正文 第2章 計算機基礎知識2(2 / 3)

計算機網絡技術是在20世紀60年代末、70年代初開始發展起來的,由於它符合社會發展的趨勢,因此發展速度很快。目前,已經出現了許多網絡產品,應用也已經比較普遍,尤其是在現代企業的管理中發揮著越來越重要的作用。實際上,像銀行係統、商業係統、交通運輸係統等單位,要真正實現自動化,具有快速反應能力,都離不開信息傳輸,離不開計算機網絡。

隨著社會及科學技術的發展,對計算機網絡的發展提出了更高的要求,同時也為其發展提供了更加有利的條件。計算機網絡與通信網的結合,可以使眾多的個人計算機不僅能夠同時處理信息,而且網絡中的計算機可以互為後備。

此外,從計算機的係統結構上看,目前幾乎所有的計算機都是馮?諾依曼型計算機。在計算機的係統結構上,根據現有的研究成果,未來新型計算機也將可能在下列幾個方麵取得革命性的突破。

(1)光子計算機。

光子計算機利用光子取代電子進行數據運算、傳輸和存儲。在光子計算機中,不同波長的光代表不同的數據,可快速完成複雜的計算工作。製造光子計算機,需要開發出可以用一條光束來控製另一條光束變化的光化學晶體管。盡管目前可以製造出這樣的裝置,但是它龐大而笨拙,用其製造一台電腦,體積將有一輛汽車那麼大。因此,短期內光子計算機得到使用很困難。

(2)生物計算機。

生物計算機(分子計算機)在20世紀80年代中期開始研製,其最大的特點是采用了生物芯片,它由生物工程技術產生的蛋白質分子構成。在這種芯片中,信息以波的形式傳播,運算速度比當今最新一代計算機快10萬倍,能量消耗僅相當於普通計算機的十分之一,並且擁有巨大的存儲能力。由於蛋白質分子能夠自我結合,再生新的微型電路,使得生物計算機具有生物體的一些特點,如能發揮生物體本身的調節機能,從而自動修複芯片發生的故障,還能模仿人類的思考機製。

目前,在生物計算機研究領域已經有了新的進展,預計在不久的將來,就能製造出分子元件,即通過在分子水平上的物理化學作用對信息進行監測、處理、傳輸和存儲。另外,在微技術領域也取得了某些突破,製造出了微型機器人。

(3)量子計算機。

所謂量子計算機,是指利用處於多現實態下的原子進行運算的計算機,這種多現實態是量子力學的標誌。剛進入21世紀之際,人類在研製量子計算機的道路上取得了新的突破。美國的研究人員已經成功地實現了4量子位邏輯門,取得了4個鋰離子纏結狀態。與傳統的電子計算機相比,量子計算機具有解題速度快、存儲量大、搜索功能強和安全性較高等優點。

計算機常用的數製及編碼。

數製也稱計數製,是指用一組固定的符號和統一的規則來表示數值的方法。編碼是采用少量的基本符號,選用一定的組合原則,以表示大量複雜多樣的信息的技術。計算機是信息處理的工具,任何信息必須轉換成二進製形式數據後才能由計算機進行處理、存儲和傳輸。了解計算機所采用的數製及常用編碼對於理解計算機的運作方式和基本原理是十分必要的。

我們習慣使用的十進製數由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個不同的符號組成,每一個符號處於十進製數中不同的位置時,它所代表的實際數值是不一樣的。例如1706可表示成1×1000+7×100+0×10+6×1,式中每個數字符號的位置不同,它所代表的數值也不同,這就是經常所說的個位、十位、百位、千位的意思。二進製數和十進製數一樣,也是一種進位計數製,但它的基數是2。數中0和1的位置不同,它所代表的數值也不同。例如二進製數1110表示十進製數14,(1110)2=1×23+1×22+1×21+0×20=8+4+2+0=14。

一個二進製數具有下列兩個基本特點。兩個不同的數字符號,即0和1;逢二進一。

一般我們用()n角標表示不同進製的數。例如。十進製數用()10表示,二進製數用()2表示。在微機中,一般在數字的後麵,用特定字母表示該數的進製。例如。B代表二進製、D代表十進製(D可省略)、O代表八進製、H代表十六進製。

我們現在所使用的計算機都是以二進製的形式處理和存儲各種信息的。

在進位計數製中有數位、基數和位權三個要素。數位是指數碼在一個數中所處的位置。基數是指在某種進位計數製中,每個數位上所能使用的數碼的個數。例如,二進製數基數是2,即每個數位上所能使用的數碼為0和1兩個數碼。

在數製中有一個規則,如果是N進製數,必須是逢N進1。位權是指處在多位數的某一位上“1”所表示的數值的大小。例如,二進製第2位的位權為2,第3位的位權為4。一般情況下,對於N進製數,整數部分第i位的位權為Ni-1,而小數部分第j位的位權為N-j。

下麵主要介紹與計算機有關的常用的幾種進位計數製。

二進製(二進位計數製)。

具有兩個不同的數碼符號0、1,其基數為2;二進製的特點是逢二進一。

例如。(1010)2=1×23+0×22+1×21+0×20(2)十進製(十進位計數製)。