李从悠 https://mysk.familydoctor.com.cn/schedule/319983/提到电脑也就是计算机,每个人都不陌生,那你又了解多少呢?一起去看看吧。
年,美国的贝尔实验室推出了一台由激光器、透镜、反时镜等组成的电脑。这就是光子计算机的雏形。光子计算机又叫光脑。电脑是靠电荷在线路中的流动来处理信息的,而光脑则是靠激光束进入由反射镜和透镜组成的阵列来对信息进行处理的。与电脑相似的是,光脑也靠产生一系列逻辑操作来处理和解决问题。电脑的功率取决于其组成部件的运行速度和排列密度,光子在这两个方面都很理想。光子的速度即光速为每秒30万千米,是宇宙中最快的速度,激光束对信息的处理速度可达现有半导体硅器件的倍。光子不像电子那样需要在导线中传播,即使在光线相交时,它们之间也不会相互影响,并且在不满足干涉的条件下也互不干涉。光束的这种互不干涉的特性,使得光脑能够在极小的空间内开辟很多平行的信息通道,密度大得惊人。一块截面为5分硬币大小的棱镜,其通过能力超过全球现有电话电缆的许多倍。贝尔实验室研制成功的光学转换器,在印刷字母0中可以装人个信息通道。因此,电子工程师们早就设想在电脑中使用光子了。
光脑的许多关键技术,如光存储技术、光互连技术、光电子集成电路等目前都已获得突破。光脑的应用将使信息技术发展产生飞跃。
电脑的性能是由元件与元件之间电流启闭的开关速度来决定的。科学家发现,蛋白质有开关特性,用蛋白质分子做元件制成的集成电路,称为生物芯片。使用生物芯片的计算机称为生物计算机。已经研制出利用蛋白质团来制造的开关装置有:合成蛋白质芯片、遗传生成芯片、红血素芯片等。
用蛋白质制造的电脑芯片,在1平方微米面积上可容纳数亿个电路。因为它的一个存储点只有一个分子大小,所以存储容量可达到普通电脑的10亿倍。蛋白质构成的集成电路大小只相当于硅片集成电路的10万分之一,而且运转速度更快,只有10~11秒,大大超过人脑的思维速度;生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高万倍,传递信息速度也比人脑思维速度快。
生物芯片传递信息时阻抗小,耗能低,而且具有生物的特点,具有自我组织和自我修复的功能。它可以与人体及人脑结合起来,听从大脑指挥,从人体中吸收营养。把生物芯片植入人的脑内,可以使盲人复明,使人脑的记忆力成干上万倍地提高;若是植入血管中,则可以监视人体内的化学变化,可以预防各种疾病的发生。
美国已研究出可以用于生物电脑的分子电路,它由有机物质的分子组成,只有现代电脑电路的千分之一大小。
生物电子技术是巧妙地将生物技术与电子技术融合在一起而产生的一种新技术。它利用微电子技术及生物技术,使DNA分子之间可以在某种酶的作用下瞬间完成生物化学反应,从一种基因代码变成另一种基因代码。反应前的基因代码可作为输人数据,反应后的基因代码可以作为运算结果。如果控制得当,那么就可以利用这种过程制成一种新型电脑。DNA电脑运算速度快,它几天的运算量就相当于目前世界上所有计算机问世以来的总运算量。此外,它的存储容量非常大,超过目前所有计算机的存储容量。再有,DNA电脑所耗的能量极低,只有一一台普通电脑的十亿分之一。
生物电脑是人们多年来的期望。有了它可以实现现有电脑无法实现的模糊推理功能和神经网络运算功能,是智能计算机的突破口之一。一些科学家认为,这种新型电脑将很快就能取得实质性进展。
生物电脑最终会促使电脑与人脑的融合。目前最新一代实验计算机正在模拟人类的大脑。英国剑桥大学研究发现了生物电路,一些蛋白质的主要功能不是构成生物的某些结构,而是用于传输和处理信息。人们正努力寻找神经元与硅芯片之间的相似处,研制基于神经网络的计算机。尽管目前研制出来的最先进的神经网络拥有的智力还非常有限,但大多数科学家认为,仿生计算机是未来发展之路。国外有科学家预言,到年,运算速度更快的生物将取代硅芯片。
真的是好期待啊,让我们拭目以待计算机的发展吧!