文档介绍：计算机的未来展望
北京大学出版社郭佑民
1994-10-07
然而,以往的传统计算机基本上都是电子计算机。实践证明,电子计算机由于多种因素的制约,其运算速度不可能无限制地提高,要想在电子计算机的基础上实现计算机的智能化几乎是不可能的。因此,科学家们不得不跳出传统的电子计算机的结构模式,去寻找新的途径,研制开发新型的计算机。本文介绍的就是在发达国家中目前正在研制开发中的几种新型计算机。
一、光计算机
光计算机又叫光学计算机。它是用光电集成电路(即由光学器件和电子器件相集成的新型器件,主要由激光器、光纤和开关等组成)代替传统的电子型集成电路制成的计算机。它的工作原理不是利用电子,而是利用光子束处理信息和存储程序。由于光速大于电子传输速度,所以其运算速度可以大为提高;又由于光计算机采用并行传输原理,故其传输的信息量也大大提高;此外,由于光空间传输的平行性好,所以光计算机中不需要布线,这既简化了工艺,又避免了在电子计算机中由于相邻布线之间存在的电磁干扰。在技术上,光计算机可以看作是数字系统和模拟系统的综合体。
总之,光计算机的运算速度可以远大于电子计算机。据科学家估算,其处理信号的能力将是电子计算机的成千上万倍。这种计算机可以具有人脑样的联想能力及自学能力。这种复杂多变的联想能力是电子计算机无法实现的;而这正是光计算机施展本领的机会。今后,光计算机的应用主要包括语音和图像的识别,交换大量的电话信号,以及通常的工作量极大的计算工作。据说,它对于破译现在无法破译的代码和设计超级核武器,也将起到重要作用。
另据最近报道,美国的科罗拉多大学的科学家最近已研制出了世界上第一台光计算机。尽管当前它的体积还较大,运算能力还不够理想,但它的全部原理却是采用的光存贮处理指令和信息,使光计算机真正从设计变成了产品;可以看作是计算机发展史上的又一次飞跃。
研制这种计算机的科学家们称,他们利用现代科学技术,不久的将来可以使这种光计算机缩小到人的手掌大小,运算速度也可相应地提高400倍,比世界上现在运算速度最快的电子计算机还要快数百倍,届时光计算机就可以发挥其智能化的“光脑”作用了。
二、神经元计算机
神经元计算机是一种仿真人脑神经网原理的一种新型计算机。生物学家研究表明,人脑之所以能在瞬间完成学习、逻辑推理等复杂的信息处理,是因为人脑和担任信息处理基本要素的神经细胞以并行方式传输信息的原故。而传统的电子计算机则采用逐次处理信息的方式,所以信息处理速度慢,难以实现仿人脑的功能。正是基于这种机理,神经元计算机的设计方案则设想利用多个处理器并行连接方式,来加速计算机的信息处理能力,使之接近于人脑的功能。实践证明,这种设想是可行的。
在神经元计算机的研究和开发方面,日本是处于领先地位的。日本自从1987年6月召开了第一届IEEE神经网络会议以来,一直在围绕神经网络和模糊逻辑方面进行积极的研究工作。1988年5月,日本通产省公布,从1989年4月开始实施为期9年的神经元计算机计划。该计划将开发神经网络系统、大型并行处理技术、语言翻译等,试图模仿人脑和神经系统来开发神经网络系统。该系统能处理不完整的图形和模糊信息,并具有推理和学习功能。该计划分五个阶段进行,即大型优质程序、算法、神经网络装置、试验性神经系统和实际应用。据报道,日本目前已经取得了可喜的成果。例如日本三菱电机