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浅析计算机的发展1. 现代计算机:发展史:第一代电子管时代(1942年--1956年)第二代晶体管时代(1955年--1964年)第三代成电路时代(1964年--1970年)第四代大规模和超大规模集成电路时代(1971年--现在)发展方向——只能够通过扩大规模的方式加强性能电子计算机——工作原理:主要以大规模或超大规模集成电路为电子元器件的计算机工作性能:主要取决于他的核心器件——处理器(CPU)的性能现在的处理器基本是由半导体材料——硅做成的性能极限:目前是中国国防科技大学研制的天河二号超级计算机与普通电子计算机工作原理一样,只是规模和功能不同,这货的计算核心总数达3120000(我家4核),每秒可以进行33.86千万亿次的浮点运算简介:目前以集成电路为基础的传统计算机已经快要发展到极限。按照目前的速度,计算机发展遵循的“摩尔定律”(每18个月芯片速度翻一番,价格降低一半)将会失效一旦芯片上线条的宽度达到纳米数量级时,相当于只有几个分子的大小,这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化,致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作。。从技术的角度看,随着硅片上线路密度的增加,其复杂性和差错率也将呈指数增长,同时也使全面而彻底的芯片测试几乎成为不可能。一旦芯片上线条的宽度达到纳米数量级时,相当于只有几个分子的大小,这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化,致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作。目前最先进的集成电路已含有17亿个晶体管。再增加是很困难的,必须想别的出路。2.未来计算机的发展方向:目前主要分为三种:1.生物计算机2.量子计算机3.光子计算机1.生物计算机:工作原理:DNA电脑的工作原理是以瞬间发生的化学反应为基础,通过和酶的相互作用,将发生过程进行分子编码,把二进制数翻译成遗传密码的片段,每一个片段就是著名的双螺旋的一个链,然后对问题以新的DNA编码形式加以解答。以生物芯片取代在半导体硅片上集成数以万计的晶体管制成的计算机。它的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子,并以此作为生物芯片,实现更大规模的高度集成。优点:主要是存贮容量和运算速度。①集成度、功效更高生物计算机的电路以分子为单位,在一平方毫米的面积上,可容纳几亿个电路,相比于传统计算机的半导体硅片制成的芯片,生物芯片能容纳电路的电路数量级提高了不只一个层次。②可靠性高,寿命更长 具有生物性质的生物计算机能做到自我修复,并且可以编码设置其自我再生和复制的功能,因此有传统计算机所没有的高可靠性和超长使用寿命。③耗能少 生物计算机的元件是由有机分子组成的生物化学元件,只需很少的能量就能就行所需的化学反应,耗能比传统的消耗电能并不断产生热能的计算机大大减少,并且能量利用率大幅度提高。④方便适用 生物计算机由于体积下且具有生物特性,可以置于很多传统计算机无法置放的地方,可以随意设置在我们身边的任何事物中,并且可以发挥其生物特性更方便地为生命体服务。⑤性能大幅度提升 生物计算机由于其蛋白质分子可以并行工作的原理,可以轻松实现大量的并行运算,28.3gDNA的运行速度超过了现代超级计算机的10万倍且速度提高了10万倍以上这里指的10万倍速度指的是超级计算机的速度,不是家用的PC电脑......现在最快超级计算机的运行速度大约是一秒钟可以运算10的14次方次,生物计算机
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