1946年,世界上第一台计算机诞生了!经过61年的快速发展,电脑越来越小,越来越快,功能强大了几百倍。在不久的将来,我们使用的电脑会是什么样子?
未来,计算机技术将朝着超高速、超小型、并行处理和智能化的方向发展。在摩尔定律的驱动下,每秒100万亿次的超级计算机将在不久的将来出现。超高速计算机将采用并行处理技术,使计算机系统能够同时执行多条指令或处理多个数据。
与此同时,传统磁盘存储和光盘存储的容量不断上升,新的海量存储技术趋于成熟。抗干扰、耐高温、抗冲击、耐水、耐腐蚀的千年记忆正在开发,信息的长期存储将成为现实。
电脑主机的内部架构从一开始就没有根本改变,CPU、内存、显卡等。仍固定在主板上,不能通电插拔。在未来的计算机中,所有的板都将被模块化。未来的硬盘、光驱、USB适配器将一个个设计成模块,模块之间采用智能连接技术。当用户需要任何功能时,只需将提供该功能的模块添加到主机上即可使用该功能,无需关闭或打开机箱。此外,这些模块非常便携,可以自由放置在任何计算机上。
以上还是基于硅片技术的电脑。硅技术的飞速发展也意味着越来越接近物理极限。因此,寻找硅片计算机的替代品已经成为全世界研究人员的一项新任务。以下是科学家正在探索的一些理论选项:
光子计算机
光子计算机用光子代替电子,光的并行性和高速性自然决定了光子计算机具有很强的并行处理能力和超高速性。光子计算机也有类似人脑的容错能力。当系统中的某个组件损坏或错误时,不会影响最终的计算结果。
生物(ONA)计算机
DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据,DNA分子间基因密码的转换是通过生化反应实现的。如果我们能控制这个反应过程,我们就能制造一台DNA计算机。蛋白质分子比硅片上的电子元件小得多,所以一台生物计算机完成一次操作只需要10皮秒。同时,生物计算机具有惊人的存储能力。一立方米DNA溶液可以存储一万亿个二进制数据。而生物计算机消耗的能量非常少。
纳米计算机
现在纳米技术是从MEMS(微机电系统)开始的,传感器、电机、各种处理器都放在一个芯片上形成一个系统。纳米计算机存储芯片的大小只有几百个原子,相当于人类头发直径的千分之一。纳米计算机几乎不需要消耗任何能量。
量子计算机
量子计算机是在量子效应的基础上发展起来的。它利用链状分子聚合物的特性来表达开关状态,利用激光脉冲改变分子的状态,使信息沿着聚合物运动,从而进行运算。
这些新电脑听起来都很强大,但实际上实现起来仍然非常困难。而且显示会变化很大。首先,它会越来越薄,甚至做得像纸一样薄一样软,可以卷起来。其次,它会实现真实的立体显示而不是虚拟的3D,我们看到的图像真的会从屏幕上“跳出来”。
未来的计算机将不仅由文字控制,还将由语言甚至眼睛控制。虚拟现实是计算机和用户之间更理想的人机界面。虚拟现实又称精神技术,是一种以沉浸性、交互性和构思性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用多种计算机技术,模拟人类视觉、听觉、触觉等感官功能,使人沉浸在计算机产生的虚拟境界中,通过语言、手势等自然方式与人实时互动,从而创造出人性化的多维信息空房间。
总之,未来的计算机不仅强调性能的飞跃,而且强调设计的智能化和人性化。人类的智慧是无穷无尽的,计算机在未来会发生巨大的变化。在他们的帮助下,我们的生活会更好。
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