第六节计算机技术

计算机技术是信息高速公路建设的基础，也是信息高速公路的控制枢纽，人们通过个人计算机与信息网络相连，从而进入信息高速公路，查询并获取信息资源。随着信息量的激增，超大型计算机存储和处理信息更显得尤为需要。

一、计算机发展概况

自 1940 年出现第一代电子管计算机以来，计算机已经历了四次更新换代，计算机的数据处理速度、功能与性能都有了极大的提高。通信技术的不断发展，计算机网络化的普及，计算机并行处理技术的兴起，多媒体的应用，以及高速度芯片的研制成功，都大大地推动了计算机技术的发展。

计算机依其规模（主要是指运算速度和存储容量）可分为以下四大类：

大型机与巨型机

其特点是通用性广、运算速度快、综合处理能力强。但是大型机研制周期长、耗资巨大、设计与制造技术十分复杂，所以国外只有少数公司在继续从事大型机的研制，而且大型机的市场销售额也在逐年下降。目前，大型机仍然在稳步地向前发展，并在各类计算机中仍将占有牢固的地位。

中型机

目前，中型机在实际应用中已归入低档大型机或高档小型机。严格地说，中型机技术与大型机技术没有根本差别，只是其综合性能与总体指标相对较弱而已。

小型机

小型机的规模介于中型机与微机之间，其运算、存储能力、软件设备等都不及大型机，通常它是用来满足一个部门或中、小型单位的处理需要，小型机特别适合于过程控制和支持显示终端。

微机

从微机问世以来，微机技术发展迅速，其发展势头已远远超过其他机种，其市场销售额居各类计算机的榜首。90 年代，这类计算机将向速度更高、体积更小、价格更便宜的方向发展，并逐步向便携机或功能齐全的高档工作站靠拢，在功能上已经向中、小型甚至大型机提出挑战。

二、计算机技术发展趋势

从技术性能角度来看，90 年代的计算机不仅其体积将越来越小、价格将越来越低、性能/价格比将越来越高，而且还会朝着分散化、多样化、标准化和网络化的方向发展。

小型化是指器件的体积小、功耗小，每个部件之间的距离越小，机器反应的速度也就越快，运算速度也就越高。

标准化是指不同机种的相互连接以及操作系统和接口的标准趋于统一，以便解决不同机种间的相互连接问题。国际标准化组织正在推行与开放系统互连有关的标准化，这方面的工作已取得很大的进展，并得到了各国的积极

响应。

多样化是指在性能、功能、灵活性等方面将推出用途各异、各具特色的多种产品。今后，在计算机结构、运算速度、处理算法、应用软件、产品形状等方面将开发出多种多样的专用产品和新型机种。这些新型机种包括超大规模并行计算机、智能计算机、光计算机、神经网络计算机等。

分散化是指通过提高计算机的性能/价格比和改进网络技术，使资源和处理工作分散在网络的各个部分。到 90 年代后半期，将通过超并行处理巨型计算机实现真正的水平和垂直分散处理环境，网络内各种计算机将比现在有更细的分工和更特定的作用，并能够做到协调一致，相互联系，实现工作的最优化。

三、新型计算机

新型计算机主要是指目前正在研制的具有特殊功能的新一代计算机，其中包括超高速计算机、人工智能式计算机、仿人脑式电子计算机等，下面加以简要介绍。

超高速计算机

超高速计算机正是体现了现代计算机的特点之一——巨型化、高速化、大容量化的要求，使计算机达到存储容量大、运算速度快、而且性能好。

超高速计算机的研制源于美国政府以总统倡议的名义提出的“高性能计算机与通讯计划”，其首要目标是到 90 年代中期制成每秒万亿次巨型机。由此，西方各国也竞相研制，并不断宣布研制出了这种大规模并行机的新产品，其系统性能大幅度提高，而运算速度则不断加快，产品可谓日新月异。

目前在超高速计算机方面在世界居领先地位的是美国克雷研究公司，其次是日本电气公司、日本日立公司和富士通公司。在 1992 年超高速计算机市

场销售额为 51 亿美元，估计到 1997 年高性能计算机的市场销售额将达 67 亿美元以上，今后还将有较大的发展。

超高速计算机将使用最新的现有先进技术，主要是用运算速度比硅片快三倍以上的砷化镓片来代替通用的硅片的主要芯片，它将按交互式网络系统的要求设计，为信息高速公路服务，同时，要求超高速计算机操作尽可能方便。

超高速大型计算机仅仅是超高速计算机的一个方面，另一个同等重要的方面是研制高性能超微型计算机，甚至小到可以装进口袋里，以满足信息高速公路的各种不同需要的大众用户的要求。

人工智能式计算机

人工智能是人类知识的放大器，是用人工的方法来模拟人类智能的一种技术。人工智能式计算机应具有一定的看、听、说以及一定程度的逻辑思维、推理、自然语言输出入、图像处理等功能，并建立起具有计算机网功能的知识库。

经过了 30 年的研究，美国国际商业机器公司（IBM）于 1993 年正式推出了第五代人工智能计算机的一种——第一代商用“语音记录器”，这种机器可以识别 2 万个单词，其准确率达到了 97％，速度为每分钟识别 70 个口授单词。

第五代人工智能计算机已经具备了语言识别的功能，成为一台“懂话的机器”，初步实现了“人机对话”，即计算机能够识别人的语言。另外，用

计算机进行辅助设计、翻译、自动情报检索、绘画、作业、搏奕和专家系统、机器人等方面的发展，都已经向计算机的智能化迈进了一步。在不久的将来，将会出现“自然语言系统”，即不仅对单词有反应，还可以领会整段谈话的意思，按谈话内容去办事，使计算机能够更加有效地实现人的意图。

仿人脑式计算机

目前正在进一步加紧研制的第六代仿人脑式电子计算机，其功能将接近人脑，具有自己学习、思考、判断和对话的能力。90 年代才出现的神经网络计算机便取得了较好的效果。

1992 年底英特尔公司使用美国普罗维登斯的内斯托尔公司生产的软件制造了一种新型的神经网络芯片，生产了神经网络计算机。普遍的计算机只能依据指令无可改变地固定的规则精确地运行，而神经网络计算机则可以像小孩子那样通过事例来学习。神经网络芯片的运行速度是现行微处理机芯片运行速度的 100 倍，可以根据信号反馈不断从最快的速度纠正有偏离目标的倾向的运行，从而使偏离目标的倾向好像没有发生，机器好像能自己学习。

应该承认，这已是初级的人脑分析判断功能，但目前神经网络芯片运行速度和机器技术要求还有不小差距，要求的运行速度为现在微处理机芯片运行速度的 1 万倍，但这并不妨碍神经网络计算机的实际应用。如应用在个人电脑上，对机器中的故障发生预先警报；装在汽车上，在驾驶员打瞌睡时唤醒他，并把车引上正路；或通过逐步缩小怀疑面，来查出信用卡欺骗行为；此外，还将应用于预测地震、进行交通管制、收集经济情报、治疗疑难病症等。