1、計算機(jī)技術(shù)最新發(fā)展 1302024343 龍政宇 跨入二十一世紀(jì)，知識經(jīng)濟(jì)、信息時代的腳步已清晰可聞，在這樣的時代里傳統(tǒng)計算機(jī)技術(shù)還將持續(xù)發(fā)展，新興的計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展更是一日千里。本文對未來計算機(jī)與計算機(jī)技術(shù)的相關(guān)方面進(jìn)行了介紹，包括計算機(jī)的云計算技術(shù)、虛擬技術(shù)。一、云計算技術(shù)的飛速發(fā)展 （一）云計算的提出著名的美國計算機(jī)科學(xué)家、 圖靈獎 (Turing Award) 得主麥卡錫 (John McCarthy, 1927-) 在半個世紀(jì)前就曾思考過這個問題。 1961 年， 他在麻省理工學(xué)院 (MIT) 的百年紀(jì)念活動中做了一個演講。 在那次演講中， 他提出了象使用其它資源一樣使用計算資源的想

2、法， 這就是時下 IT 界的時髦術(shù)語 “云計算” (Cloud Computing) 的核心想法。（二）云計算的含義 云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。狹義云計算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需資源；廣義云計算指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)，也可是其他服務(wù)。它意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通

3、。 （三）云計算的特點 (1)資源配置動態(tài)化。根據(jù)消費者的需求動態(tài)劃分或釋放不同的物理和虛擬資源，當(dāng)增加一個需求時，可通過增加可用的資源進(jìn)行匹配，實現(xiàn)資源的快速彈性提供；如果用戶不再使用這部分資源時，可釋放這些資源。云計算為客戶提供的這種能力是無限的，實現(xiàn)了IT資源利用的可擴(kuò)展性。 (2)需求服務(wù)自助化。云計算為客戶提供自助化的資源服務(wù)，用戶無需同提供商交互就可自動得到自助的計算資源能力。同時云系統(tǒng)為客戶提供一定的應(yīng)用服務(wù)目錄，客戶可采用自助方式選擇滿足自身需求的服務(wù)項目和內(nèi)容。 (3)網(wǎng)絡(luò)訪問便捷化，客戶可借助不同的終端設(shè)備，通過標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)訪問的可用能力，使對網(wǎng)絡(luò)的訪問無處不在。

4、(4)服務(wù)可計量化。在提供云服務(wù)過程中，針對客戶不同的服務(wù)類型，通過計量的方法來自動控制和優(yōu)化資源配置。即資源的使用可被監(jiān)測和控制，是一種即付即用的服務(wù)模式。 (5)資源的虛擬化。借助于虛擬化技術(shù)將分布在不同地區(qū)的計算資源進(jìn)行整合實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的共享 （四）云計算技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用 云計算的發(fā)展也給我們的生活方面帶來各種各樣的的變化，主要包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，平臺即服務(wù)和軟件即服務(wù)三方面的服務(wù)。這些服務(wù)應(yīng)用在很多領(lǐng)域，如云物聯(lián)，云安全，云存儲， 私有云，云游戲，云教育等方面。二、虛擬化技術(shù) （一）虛擬化技術(shù)的提出1959年，克里斯托弗（Christopher Strachey）發(fā)表了一篇學(xué)術(shù)報告，

5、名為"大型高速計算機(jī)中的時間共享"（Time Sharing in Large Fast Computers），他在文中提出了虛擬化的基本概念，這篇文章也被認(rèn)為是虛擬化技術(shù)的最早論述。可以說虛擬化作為一個概念被正式提出即是從此時開始。 （二）虛擬化技術(shù)的定義虛擬化是一個廣義的術(shù)語，在計算機(jī)方面通常是指計算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實的基礎(chǔ)上運行。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時運行多個操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨立的空間內(nèi)運行而互不影響，從而顯著提高計算機(jī)的工作效率。 （三）虛擬化

6、技術(shù)的特點 (1)更高的資源利用率虛擬可支持實現(xiàn)物理資源和資源池的動態(tài)共享，提高資源利用率，特別是針對那些平均需求遠(yuǎn)低于需要為其提供專用資源的不同負(fù)載。 (2)降低管理成本虛擬可通過減少物理資源的數(shù)量，隱藏其部分復(fù)雜性，實現(xiàn)自動化以簡化公共管理任務(wù)等方式來提高工作人員的效率。 (3)使用靈活性通過虛擬可實現(xiàn)動態(tài)的資源部署和重配置，滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求。 (4)安全性提高桌面的可管理性和安全性，用戶都可以在本地或以遠(yuǎn)程方式對這種環(huán)境進(jìn)行訪問。虛擬可實現(xiàn)較簡單的共享機(jī)制無法實現(xiàn)的隔離和劃分，可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)和服務(wù)進(jìn)行可控和安全的訪問。 (5)更高的可用性提高硬件和應(yīng)用程序的可用性，進(jìn)而提高業(yè)務(wù)連續(xù)性

7、：可安全地遷移和備份整個虛擬環(huán)境而不會出現(xiàn)服務(wù)中斷。 (6)更高的可擴(kuò)展性根據(jù)不同的產(chǎn)品，資源分區(qū)和匯聚可支持實現(xiàn)比個體物理資源小得多或大得多的虛擬資源，這意味著你可以在不改變物理資源配置的情況下進(jìn)行規(guī)模調(diào)整。 (7)互操作性和投資保護(hù)虛擬資源可提供底層物理資源無法提供的與各種接口和協(xié)議的兼容性，實現(xiàn)了運營靈活性。 （四）虛擬化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用虛擬化技術(shù)的發(fā)展很大程度上來自于云計算技術(shù)，是在其基礎(chǔ)上的，虛擬化技術(shù)可以說是云計算時代的核心技術(shù)。虛擬技術(shù)在很多方面都有應(yīng)用，如服務(wù)器虛擬化技術(shù)應(yīng)用，應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)應(yīng)用，桌面虛擬化技術(shù)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)應(yīng)用，存儲虛擬化技術(shù)應(yīng)用等，這些方面已經(jīng)很成熟

8、，已經(jīng)滲透了我們生活的方方面面。三、未來計算機(jī)1、量子計算機(jī) 量子計算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理的量子物理設(shè)備，當(dāng)某個設(shè)備是由兩子元件組裝，處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機(jī)。2、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī) 人腦總體運行速度相當(dāng)于每妙1000萬億次的電腦功能，可把生物大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)看做一個大規(guī)模并行處理的、緊密耦合的、能自行重組的計算網(wǎng)絡(luò)。從大腦工作的模型中抽取計算機(jī)設(shè)計模型，用許多處理機(jī)模仿人腦的神經(jīng)元機(jī)構(gòu)，將信息存儲在神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)中，并采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)。3、化學(xué)、生物計算機(jī) 在運行機(jī)理上，化學(xué)計算機(jī)以化學(xué)制品中的

9、微觀碳分子作信息載體，來實現(xiàn)信息的傳輸與存儲。DNA分子在酶的作用下可以從某基因代碼通過生物化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N基因代碼，轉(zhuǎn)變前的基因代碼可以作為輸入數(shù)據(jù)，反應(yīng)后的基因代碼可以作為運算結(jié)果，利用這一過程可以制成新型的生物計算機(jī)。生物計算機(jī)最大的優(yōu)點是生物芯片的蛋白質(zhì)具有生物活性，能夠跟人體的組織結(jié)合在一起，特別是可以和人的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)有機(jī)的連接，使人機(jī)接口自然吻合，免除了繁瑣的人機(jī)對話，這樣，生物計算機(jī)就可以聽人指揮，成為人腦的外延或擴(kuò)充部分，還能夠從人體的細(xì)胞中吸收營養(yǎng)來補(bǔ)充能量，不要任何外界的能源，由于生物計算機(jī)的蛋白質(zhì)分子具有自我組合的能力，從而使生物計算機(jī)具有自調(diào)節(jié)能力、自修復(fù)能力和

10、自再生能力，更易于模擬人類大腦的功能。現(xiàn)今科學(xué)家已研制出了許多生物計算機(jī)的主要部件生物芯片。4、光計算機(jī) 光計算機(jī)是用光子代替半導(dǎo)體芯片中的電子，以光互連來代替導(dǎo)線制成數(shù)字計算機(jī)。與電的特性相比光具有無法比擬的各種優(yōu)點：光計算機(jī)是“光”導(dǎo)計算機(jī)，光在光介質(zhì)中以許多個波長不同或波長相同而振動方向不同的光波傳輸，不存在寄生電阻、電容、電感和電子相互作用問題，光器件有無電位差，因此光計算機(jī)的信息在傳輸中畸變或失真小，可在同一條狹窄的通道中傳輸數(shù)量大得難以置信的數(shù)據(jù)。相關(guān)圖表：總結(jié)與評論：我認(rèn)為未來的計算機(jī)將會越來越人性化、智能化。當(dāng)下以致未來計算機(jī)發(fā)展的一個重要目標(biāo)就是使計算機(jī)具有模擬人的感覺和思維

11、過程的能力。計算機(jī)智能化的包括模擬識別、物形分析、自然語言的生成和理解、自動程序設(shè)計、學(xué)習(xí)系統(tǒng)和智能機(jī)器人等。未來的計算機(jī)在交互式軟件和芯片在這些方面都會有很大的改進(jìn)。計算機(jī)可以通過語音、動作手勢甚至習(xí)慣自動執(zhí)行命令。它將收集主人的每次行動并逐漸理解他的需求，把握他的心意，進(jìn)而主動為主人有方向新的提供信息。此外，更有個性的計算機(jī)將基于最可靠的個人認(rèn)證系統(tǒng)(例如手紋、聲控或虹膜)，這樣便能最大程度地保障用戶的隱私不受侵犯。未來的計算機(jī)將是微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)和電子仿生技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物。它的運算能力更強(qiáng)，它的存儲能力將更加驚人，它的耗能將更小，散熱少。許多有遠(yuǎn)見的科學(xué)家已經(jīng)把目光投向新一代的計算機(jī)研發(fā)上，雖然還有很多理論和技術(shù)上的困難，但這是一個勢不可擋的計算機(jī)發(fā)展趨勢。隨著硅芯片技術(shù)的高速發(fā)展，硅技術(shù)越來越接近了其自身的物理 發(fā)展極限，以此，迫切要求計算機(jī)從結(jié)構(gòu)變革，到器件與技術(shù)的革命這一系列的技術(shù)都要產(chǎn)生一次質(zhì)的飛躍才行，新型的量子計算機(jī)、光子計算機(jī)、分子計算機(jī)應(yīng)運而生。量子計算機(jī)是基于量子效應(yīng)基礎(chǔ)上開發(fā)的，它利用一