1.1.4 计算机的发展趋势

随着科技的日新月异，计算机的发展已经进入了一个快速而又崭新的时代，计算机的未来充满了变数，性能的大幅度提高是不可置疑的。但是，性能的提升并不是计算机发展的唯一道路，人性化和环保等也可能成为未来计算机的主要功能。

1.计算机的发展方向

计算机强大的应用功能，产生了巨大的市场需要，未来计算机性能应向着微型化、网络化、智能化和巨型化的方向发展。

巨型化：巨型化是指发展高速度、大存储量和强功能的巨型计算机。这是诸如天文、气象、地质、核反应堆等尖端科学的需要，也是记忆巨量的知识信息，以及使计算机具有类似人脑的学习和复杂推理的功能所必需的。计算机巨型化的发展方向集中体现了计算机科学技术的发展水平。

微型化：微型化就是进一步提高计算机的集成度，利用高性能的超大规模集成电路研制质量更加可靠、性能更加优良、价格更加低廉、整机更加小巧的微型计算机。

网络化：网络化就是把各自独立的计算机用通信线路连结起来，形成各计算机用户之间可以相互通信并能使用公共资源的网络系统。网络化能够充分利用计算机的宝贵资源并扩大计算机的使用范围，为用户提供方便、及时、可靠、广泛、灵活的信息服务。

智能化：智能化是指让计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力。智能计算机具有解决问题、逻辑推理、知识处理和知识库管理等功能，人与计算机的联系是通过智能接口，用文字、声音、图像等与计算机进行自然对话。智能化使计算机突破了 “计算”这一初级的含意，从本质上扩充了计算机的能力，可以越来越多地代替人类脑力劳动。

2.未来的计算机类型

未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。硅芯片技术的高速发展同时也意味着硅技术越来越近其物理极限，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的甚至是质的飞跃。新型的模糊计算机、量子计算机、光子计算机、生物计算机、超导计算机会在不远的将来走进人们的生活，遍布各个领域。

模糊计算机：依照模糊理论，判断问题不是以是、非两种绝对的值或0与1两种数码来表示，而是取许多值，如采用接近、几乎、差不多及差得远等等模糊值来表示。用这种模糊的、不确切的判断进行工程处理的计算机就是模糊计算机，它除具有一般计算机的功能外，还具有学习、思考、判断和对话的能力，可以立即辨识外界物体的形状和特征，甚至可以帮助人们从事复杂的脑力劳动。

量子计算机：量子计算机是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机。量子计算机是在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。研究量子计算机的目的是为了改变计算机的计算方式，这才是量子计算机与其他类型的未来计算机的不同之处。

光子计算机：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。光子计算机的基本组成部件是集成光路，还要有激光器、透镜和核镜。由于光子比电子速度快，光子计算机的运行速度可高达一万亿次。它的存储量是现代计算机的几万倍，还可以对语言、图形和手势进行识别与合成。世界上第一台光子计算机在1990年初就已经由美国贝尔实验室研制成功了。

生物计算机：生物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。计算机的转换开关由酶来充当，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。生物计算机是一种有知识、会学习、能推理的计算机，具有理解自然语言、声音、文字和图像的能力，并且具有说话的能力，使人机能够用自然语言直接对话，它可以利用已有的和不断学习到的知识，进行思维、联想、推理，并得出结论，能解决复杂问题，具有汇集、记忆、检索有关知识的能力。

超导计算机：超导计算机是利用超导技术生产的计算机及其部件，利用超导材料制造计算机将使其体积大幅度缩小，能耗大大下降，并且计算速度大大提高。超导计算机的运算速度比现在的电子计算机快100倍，而电能消耗仅是电子计算机的千分之一，如果目前一台大中型计算机，每小时耗电10kW，那么，同样一台的超导计算机只需一节干电池就可以工作了。我国已经开发出世界上运算速度最快的计算机，来自中日欧的竞争促使美国努力开发下一代超导超级计算机，其运算能力可达百亿亿次级。