第四章電子科技館的發展介紹(2 / 3)

總而言之,改進後的綠色計算機將更能與人“和睦相處”,是人類既實用又有利於健康的計算機。

7神經計算機

隨著智能計算機的不斷發展,科學家們想模仿人的大腦構造和工作而造出一種新的計算機,這種計算機稱為神經計算機。然而要造出這種計算機可不是一件輕而易舉的事。因為,科學家對人腦的結構已經知道得比較清楚,但人大腦裏的神經網絡的工作原理,還存在許多困惑。比如說人是怎麼學習的,就還沒弄清楚。人大腦的神經網絡太複雜了,各個細胞間是怎麼相互聯係的,還沒有完全揭示出來。換句話說,人大腦還有許多未解之謎。另外,因為人腦的神經網絡太複雜,因此完全模仿它還存在相當大的困難。

現在,神經計算機隻能初步模仿人腦神經的網絡,研究出的人工神經網絡(也有的是神經計算機)就具有了很好的效果,且顯露出它的美妙前景。

專家認為,人腦學習功能,是把神經細胞之間的連接形式不斷加以改變,使網絡功能不斷提高,人的智慧也就發展了。現在研究神經計算機的目的,就是想製造出能聽懂聲音,能辨認景物,具有學習能力的智能計算機。這種計算機機有些科學家稱它為第六代計算機或人工大腦。如果研究成這樣的計算機,它的計算速度可達到1015次/秒,而目前最好的計算機運算速度僅為109~1010次/秒。

20世紀90年代前期到中期,神經計算機已獲得了應用。例如,在紐約、邁阿密、倫敦飛機場用神經網絡檢查塑料炸彈和爆炸物,每小時可檢查600~700件行李。

美國製成一台神經計算機,專門用於模式識別,如分析心電圖、腦電圖波形,對細胞自動分類計數,染色體分類識別等。它的工作過程由三層人工神經網絡共同完成:第一層是提取特征並用數據表示出來;第二層是對這些信息進行運算,獲得模式;第三層是把獲得的模式與預先存儲的模式相比較,完成識別。

8光計算機

光計算機就是靠激光束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列中,對信息進行處理。也就是說,光計算機,就是利用光作為載體進行信息處理的計算機。

光計算機有很多優點,首先,光計算機運算速度快。目前計算機所用晶體管改變開關狀態的時間一般需要04×10-9秒,而光開關裝置則為10-12秒,也就是光開關每秒可進行10000億次邏輯動作,真可謂是神速。

其次,實現並行處理信息非常容易。光計算機中利用反射鏡、棱鏡、分光鏡等,可使光柱按任意方向傳送。光信息在發生交叉時也不會受到幹擾。光在空間可以實現並行傳遞,可以實現幾十萬條光同時傳遞。一塊直徑有5分硬幣大小的棱鏡,通過信息的能力是現在全世界電話電纜線的許多倍。

還有,光計算機不發熱,噪聲小。電子計算機中電子流動,會產生熱量,而且當工作頻率超過100赫以上時會形成駐波,再加反射信號的影響,形成電磁幹擾。光子不會碰撞,不會產生熱量,因此噪音幹擾也就很小。

光計算機的許多關鍵技術,如光存儲技術、光互連技術、光電子集成電路等,都已獲得了突破。但是,光計算機的技術還處在中級階段,不夠成熟,另外它的造價要比電子計算機昂貴,而電子計算機應用和發展還正在旺盛時期,因此,科學家們預計,光計算機進入實用階段還需一段時間。

9生物計算機

用生物芯片製造的計算機就是生物計算機。所謂生物芯片就是指用蛋白質分子作元件製造成的集成電路,因此也有人稱生物計算機為蛋白質計算機、下一代計算機。

生物計算機的外部用一種非常薄的玻璃膜製成,內裝精巧的晶格,晶格裏安放生物芯片。由生物芯片組成的生物集成塊完成計算機主體工作。這種計算機有著廣闊的發展前景,因為它有很多優點:

第一、體積小。1平方毫米芯片可容納數億個電路,芯片密集度可達到每平方厘米1015~1016個,生物計算機的體積可縮小至現在計算機的103~105分之一。

第二、存儲容量大。生物計算機一個存儲點隻有一個分子大小,所以生物計算機的存儲容量可達到普通計算機的10億倍。

第三、運算速度快。科學家估計,蛋白質集成電路大小是矽片集成電路的千分之一,甚至達到十萬分之一,而運算一次隻需要10-11秒,僅為目前集成電路的運算時間的萬分之一。生物計算機運算比現在計算機快多了。生物計算機元件的密度比人腦神經細胞的密度高100萬倍。