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本世纪内有无可能出现在功能上取代计算机,但在工作原理上与计算

2020-07-26 19:24阅读(63)

本世纪内有无可能出现在功能上取代计算机,但在工作原理上与计算机完全不同的新事物?:计算机从诞生之日起到现在经历了七十多年的发展历程,是人类一项划时代的

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计算机从诞生之日起到现在经历了七十多年的发展历程,是人类一项划时代的伟大发明。它在方方面面改变着人们的生活和世界的面貌,不断提高人类的科技水平。那么在本世纪内有没有可能出现一种在功能上和现代计算机相似,但是工作原理与计算机完全不同的新事物来取代计算机呢?以我的理解,出现这种新事物的可能性还是蛮低的。

一、现代计算机体系结构

计算机已经应用到各行各业,每个领域中几乎都有计算机的身影。应用之广泛达到了前所未有的程度,而这所有都建立在冯诺依曼体系结构之上。冯诺依曼在1945年提出了冯诺依曼体系结构,成为了计算机的基础原理结构。自计算机诞生之日起至今一直是计算机结构的理论基础,现在所有的计算机包括智能手机的计算存储原理都是基于这一体系结构,至今没有比其更加科学和合理的理论架构能和其媲美,具有无法撼动和取代的地位。



冯诺依曼体系结构的核心思想是程序的自动执行:所有用于指挥计算机工作的指令和数据预先存储在计算机中,计算机按照一定的次序取出指令按顺序执行。计算机存储和处理的基本单位是比特,在计算机中只有两种状态:0和1。组成计算机的基本单元:晶体管使用0、1两种状态来完成指令的自动执行和数据计算。0和1两种状态,简单又方便,及其利于计算机存储、判断和处理数据。在程序的自动执行和0、1二进制的支撑下计算机才能有如此惊人的计算速度。



迄今为止还没有哪种体系架构和思想能达到或超越正在使用的计算机系统架构。但是从计算机的计算原理的角度来看量子计算机是未来的一个发展趋势,2007年世界上第一台量子计算机问世,不是实用型的计算机,有许多地方还需要改进和完善。

二、量子计算机的工作原理

量子计算机是未来计算机发展的一个重要趋势,现在的计算机一个晶体管只能表示一种状态,即0和1,而量子计算机的一个量子比特能同时表示多种状态,这是量子计算机的两大特性——叠加和纠缠。量子计算机比普通计算机运算速度要快得多。一台普通计算机如果有n个计算核心,那么它能够运行n个物理并行进程;一台有n个计算核心的量子计算机却可以运行2的n次方个物理核心。量子计算机的并行运算能力呈指数级增长,是一台超级并行计算机。



随着量子计算机的不断发展,早晚会进入实用阶段,届时会出现何种计算怪兽,计算机将要发展成哪种模样很难说的清楚。但是毋庸置疑会取代现有的计算机,也极有可能会突破现行的冯诺依曼计算机体系架构。因为新的计算机原理应当会采用新的计算机架构和新的计算算法。



冯诺依曼计算机体系架构占据如此重要的地位,如果真的有一天会被取代的话很可能会是量子计算机。那么本世纪有无可能实现量子计算机的商用呢?依照目前的发展进度来看可能性还是比较小的,但是也还有希望,毕竟本世纪还有80年的时间,在这段时间内量子计算机出现突飞猛进的发展势头也未尝不可。计算机究竟会发展到哪种水平,量子计算机究竟会以怎样的面貌呈现在各位面前,让我们拭目以待吧。