超級並行計算機
在並行計算機上應用,必須采用合適的並行算法。算法的並行性直接影響著計算機的使用效率和實際的解題速度。《科技日報》1991年1月4日評出“1990年世界十大科技成就”,其中第六項稱:“美國6月20日宣布用1 000台計算機(組成超級並行計算機係統——筆者注)成功地將一個155位的大數分解為三個因子的乘積,它們分別是7位、49位與99位數,主持這項工作的美國貝爾實驗室認為這是計算數學領域的一大突破。”因為采用了1990年英國科學家波拉德等人發明的並行計算新方法,計算機隻運行了幾個月就完成了大數因子分解,若用老方法在每秒10億次計算機上要算1059年。
科學技術與社會的發展需要更高速、更大容量的並行計算機。例如,為了使天氣預報更為準確,就需要增加空間的分點和新的物理參量,而各個方向的分點數僅增加一倍都會使目前最快的計算機不能在一天內完成工作。另外,圖像和聲音的引入也使計算機對速度和容量的要求更高。隨著大規模並行處理技術的不斷發展與成熟、突破,TFLops速度大關的超級計算機已指日可待,並必將在遠距離協作、大規模數據共享和多媒體支持方麵獲得成功,使計算機真正做到“瞬時間”的“眼觀六路,耳聽八方”。
(1)流水線技術:像工業生產中的流水線作業一樣,它改進了計算機運算和控製部件的性能。
(2)功能結構:應用各自獨立的部件,執行不同的功能,並允許它們同時處理各種數據。采用流水線與功能結構技術的計算機稱為向量計算機。
(3)陣列結構:提供由很多相同功能處理部件組成的陣列,在統一控製下它們同時執行相同的操作,但操作的對象(數據)各不相同。這樣的並行計算機稱為單指令流多數據流。
(4)多處理器結構:提供多台處理機,它們可同時執行各自的操作並相互通信。這種並行計算機稱為多指令流多數據流。
(5)大規模並行處理(MPP)技術:通過高速網絡通信,在專門的管理機製下使多台計算機同時工作來完成同一個任務。
“長征3號”
1990年4月7日,我國用“長征3號”成功地為外商發射了一顆國際商用通信衛星——“亞洲1號”(也稱“亞星1號”)。我國大部分地區,用直徑1米左右的衛星電視天線,就能接收由它轉發的電視節目。從1991年起,中央電視台的節目一直用這顆衛星轉播。
彩色電視的出現和發展
早在1904年,就已有人對彩色電視進行了探索性的試驗。1925年,前蘇聯工程師阿達緬開發出一種彩色電視係統,具備現代彩色電視幾乎所有的性能。
1928年,貝爾德在貝爾電話研究所進行彩色電視機的試驗。7月3日,他用帶有紅、藍、綠三色濾光器的3個有30個孔的尼普科夫掃描圓盤,進行公開演示,在電視機屏幕上出現了鮮紅色的草莓、藍色的領帶等圖像。
1929年,美國貝爾電話實驗室的格雷,提出用3個電路分別發射3種基色信號來播送彩色電視節目的方法,這種方法的原理成了現代彩色電視的基礎。同年,貝爾實驗室的艾夫斯,在紐約與華盛頓特區之間播送了50行的彩色電視圖像。
1938年,法國的瓦朗西獲得一項有關與黑白電視製式兼容的彩色電視的專利,為以後解決兼容問題開辟了道路。
1940年,英國的貝爾德與美國哥倫比亞廣播係統的匈牙利工程師戈德馬克,用類似的方法進行探索,他們都演示了一種與黑白電視不兼容的場序製彩色電視係統,這種係統通過攝像機與接收器的彩色濾色鏡的轉動來運行。在第二次世界大戰前,哥倫比亞廣播係統還用這種係統進行了某些試驗性的播出。1951年,美國聯邦通信委員會批準這一項業務重新開始,但不久就停辦了,因為這種係統很快被可與黑白電視兼容的全電子彩色係統取代。同年,美國發明家洛馬開始研製彩色顯像管。
1953年,美國國家電視製式委員會(NTSC)確定了與黑白電視兼容的一種彩色電視製式——NTSC製,成為世界彩色電視係統的基礎。
NTSC製的原理是:把圖像的兩種信號的傳輸組合在一起,一種傳輸與黑白電視機相應於輝度(包括電視景色精微細節在內)的信息,另一種傳輸紋理粗糙的色彩信息。
彩色電視機把兩種圖像信號傳輸組合在一起的原因,是彩色圖像的輝度成分具有高清晰度的視覺效果,附加的紋理粗糙的色彩信息又不改變所產生彩色圖像的清晰度,這樣,就可看到清晰的彩色圖像。
美國NTSC製的公眾電視於1954年開播。采用這一製式的還有日本。1960年,日本正式播放NTSC製的彩色電視。
1963年,德國德律風根公司的布呂克提議采用PAL製,這種製式對NTSC製做了細微而巧妙的改變。
另一種製式是與前兩種製式有根本區別的SECAM製,它是法國巴黎的亨利提出的。法國於1966年開始采用SECAM製,並於1967年正式播出。
1969年,英國及前聯邦德國開始采用PAL,製播出彩色電視。同一年,法國與前蘇聯決定采用SECAM製。20世紀60年代後期,大多數國家開始發展彩色電視廣播。20世紀70年代,世界各國分別采用了這三種製式。1973年,中國開始試播彩色電視,采用的是PAL製。
1950年,美國無線電公司研製出世界第一台彩色電視機。彩色電視機的銷售熱潮開始於1964年的美國。
在20世紀70年代初期,大部分彩色電視的攝像機有3~4個電視攝像管。在彩色電視機裏,有一個陰罩障板、三個電子槍及陰極射線管。現在,彩色電視機已成為人們廣泛使用的家用電器,為人們提供絢麗多彩的活動圖像。
1984年,美國無線電公司(RCA)研製出利用集成電路芯片取代攝像管的彩色電視攝像機。
隨著大規模集成電路、微處理器和數字技術的廣泛應用,電視機的功能與結構發生很大的變化。20世紀80年代新型彩色電視機增添了許多功能,如遙控選台;屏幕上顯示頻道號碼、音量響度;預編程序,在預定時間自動開機、關機、轉換頻道和播放節目;多畫麵顯示;接收多伴音、立體聲等。隨著新型電視廣播業務的出現,電視接收機還向多功能化、數字化、智能化方麵發展,以適應多方麵的需要。具有衛星電視接收功能及收看圖文電視的接收機、高清晰度大屏幕電視、液晶投影電視、平板電視等紛紛問世。電視接收機還與可視圖文檢索係統和家用電腦合為一體,成為家用的信息顯示終端設備,適應信息社會的需要。
20世紀90年代,數字化彩電問世。1997年,西安開發出我國第一代準高清晰度數字化彩色電視機,它的清晰度從300線提高到700線,還可作為計算機或多媒體信息終端的顯示器使用。