴计算机也有望彻底改变医疗保健领域。比利时IMEC研究所等地的科学家参与人体区域网()已有多年,并逐步取得进展;微软的贝尔戴着Fibit品牌的心率监视器,并投资了许多开发可穿戴医疗设备的新公司,包括BoboAnalytics,该公司设计了一种类似手表的心跳传感器。 贝尔告诉我:“我强烈感觉医疗一定不能局限于专业医疗机...

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2019年,我国人工智能专利申请量超过10万件,居世界第一;作为人工智能最重要的细分领域,中国的专利申请数量远远高于其他国家。但专利申请人集中分散,未能形成大的竞争态势,且多在东部地区,专利布局有待加强。 计算机视觉在铝领域占的比重最大 计算机视觉在人工智能上可以和人眼相提并论,是感知层面最重要的核心技术之一。计算机视觉技术模拟生物视觉,对捕获图像中的数据和信息进行分析、识别、检测和跟踪,真正识别和理解这些图像。目前,该技术已经广泛应用于安防、自动驾驶、医疗、消费等领域,也是人工智能技术中应用最广泛的技术之一。 计算机视觉是国内外al企业最集中的领域,计算机视觉技术企业约占全球Al企业的40%。 中国人工智能技术专利申请数量居世界领先地位 根据AIIA数据,2019年中国人工智能专利申请量超过10万件,居世界第一;美国排名第二,约8万份申请;英国、澳大利亚、加拿大和日本是世界上人工智能技术专利申请数量排名前6的国家。计算机视觉作为人工智能领域的一项应用技术,占80% .以下数据以%为估算数据。 计算机视觉技术的专利申请数量在中国发展迅速 从计算机视觉技术专利申请的来源国来看,美国、日本和韩国的申请数量稳定,每年申请数量在700件以下。2010年,中国的申请数量首次超过美国、日本和韩国,近年来的申请数量也远高于世界其他国家。 我国计算机视觉技术的专利布局仍然不足 虽然中国的专利申请量很大,但没有一个中国申请人入围申请人排名,其中前三名是富士通、佳能和三星电子。日本的专利申请人数最多。中国申请人极其分散,没有强有力的竞争格局,需要加强专利分配。 计算机视觉人才在全球的分布,美国的人才数量优势明显,而中国主要集中在东部地区 学者地图用于描述特定领域的学者分布情况,对学者调查分析区域竞争力现状尤为重要。 地图是根据学者目前所在机构的...

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我不太了解计算机领域的最新发展。但是出于一些理解,我觉得我对计算机专业的未来发展还是有一些想法的。虽然IT专业已经广为人知以至于很多人会,但是随着信息技术的发展和技术的更新,计算机专业,比如手机的APP应用,被用来开发地铁公交加价信用卡读卡器的最新更新,加价,改公里数。这一切都会用到计算机技术,当然还有很多方面会用到计算机技术。 如今,计算机正朝着大型化、小型化、网络化和智能化的方向发展。1.巨型计算是指运算速度快、存储容量大、功能强的超级计算机。2.小型化由于大规模和超大规模集成电路的快速发展,微处理器芯片不断更新,微型计算机的价格逐年降低。微型计算机凭借丰富的软件和简单的外部设备操作,迅速普及到社会的各个领域,进入千家万户。随着微电子技术的进一步发展,微型计算机将会发展得更快,其中笔记本电脑和掌上电脑将会受到性价比更好的人的欢迎。3.联网是指利用通信技术和计算机技术,将分布在不同地方的计算机互联,并按照网络协议相互通信,使所有用户共享软件、硬件和数据资源。现在也应用到各个行业。4.智能化是指计算机能够模拟人的感觉和思维能力,这也是第五代计算机的目标。智能研究领域很多,其中最有代表性的是专家系统和机器人。...

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计算机的未来发展趋势 计算机发展历程简述

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计算机正朝着大型化、小型化、网络化和智能化的方向发展。 1.大型化。巨型计算机是指发展速度更快、存储容量更大、功能更强大的超级计算机。计算能力一般每秒100多亿,内容容量几百兆以上。主要用于天文、气象、地质与核技术、航天飞机、卫星轨道计算等先进科技领域。超级计算机的技术水平是衡量一个国家技术和产业发展水平的重要标志。 2.小型化。小型化是指利用微电子技术和超大规模集成电路技术进一步降低计算机的尺寸和价格。计算机的小型化已经成为计算机发展的一个重要方向,大量的笔记本电脑和掌上电脑问世,这不仅是计算小型化的标志。 3.人脉。网络技术可以更好地管理互联网上的资源。它使整个互联网成为一个前所未有的强大集成系统,就像一台巨型计算机。在这种动态的网络环境下,可以实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享,让用户享受到灵活、智能、协同的信息服务,获得前所未有的便利。 4.智能化。计算机智能是指计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力。智能研究包括模拟识别、物体形状分析、自然语言生成与理解、游戏、定理自动证明、自动编程、专家系统、学习系统和智能机器人。 扩展数据 计算机是1946年问世的,有人说是因为战争的需要而产生的。我们认为,计算机的根本动力是创造更多的物质财富,拓展人的大脑,使人的潜能得到更多的开发。 就像汽车的发明延伸了人的腿一样,计算机的发明实际上是人脑智能的继承和延伸。 在过去的10年里,计算机的应用日益渗透到社会的各个领域,如管理和办公自动化。 随着计算机变得越来越智能,人们简单地称微型计算机为“计算机”。 计算机产生的动力是人们想发明一种能进行科学计算的机器,所以称之为计算机。 它一诞生,就立即成为先进生产力的代表,开启了工业革命以来又一次新的科技革命。 追溯计算机的发明,可以从中国古代说起。在古...

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