文档介绍：计算机科学前沿?近年来,计算机科学中前沿的问题主要围绕信息、知识、智能三大研究领域展开讨论。信息是指客观事物的属性。而知识不同于信息,它是人们对信息经过大脑的加工与处理后,形成的规律、规则、方法及认识。智能则是指大脑从历史信息、知识的基础之上形成的对现有信息、知识的推理、演绎、判断的方法。 1 ?根据研究分析表明,在三大研究领域中, 主要有以下前沿热点研究: ?(1)信息方面:信息处理、数据仓库和数据挖掘、生物信息学。?(2) 知识方面:以知识科学与知识工程为主要研究的问题。?(3) 智能方面:以人工神经网络的研究,机器证明,人工智能与专家系统,遗传算法,代数逻辑学形成了研究领域的主要特色。 2计算机发展趋势?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,可以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成百数千甚至更多的处理器构成,能完成普通计算机和服务器所不能计算的大型的复杂任务。从超级计算机获得的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更多的便利。 3 二、新型高性能计算机?1、纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米技术是从 20世纪 80 年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域,最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子,制造出具有特定功能的产品。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。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。 4 ?2、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。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子,所以分子计算机既有自我修复的功能,又可直接与分子活体相联。美国已研制出分子计算机分子电路的基础元器件,可在光照几万分之一秒的时间内产生感应电流。以色列科学家已经研制出一种由 DNA 分子和酶分子构成的微型分子计算机。预计 20年后,分子计算机将进人实用阶段。 5 ?3、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。量子计算机是在量子效应基础上开发的,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。 6 ?4、光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传输及存储。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