華興恒

《一千零一夜》中有一個叫《阿拉丁神燈》的故事，說的是有個人得到了一盞“神燈”，這盞“神燈”可以為他做任何他想做的事情，當(dāng)然這不過是個神話而已。如今電腦正以驚人的速度向前發(fā)展，它的本領(lǐng)也越來越大，人們經(jīng)常這樣說：“對電腦而言，只有你想不到，沒有它做不到。”或許電腦就是照亮本世紀(jì)的“神燈”，說不定在將來的某一天，它真能為我們做任何事情。

下面，我們就對電腦大家族進(jìn)行一番檢閱吧！

不斷發(fā)展的電腦大家族

1946年，世界上第一臺電子計算機(jī)在美國的賓夕法尼亞大學(xué)研制成功。這臺電子計算機(jī)裝有18 000個電子管，大的電子管像小蘿卜，小的電子管則像花生米。因此，這臺計算機(jī)體積龐大，有半個籃球場那么大的面積，重達(dá)30多噸。而且，它那成千上萬個電子管產(chǎn)生的熱量很高，不得不在房間里用空調(diào)對其進(jìn)行冷卻。別看這臺計算機(jī)的外表像頭笨拙的恐龍，但它每秒鐘能進(jìn)行5 000次運算，比人工運算快1 000倍以上。這真是一個了不起的成就！這種計算機(jī)是第一代電子計算機(jī)，第一顆人造衛(wèi)星就是在這種計算機(jī)的幫助下上天的。

20世紀(jì)50年代后期，第二代電子計算機(jī)出現(xiàn)了，它以晶體管代替電子管為電子元件。小晶體管的個頭像小芝麻粒那么大，因此第二代電子計算機(jī)的體積、重量、造價都大大地降低了。它一般只有2個衣柜那么大，但本領(lǐng)卻比第一代電子計算機(jī)大多了，運算速度已達(dá)到每秒幾萬次、幾十萬次甚至幾百萬次。

不過，科學(xué)家們并沒有就此滿足，他們又千方百計地把幾百個晶體管做在只有指甲蓋大小的一塊硅片上，形成了“集成電路”。1962年，第一臺采用集成電路的電子計算機(jī)問世了，這就是第三代電子計算機(jī)。第三代電子計算機(jī)的體積更小，小型的跟打字機(jī)差不多，而其運算速度卻更快了。

20世紀(jì)70年代以后，科學(xué)家們又研制出大規(guī)模集成電路，1萬個晶體管只需要做在一塊指甲蓋大小的硅片上，這就使電子計算機(jī)發(fā)展到了第四代。經(jīng)過不斷地發(fā)展，用大規(guī)模集成電路制成的這種電子計算機(jī)，核心部位不過蘋果般大小，有的甚至只有一個大衣紐扣那么大，但功能強(qiáng)大。此外，第四代電子計算機(jī)中還出現(xiàn)了運算速度每秒超過億次的巨型計算機(jī)。同時，它也不僅僅局限于計算，還具有一定的記憶、邏輯推理和判斷能力，起到了人腦的部分作用，難怪有人稱它為“電腦”。目前，電腦已走進(jìn)了各行各業(yè)，足跡遍布了社會生活的各個領(lǐng)域，它既是“高明的邏輯理論家”“稱職的資料員”“百問不厭的教師”，又是“醫(yī)生與護(hù)士的好參謀”“神奇的破案助手”……

20世紀(jì)80年代，第五代電子計算機(jī)開始研制。第五代電子計算機(jī)除了運算速度更快、“記憶力”更強(qiáng)（貯存的信息量更大）以外，還有一個更為顯著的特點，就是更加“聰明”了，不像以前那樣只會“傻記、傻算、傻干”，它已經(jīng)具有推斷、聯(lián)想、學(xué)習(xí)等比較高級的智能。另外，以前人們想讓計算機(jī)工作，必須編制計算機(jī)能懂的語言（就是我們常說的編制計算機(jī)程序），而編制程序是一件很復(fù)雜的事?，F(xiàn)在會說話的計算機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)了，它不僅會說話，還能聽懂人的講話。不懂計算機(jī)程序的人也能使用，真是方便極了。

從電腦到光腦的飛躍

在第五代計算機(jī)蓬勃發(fā)展的同時，人們又開始了第六代計算機(jī)的研制工作?！肮饽X”與“生物電腦”是新一代計算機(jī)中的佼佼者。

光腦又叫光子計算機(jī)。我們知道，一般的電腦是用電子來傳送信息的，而光腦采用光子來傳送信息。由于光子之間能相互穿越而不受影響，并且它的速度是電子速度的10倍以上，因此光腦的運算速度比電腦快得多，處理的信息量也大得多。世界上第一臺光腦已由英國、比利時、德國、意大利和法國的70多位專家研制成功，其運算速度比電腦快1 000倍。與電腦相比，光腦更具優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

光腦具有超高運算速度，并行處理能力更強(qiáng)。同時，現(xiàn)有的超高速電腦只能在低溫狀態(tài)下工作，而光腦在室溫下即可開展工作，而且與電腦相比，光腦的信息儲存量更大。

對于電腦來說，電子是信息的載體，它只能通過一些相互絕緣的導(dǎo)線來傳導(dǎo)。因此，盡管電腦的運算速度在不斷地提高，但是電腦的能力極限還是隱約可見的。即使是在最佳狀態(tài)下，電子在固體中的運行速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及光的傳播速度。此外，無論微電路中的電流是多么微弱，但是隨著裝配密度的提高，散發(fā)出的熱量也在不斷增加，使導(dǎo)體之間產(chǎn)生電磁作用，從而對電腦的運行速度產(chǎn)生制約作用。

最重要的一點是光子不需要導(dǎo)線，即使在光線相交的情況下，它們也不會產(chǎn)生相互影響。與電腦相比，光腦的無導(dǎo)線傳遞信息的平行通道，其密度實際上是無限的。一根直徑為1元硬幣大小的路徑，它的通過能力已經(jīng)超出全世界現(xiàn)有的電話電纜。

目前，科學(xué)家正在試驗將傳統(tǒng)的電子轉(zhuǎn)換器與光子結(jié)合起來，制造一種“雜交”的計算機(jī)。這種計算機(jī)能更快地處理信息，但又能克服目前巨型機(jī)的一大痼疾——內(nèi)部過熱。一臺光腦只需要一臺電腦所需能量的一小部分即可驅(qū)動，從而大大減少機(jī)器產(chǎn)生的熱量。

光腦的許多關(guān)鍵技術(shù)，如光存儲技術(shù)、光互聯(lián)技術(shù)及光電子集成電路等都已獲得突破?，F(xiàn)在科技工作者所面臨的迫切任務(wù)是最大幅度地增加光計算機(jī)的運算能力，即光開關(guān)的數(shù)量。本世紀(jì)將是光腦時代。

未來的生物電腦完全模仿人腦的構(gòu)造，有自己的“神經(jīng)系統(tǒng)”，對外界事物能做出“生理反應(yīng)”，并能進(jìn)行一定的思考。盡管它的思維水平比起大腦來還有很大的差距，但它的反應(yīng)速度和記憶力都大大地超過了人腦。一部臺式生物電腦就能貯存人類曾經(jīng)記錄下來的全部信息。