計算機發展的路上,你不知道的事,讓我們一起去看看吧

2020-12-04 李龐超說科技

提到電腦也就是計算機,每個人都不陌生,那你又了解多少呢?一起去看看吧。

1990年,美國的貝爾實驗室推出了一臺由雷射器、透鏡、反時鏡等組成的電腦。這就是光子計算機的雛形。光子計算機又叫光腦。電腦是靠電荷在線路中的流動來處理信息的,而光腦則是靠雷射束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列來對信息進行處理的。與電腦相似的是,光腦也靠產生一系列邏輯操作來處理和解決問題。電腦的功率取決於其組成部件的運行速度和排列密度,光子在這兩個方面都很理想。光子的速度即光速為每秒30萬千米,是宇宙中最快的速度,雷射束對信息的處理速度可達現有半導體矽器件的1000倍。光子不像電子那樣需要在導線中傳播,即使在光線相交時,它們之間也不會相互影響,並且在不滿足幹涉的條件下也互不幹涉。光束的這種互不幹涉的特性,使得光腦能夠在極小的空間內開闢很多平行的信息通道,密度大得驚人。一塊截面為5分硬幣大小的稜鏡,其通過能力超過全球現有電話電纜的許多倍。貝爾實驗室研製成功的光學轉換器,在印刷字母0中可以裝人2000個信息通道。因此,電子工程師們早就設想在電腦中使用光子了。

光腦的許多關鍵技術,如光存儲技術、光互連技術、光電子集成電路等目前都已獲得突破。光腦的應用將使信息技術發展產生飛躍。

電腦的性能是由元件與元件之間電流啟閉的開關速度來決定的。科學家發現,蛋白質有開關特性,用蛋白質分子做元件製成的集成電路,稱為生物晶片。使用生物晶片的計算機稱為生物計算機。已經研製出利用蛋白質團來製造的開關裝置有:合成蛋白質晶片、遺傳生成晶片、紅血素晶片等。

用蛋白質製造的電腦晶片,在1平方微米麵積上可容納數億個電路。因為它的一個存儲點只有一個分子大小,所以存儲容量可達到普通電腦的10億倍。蛋白質構成的集成電路大小隻相當於矽片集成電路的10萬分之一,而且運轉速度更快,只有10~11秒,大大超過人腦的思維速度;生物電腦元件的密度比大腦神經元的密度高100萬倍,傳遞信息速度也比人腦思維速度快。

生物晶片傳遞信息時阻抗小,耗能低,而且具有生物的特點,具有自我組織和自我修復的功能。它可以與人體及人腦結合起來,聽從大腦指揮,從人體中吸收營養。把生物晶片植入人的腦內,可以使盲人復明,使人腦的記憶力成幹上萬倍地提高;若是植入血管中,則可以監視人體內的化學變化,可以預防各種疾病的發生。

美國已研究出可以用於生物電腦的分子電路,它由有機物質的分子組成,只有現代電腦電路的千分之一大小。

生物電子技術是巧妙地將生物技術與電子技術融合在一起而產生的一種新技術。它利用微電子技術及生物技術,使DNA分子之間可以在某種酶的作用下瞬間完成生物化學反應,從一種基因代碼變成另一種基因代碼。 反應前的基因代碼可作為輸人數據,反應後的基因代碼可以作為運算結果。如果控制得當,那麼就可以利用這種過程製成一種新型電腦。 DNA電腦運算速度快,它幾天的運算量就相當於目前世界上所有計算機問世以來的總運算量。此外,它的存儲容量非常大,超過目前所有計算機的存儲容量。再有,DNA電腦所耗的能量極低,只有一一臺普通電腦的十億分之一。

生物電腦是人們多年來的期望。有了它可以實現現有電腦無法實現的模糊推理功能和神經網絡運算功能,是智能計算機的突破口之一。一 些科學家認為, 這種新型電腦將很快就能取得實質性進展。

生物電腦最終會促使電腦與人腦的融合。目前最新一代實驗計算機正在模擬人類的大腦。英國劍橋大學研究發現了"生物電路",一些蛋白質的主要功能不是構成生物的某些結構,而是用於傳輸和處理信息。人們正努力尋找神經元與矽晶片之間的相似處,研製基於神經網絡的計算機。儘管目前研製出來的最先進的神經網絡擁有的智力還非常有限,但大多數科學家認為,仿生計算機是未來發展之路。國外有科學家預言,到2020年,運算速度更快的生物將取代矽晶片。

真的是好期待啊,讓我們拭目以待計算機的發展吧!

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