计算机发展现状与未来发展趋势

计算机发展现状微处理器微处理器的发展很大地提高了计算机的性能，表现在缩小处理器芯片内晶体管的尺寸上，基本方法在于改进光刻技术，即使用短波长的曝光源，然后经过掩膜曝光，把硅片上的晶体管做小，连接晶体管的导线做细，曝光源主要指紫外线但有几个限制：1）条宽接近或小于光的波长时，刻蚀技术会失败；2）电子行为的限制；3）量子效应的限制等纳米电子电子元件对计算机技术的发展十分重要，但随着计算机技术的发展，现有的电子元件已不能满足计算机微型化和智能化的要求了，集成度和处理速度成为了计算机发展的双重制约而纳米电子技术解决了这一难题，它代表了一类新型的思维方式，而不仅仅单纯是尺寸的减小计算机未来的发展趋势展望随着硅芯片技术的高速发展，硅技术越来越接近了其自身的物理发展极限，以此，迫切要求计算机从结构变革，到器件与技术的革命这一系列的技术都要产生一次质的飞跃才行新型的量子计算机光子计算机分子计算机和纳米计算机应运而生1）量子计算机量子计算机是基于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，从而进行运算一个量子位可以存储2个数据（0和1可同时存取），同样数量的存储位，量子计算机的存储量比普通计算机要大得多，而且能够实行量子并行计算，其运算速度可能比现有的个人计算机的奔腾3的晶片快将近10亿倍2）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的高速，天然地决定了光计算机有超高速运算速度；与只能在低温下工作的超高速电子计算机相比，光计算机可在正常室温下工作；光计算机还具有容错性，从这个层面上，可以人脑相媲美；还有如果某一元件损坏，并不影响计算的结果3）分子计算机其运算过程指蛋白质分子与化学介质的相互作用，计算机的转换开关是酶，而程序在酶合成和蛋白质中表现出来其完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，是人的思维的100万倍的速度；DNA分子计算机有1立方米的DNA溶液存储1万亿亿的二进制数据的存储容量；DNA计算机消耗的能量只有电子计算机的十亿分之一；其芯片原材料是蛋白质，所以它既可自我修复，又能直接与生物体相连接4）纳米计算机纳米技术的终极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能把传感器电动机和各种处理器集成在一个硅芯片上；纳米计算机内存芯片的体积不过与几百个原子的大小相当；它几乎不需要耗费任何能源；且其性能比普通计算机强许多倍.未来PC的发展趋势趋势1：更小它甚至可以内置在皮肤里25年来，个人电脑所配备的显示器的确越来越薄、越来越清晰，但是主机的外形仍然像一个大盒子。未来的电脑可不是这样，它不会把所有的配件都集中在一个笨重的盒子里，而是由多个设备组成，有的部分只有一个卡片那么大，或是像一块手表那么大。体积上的优势使你可以方便地将它们带到任何地方，再以后，它们甚至可以缩小到内置在你的衣服中或者皮肤里。实现这个梦想的关键在于生产速度更快、体积更小、价格更低廉的电脑芯片。传统的硅芯片技术将在未来的10至15年内达到物理极限，到那时硅材料不可能再缩小。那么用什么来取代硅晶体管呢？纳米晶体管是取代硅晶体管的首选。所谓纳米，指的是一个极其微小的长度单位，只有一米的十亿分之一。这就意味着一个针尖般大小的尺寸上就能容纳数以千万计的晶体管。如此高集成度的芯片，可以使用在许多小型的家用电器、数码产品和掌上电脑中。一方面可以使这些电器产品和数码产品更加智能化，功能更多；另一方面，掌上电脑的数据处理运算性能将大大改善，真正成为方便随身携带的“口袋电脑”。趋势2：更个性化它能懂得主人的命令未来的电脑在交互式软件和芯片方面都会有很大的改进，因此，下一代个人电脑也会变得更为个人化，而不会像今天的PC机这样千机一面。人与电脑进行交互式交流也会更容易，比如说，将来的电脑可以和我们进行语音交流——这一点也不奇怪，目前的所谓语音识别软件还只能识别我们的声音，以后的这类软件甚至无需我们发声，它就可以读懂我们的“唇语”！将来的语音界面会训练电脑知道，当用户把脸转向它时，它就懂得主人要下命令了，而当人离开时，这种待命状态就自行结束。专业人士相信这种训练有素的“电子大脑”将在随后的5至10年中得到发展。此外，更有个性的计算机将基于更可靠的个人认证系统(例如手纹、声控或虹膜)，这样便能最大程度地保障用户的隐私不受侵犯。趋势3：更聪明现在都会下中国象棋了随着计算机数据处理运算能力的不断进步，个人电脑将会变得越来越聪明。通过持续提升的硬件性能和更加卓有成效的控制软件，能够主动学习的PC将终有诞生之日。制造出有人一样智慧的“智能人”还存在着许多的技术障碍，但研究出“聪明的PC”却大有希望。国际象棋特级大师卡斯帕罗夫1997年在“人机大战”中输给电脑“深蓝”的情景还让人记忆犹新。就在本周，首届“象棋人机大战”在北京举行，超级电脑“浪潮天梭”又以5.5比4.5击败了中国象棋大师联队。未来的聪明PC也更能为主人带来便利。它将能够根据主人的每次行动逐渐理解他的需求，把握他的心意，进而变被动地找寻信息为主动地截获信息。趋势4：更廉价已经降至100美元以下25年前个人电脑诞生的一个主要影响就是压低了计算机价格。到了今天，100美元一台电脑已经局部实现。去年11月，联合国秘书长安南和美国主要IT专家尼戈洛庞帝在突尼斯发布了100美元笔记本电脑原型，这种翠绿色电脑是为贫穷国家的千百万儿童而设计的。这种“发条式笔记本”电耗很低。它是为发展中国家的儿童设计的。麻省理工学院媒体实验室共同发起人尼戈洛庞帝前阵子披露了这款100美元发条动力笔记本电脑的详细规格。100美元电脑的设计方案是：500MHz处理器、1GB内存和创新的双模式显示——既有全色彩显示模式，也有阳光下可读的黑白显示模式。尼氏说，显示器使电脑看上去像本电子书，又像是电脑。该笔记本的电源可用外接电源、电池，或用连接在电脑上的发条曲轴自行发电，因为许多国家的边远地区没有电。趋势5：更“无线”(无限)在任何地点与任何机器交流目前，随着互联网的普及，办公桌面上的个人电脑的各种功能正被分发、转移并融化到人们随身携带的PDA、手表、驾乘的汽车之中。联网的电脑可以控制电灯、电视、立体声音响、安全系统、空调、暖气，甚至草坪喷淋装置。所有的控制信号通常都可以自动发出。个人电脑的网络化还意味着家庭网络与邻近网络(短程网络)、办公网络与远距离通讯网络之间毫无缝隙的彼此融合。对于个人电脑的前景，微软全球副总裁张亚勤博士曾经说过：“几年以后，我们甚至可能发现自己找不到那台曾经熟悉的电脑主机了，然而它的影响却无所不在——我们的PC将不只是一台个人电脑，它的功能早已延伸到了更加深邃的领域，成为全新的个人通讯电脑，一台集控制、计算、存储、沟通和娱乐全功能为一体的超级工具箱。只要开启这个魔盒，每个人都可在浴室中、办公室里、游泳池边……在任何地点与任何同类或机器实现交流。”趋势6：更普遍未来PC无处不在目前，很多电脑厂商都认为PC发展的大方向将是一个无所不在的运算环境。IBM的有关人士表示，由于电脑的运算速度已越来越快，未来的产品将越来越小，但功能却越来越多，甚至是与家电或公共设施结合的运算环境。目前，越来越多的普通家用电器都带有PC的功能，用户可以在家中处理财务或是上网。未来的PC将通过各种具有电脑能力的家电产品，如以机顶盒的方式结合电视、音响而建构出无所不在的PC环境，未来的PC可能不是现在的模样了。这样的家庭PC环境或许不是一两年内就可以看到，但有些厂商已经开始测试其产品。而在公共场合中，具有运算能力的主机服务器将遍布在机场、车站，通过卫星、通信设备等网络架构，形成一种可移动的、无线的运算环境。使用者只需携带可随身的IT设备，不需做任何连接，利用红外线的传输方式，即可随时从公共场合的服务器主机上接收自己的电子邮件等重要信息。趋势7：更时尚永远走在时尚的前列在未来社会，产品的设计同产品本身的功能同样重要，只有更时尚的产品才能抓住消费者的心。作为消费者个人使用的产品，PC一直走在时尚的前列。未来的PC在外观设计上将会有重大突破。事实上，苹果公司的“iMac”设计就是未来发展趋势之一，产品呈一体化，并且可以通过显示屏旋转来实现不同角度操作。同时，为了使PC在外观上更具魅力，制造商们正在寻求新的材料以减少PC机的塑料感。例如，苹果公司目前已经引进了钛金和铝金材料。PC显示器也是制造商们比拼设计能力的舞台之一。未来PC显示器的能耗将越来越小，分辨率越来越高，而且还可以弯曲、折叠，甚至是卷起来。因此，未来的显示器不但可以折成“报纸”状，还可以嵌入到家具中。还有人设想，未来的军队指挥官还可以把PC显示器卷起来，将一张张数字地图带到战场上。个人电脑出现危机手机接替PC完成梦想？放眼全世界，几乎在每个城市的每条街道上，你都能看到有人随身携带所谓的“小型便携式袖珍计算机”，这种电子设备还有另外一个名字——移动电话，也就是手机。现在，即便是最基础的手机，也大多配备了简单的网络浏览器、计算器和其他一些原本只有电脑才有的计算处理功能。PC缺陷日益凸现个人电脑问世带来的最大影响就是让计算机价格更低、使用更方便和功能更强大。不过，个人电脑固然优点多、好处多，但时至今日，它的缺陷也日益凸现。对于那些生活在发展中国家的人们来说，现在的个人电脑仍然个头太大、价格太贵、耗能太多。因此，随着数字技术在全球的发展，个人电脑也许不再是这方面的最佳工具了。人们上网冲浪也不一定非得拥有电脑，只要是带有网络浏览器的装置，就可以助你上网。比起个人电脑，手机更便宜、更易于操作、也更可信赖。《经济学人》近日报道说，在那些手机预付费和小额信贷计划的推动下，世界上最穷的人都可能买得起手机。相比之下，个人电脑在发展中国家的普及工作，更多是依靠政府或者援助机构的资助。现在，非洲赞比亚的商人使用手机来办理银行业务，塞内加尔的农民使用手机来监控农产品价格行情，南非的医护人员使用手机来更新病人的资料……所有与信息技术相关的公司，大至Google小至不知名的手机网络商，都在开发手机-互联网的技术和市场。何去何从笔记本未来发展趋势展望之所以在前文中说融合理念大放异彩，是因为除了Intel之外的另一处理器巨头--AMD也走上了这一道路，而从官方所提供的宣传资料来看，AMD所推出的APU“加速处理器”也不仅是将CPU和GPU的核心物理融合在一起这么简单，而是为了实现CPU和GPU的协同运算，更大限度的发挥两种处理器的优势，这也就是目前最热门的异构计算加速。可惜的是由于时间的原因，我们目前并未接触到多少搭载高性能APU的产品，还无法对其与AMD独立显卡进行混合交火的性能进行全面评估，但仅通过SNB处理器与APU之间本身在进行典型应用时的比较也可以看出一些端倪。日常办公应用性能对比3D游戏性能对比从以上对比的结果中可以看到，与以往两家公司之间针锋相对的比拼不同，AMD似乎与Intel走上了不同方向的道路。凭借融合之势，在显卡方面能力更强的AMD所推出的APU在图形处理方面的性能要明显优于IntelHD3000核芯显卡，但是在传统的CPU性能方面还是有所不及。猜想：主流高性能笔记本之间的竞争将更加激烈，用户今后或将改变目前比较Intel与AMD孰优孰劣的买前习惯，从而改为根据自己的应用需求来进行平台的选择。“加拿大皇家银行发布报告预计，到2014年全球平板电脑用户数量将会达到4亿，这是当前PC市场规模的三分之一。”诸如此类看好平板电脑日后前景的预测，最近频繁的出现在互联网及各类报章杂志上，再加上乔布斯那段著名的“后PC时代”发言，许多人都认为平板电脑将成为笔记本电脑的最大竞争者之一。而事实上，随着苹果IPad在国内市场上取得的巨大成功，其它各品牌的Pad也如雨后春笋般的出现在了我们的视野中，这其中也包括了我们所熟悉的联想、东芝、三星、神舟、海尔等众多笔记本厂商。虽然看上去平板电脑在发展上是一片欣欣向荣之象，并且从应用体验的角度来看，使用平板电脑也确实要比使用笔记本