5438+00 년 6 월, 컴퓨터 프로그래밍 언어의 선구자인 크리스틴 니가드는 심장병으로 75 세를 일기로 갑작스럽게 세상을 떠났다. 나이젤은 인터넷의 기초를 다지고 컴퓨터 산업에 큰 기여를 했다. 노르웨이 언론에 따르면 Nigaid 1 1 노르웨이 오슬로에서 사망했다.
Nigade 는 오슬로 대학의 교수로, Simula 프로그래밍 언어 개발로 국제적으로 명성을 떨쳤으며 MS-DOS 와 인터넷의 토대를 마련했습니다. 크리스틴 니가드는 1926 년 오슬로에서 태어났다. 그녀는 1956 오슬로 대학을 졸업하고 수학 석사 학위를 받은 후 컴퓨터 컴퓨팅 및 프로그래밍 연구에 주력했다.
노르웨이 컴퓨터 센터에서 196 1 부터 1967 까지 Nigade 는 객체 지향 프로그래밍 언어 개발에 참여했습니다. 그들의 뛰어난 활약으로 200 1 년, 니가드와 그의 동료 오르 존 달이 200 1 년 A.M. 튜링상 등 다양한 상을 수상했다. 당시 니가드에게 상을 수여한 컴퓨터협회는 자바, c++ 및 기타 프로그래밍 언어가 개인용 컴퓨터와 홈 엔터테인먼트 장비에 광범위하게 응용되어 길을 닦았다고 주장했다. "그들의 업무는 기본적으로 소프트웨어 시스템의 설계와 프로그래밍을 바꾸었고, 재사용, 신뢰성, 업그레이드 가능한 소프트웨어도 등장했다.
튜링기에서 폰 노이만 기계에 이르는 세기 발견
영국 과학자 애륜 튜링은 1937 년 유명한 문장' 계산가능 수 문제 해결에서의 응용' 을 발표했다. 이 글은 사유원리 컴퓨터인 튜링기의 개념을 제시하여 컴퓨터 이론의 발전을 촉진시켰다. 1945 년 튜링은 미국 국립물리학연구소에서 일하며 자동컴퓨터 설계를 시작했다. 1950 년 튜링은' 컴퓨터가 생각할 수 있을까? 유명한 튜링 테스트는 문답을 통해 컴퓨터가 인간과 같은 지능을 가지고 있는지 테스트하는 것이다.
튜링은 계산 가능한 함수를 정확하게 정의하기 위해 추상적인 계산 모델을 제시했다. 튜링 기계는 컨트롤러, 무한히 연장된 벨트, 벨트에서 좌우로 움직이는 읽기 및 쓰기 헤드로 구성됩니다. 이 개념이 이렇게 간단한 기계는 이론적으로 어떤 직관적이고 계산 가능한 함수도 계산할 수 있다. 튜링기는 컴퓨터의 이론적 모델로서 컴퓨터와 컴퓨팅의 복잡성 연구에 광범위하게 적용되었다.
컴퓨터는 인간이 만든 정보 처리 도구이다. 인간이 만든 다른 도구가 사람의 연장이라면, 컴퓨터는 인간의 뇌를 대신하여 정보를 처리하는 도구로 인간의 뇌의 연장이라고 할 수 있다. 처음에는 실제 컴퓨터가 수치 계산 문제를 해결하는 데 사용되었습니다. 제 2 차 세계 대전 후반에 군사 목적을 위한 일련의 암호 해독과 탄도 계산이 점점 더 복잡해졌다. 대량의 데이터와 복잡한 계산 공식은 전기 기계 계산기를 사용해도 상당한 인력과 시간을 소모한다. 이런 맥락에서 사람들은 전자 컴퓨터를 개발하기 시작했다.
세계 최초의 컴퓨터인 콜로서스는 영국에서 태어났고, 1943 년 3 월' 콜로서스' 컴퓨터를 개발했다. 당시' 콜로서스' 컴퓨터를 개발한 주된 목적은 독일 로렌즈 암호화기의 암호화된 비밀번호를 해독하는 것이었다. 다른 방법으로 이 비밀번호를 해독하는 데는 6 ~ 8 주가 걸리지만,' 콜로서스' 컴퓨터를 사용하는 데는 6 ~ 8 시간밖에 걸리지 않는다. 1944 65438+ 10 월 10,' 콜로서스' 컴퓨터가 작동하기 시작했다. 사용에 투입된 이후 독일 고위층의 대량의 군사 기밀이 빠르게 해독되어 연합군이 더욱 강화되었다. 콜로서스는 미국의 ENIAC 컴퓨터보다 2 년 이상 일찍 나왔다. 제 2 차 세계 대전 중, 그것은 대량의 독일 기밀을 해독했다. 전쟁이 끝난 후 비밀리에 파괴되어 알려지지 않았다.
첫 번째 전자컴퓨터는 영국에서 태어났지만 영국은 컴퓨터로 인한 과학기술과 산업혁명의 기회를 잡지 못했다. 대조적으로, 미국은이 역사적인 기회를 포착하고 컴퓨터 기술과 산업의 발전을 장려함으로써 많은 컴퓨터 산업 거인들의 부상으로 이어져 미국의 포괄적 인 국가적 힘의 발전을 크게 촉진했습니다. 1944 년 미국 국방부는 모칠리와 엑터가 이끄는 ENIAC 컴퓨터 연구팀을 조직했는데, 당시 프린스턴 대학에서 근무했던 현대 컴퓨터 창업자인 헝가리 수학자 폰 노이만도 초상 연구에 참여했다. 1946 의 연구는 세계 최초의 전자 디지털 컴퓨터 ENIAC 를 만드는 데 성공했다. 18000 개의 전자관으로 구성된 이 컴퓨터는 부피가 크고, 전력 소비량이 놀랍고, 기능이 제한되어 있지만, 실제로 인력과 시간을 절약하는 역할을 하여 컴퓨터 과학 기술의 새로운 시대를 열었다. 이것은 그것을 만든 과학자들에게 예상치 못한 것일 수 있다.
최초의 컴퓨터 기능은 제한적이었고 현대 컴퓨터와는 크게 다르지만, 이미 현대 컴퓨터의 기본 구성 요소인 연산, 컨트롤러, 메모리를 갖추고 있다.
계산기는 계산 결과를 얻기 위해 숫자 및 논리 연산을 수행하는 주판과 같습니다. 컨트롤러는 컴퓨터의 본부와 같이 컴퓨터의 각 부분의 작업을 지휘하며, 그 명령은 일련의 제어 신호를 보내 완성된다.
컴퓨터의 프로그램, 데이터, 연산에서 발생하는 중간 결과와 최종 결과는 모두 저장된 곳이 있어야 합니다. 이것이 바로 컴퓨터의 세 번째 구성 요소인 메모리입니다.
컴퓨터는 자동으로 계산되며, 자동 계산의 기초는 컴퓨터에 저장된 절차이다. 현대 컴퓨터는 모두 저장 프로그램 컴퓨터이며, 폰 노이만 기계라고도 한다. 저장 프로그램의 개념은 폰 노이만이 제시한 것이기 때문이다. 사람들은 해결해야 할 문제에 대한 수학적 설명에 따라 컴퓨터가 받아들일 수 있는' 언어' 로 프로그램을 작성하여 컴퓨터에 저장하면 컴퓨터가 사람의 의도에 따라 자동으로 연산을 완료하고 결과를 고속으로 출력할 수 있다. 프로그램은 컴퓨터에 조작할 데이터, 작업 순서, 수행할 작업 등을 제공해야 합니다.
마이크로전자 기술의 출현은 컴퓨터의 발전에 새로운 기회를 가져다 주어 컴퓨터의 소형화를 가능하게 했다. 마이크로전자 기술의 발전은 트랜지스터의 출현으로 거슬러 올라갈 수 있다. 65438-0947 년, 미국 전화전보회사 벨 연구소의 세 과학자 바틴, 브레튼, 쇼클리가 첫 번째 트랜지스터를 만들어 트랜지스터 교체 전자관 시대를 열었다.
트랜지스터의 출현은 집적 회로의 출현의 전주곡이라고 할 수 있다. 트랜지스터가 등장한 후, 일부 과학자들은 트랜지스터처럼 회로 부품과 와이어를 실리콘 조각에 만들어 회로의 소형화를 실현할 수 있다는 것을 발견했다. 그래서 10 년의 발전을 거쳐 첫 번째 집적 회로가 1958 년에 나타났다.
마이크로전자 기술의 발전과 집적 회로의 출현은 먼저 컴퓨터 기술의 거대한 변화를 불러일으켰다. 현대 컴퓨터에서는 알고리즘과 컨트롤러가 대부분 함께 제작되어 마이크로프로세서라고 합니다. 마이크로 프로세서 (컴퓨터 칩) 의 통합으로 인해 마이크로 컴퓨터는 1970 년대와 1980 년대에 생산되어 빠르게 발전했으며, 특히 IBM PC 개인용 컴퓨터의 출현으로 컴퓨터 보급의 문을 열어 모든 업종에서 컴퓨터의 응용을 촉진시켰다. 비싸고, 부피가 크고, 전력 소비량이 놀라운 컴퓨터는 소수의 대형 군사 또는 과학 연구 시설에서만 사용할 수 있다. 오늘날, 대규모 집적 회로의 채택으로 인해 컴퓨터는 이미 일반 사무실과 가정에 들어갔다.
집적 회로 수준을 표시하는 지표 중 하나는 통합도입니다. 즉, 특정 크기의 칩에 몇 개의 트랜지스터를 만들 수 있습니까? 집적 회로는 출현에서 오늘까지 발전 속도가 놀랍고 칩이 점점 작아지면서 생산생활에 큰 영향을 미치고 있다. ENIAC 컴퓨터는 점유 공간 150 평방 미터, 무게 30 톤, 수백 와트를 소비한다. 그것이 완성한 계산은 오늘 선진적인 포켓 계산기로 완성할 수 있다. 이것은 마이크로 일렉트로닉스 및 집적 회로 창조의 기적입니다.
현황과 전망
미국 과학자들은 최근 30 여 년의 발전을 거쳐 컴퓨터 칩의 소형화가 한계에 다다랐다고 지적했다. 컴퓨터 기술의 진일보한 발전은 새로운 재료, 새로운 트랜지스터 설계 방법, 분자 컴퓨팅 기술과 같은 새로운 기술에만 의존할 수 있다.
30 여 년 동안 반도체 산업의 발전은 기본적으로 무어의 법칙, 즉 18 개월마다 실리콘에 설치된 트랜지스터의 수를 두 배로 늘렸다. 칩은 점점 더 많은 트랜지스터를 포함하여 점점 작아지고 있으며, 각식 선폭은 점점 작아지고 있습니다. 그 결과, 컴퓨터의 성능이 갈수록 높아지고, 가격이 갈수록 낮아지고 있다. 그러나 이런 추세는 최대 10 부터 15 년까지만 지속될 수 있다는 주장이 제기됐다.
미국 최대 칩 제조업체인 인텔사의 과학자 폴 A 파칸 (Paul A. Pakan) 은 최근 미국 사이언스 매거진에서 무어의 법칙 (1965 년 제시한 반도체 용량이 기하급수적으로 증가할 것이라는 법칙) 이 미래/KK 에 있다고 썼다. 사람들은 아직 이 한계를 뛰어넘는 방법을 찾지 못했고, 일부 과학자들은 이를' 반도체 산업이 직면한 가장 큰 도전' 이라고 부른다.
현재 가장 진보한 VLSI 칩 제조 기술은 최소 0. 18 미크론의 선폭을 1 가닥 머리카락의 5% 까지 넓힐 수 있다. 트랜지스터의 절연 층은 4 ~ 5 개의 원자 두께밖에 없다. 일본은 대규모 생산 폭이 0 에 불과하다. 13 미크론은 2000 년 초에 있습니다. 이 칩은 앞으로 2 년 안에 광범위하게 응용될 것으로 예상된다. 다음 단계는 선 두께가 0 인 칩을 도입하는 것입니다. 1 미크론. 파칸은 이렇게 작은 크기에서 트랜지스터는 100 개 미만의 원자로만 구성될 수 있다고 말했다.
칩 선폭이 어느 정도 작을 때 선이 너무 가까워서 서로 간섭하기 쉽다. 그러나 회선을 통과하는 전류가 약하면 수십 개 또는 몇 개의 전자만 있으면 신호의 배경 소음은 감당하기 어렵다. 크기가 더 줄어들면 양자 효과가 작용하여 전통적인 컴퓨터 이론이 완전히 무효화됩니다. 이런 상황에서 과학자들은 새로운 재료, 설계 방법, 심지어 컴퓨팅 이론을 사용하여 반도체 산업과 컴퓨터 산업이 전통적인 이론의 한계를 극복하고 다른 길을 개척해야 한다.
현재 컴퓨터 개발의 주류는 무엇입니까? 국내외의 공감대는
축소 스크립트 계산
RISC 는 씬 명령어 세트 컴퓨터의 약어입니다. 컴퓨터에서 수행할 수 있는 작업 명령 모음입니다. 프로그램은 결국 컴퓨터가 실행할 수 있는 명령 시퀀스가 된다. 각 컴퓨터에는 로컬 명령 시스템의 명령을 인식하고 실행할 수 있는 자체 명령 시스템이 있습니다. 식별은 작업을 나타내는 이진 코드를 디코딩하는 것입니다. 즉, 작업에 해당하는 제어 신호로 변경하여 명령에 필요한 작업을 수행합니다. 일반적으로 컴퓨터의 명령어 시스템은 풍부하고 강력하다. RISC 시스템은 명령 실행 시간을 줄이고 컴퓨터 처리 속도를 높이기 위해 명령 시스템을 단순화합니다. 기존 컴퓨터는 일반적으로 한 번에 하나의 명령을 받는 반면 RISC 시스템은 다중 송신 구조를 사용하여 여러 명령을 동시에 방출합니다. 물론 칩에 실행 요소를 추가해야 합니다.
병렬 처리 기술
병렬 처리 기술도 컴퓨터 처리 속도를 높이는 중요한 방향이다. 기존 컴퓨터에서는 일반적으로 하나의 중앙 프로세서만 있고 중앙 프로세서에서는 하나의 프로그램만 실행됩니다. 프로그램 실행은 순차적으로 실행되며, 프로세서가 반영하는 데이터도 하나의 문자열이기 때문에 직렬 실행 명령이라고 합니다. 병렬 처리 기술은 여러 프로세서에서 여러 관련 또는 독립 프로그램을 동시에 실행할 수 있습니다. 현재 두 가지 병렬 처리 시스템이 있습니다. 하나는 4 개, 8 개, 심지어 32 개 프로세서 또는 멀티프로세서 시스템입니다. 다른 하나는 100 개 이상의 프로세서를 조립하여 대규모 처리 시스템을 형성하는 것이다. 이 두 시스템은 프로세서 수뿐만 아니라 내부 상호 연결, 메모리 연결, 운영 체제 지원 및 애플리케이션 분야에서도 다릅니다.
한때 슈퍼컴퓨터는 일반 컴퓨터와 다른 재료로 만들어졌다. 최초의 Cray 1 컴퓨터는 구리 도금액냉회로 기판에 설치된 기괴한 칩으로 수작업으로 제작되었습니다. Cray 2 컴퓨터가 더 이상해 보여요. 그것은 액체 탄소화합물을 함유한 욕조에서 기포를 휘저었다. 그것은' 인공혈액' 에 의해 냉각되었다. 병렬 컴퓨팅 기술은 이 모든 것을 변화시켰습니다. 현재 세계에서 가장 빠른 컴퓨터는 미국의 Asci Red 이다. 이 컴퓨터의 연산 속도는 초당 2. 1 조 번이다. 개인용 컴퓨터 및 워크스테이션과 동일한 구성 요소로 구성되어 있지만 수퍼컴퓨터는 더 많은 구성 요소를 사용하며 9000 표준 펜티엄 칩을 갖추고 있습니다. 현재의 기술 추세로 볼 때 슈퍼컴퓨터와 다른 컴퓨터의 차이가 확실히 흐려지기 시작했다.
적어도 가까운 장래에, 이러한 추세는 분명히 계속될 것이다. 그렇다면 앞으로 다가올 기술은 컴퓨팅 기술의 구도를 뒤엎고 다음 슈퍼컴퓨팅 기술 혁명을 일으킬 수 있을까?
이러한 기술에는 광자 컴퓨터, 생물학 컴퓨터, 양자 컴퓨터 등 최소 세 가지가 있습니다. 그들은 실현될 가능성은 거의 없지만, 혁명을 일으킬 잠재력이 있기 때문에 연구할 가치가 있다.
광자 컴퓨터
광자 컴퓨터는이 세 가지 신기술 중 가장 전통적인 것일 수 있습니다. 수십 년 동안, 이 기술의 응용은 특히 군사 신호 처리 방면에서 제한되었다.
광자 컴퓨팅 기술에서 빛은 전기처럼 정보를 전달할 수 있고, 심지어 더 좋을 수도 있고, 빔이 한 곳에서 다른 곳으로 정보를 전달하는 것이 전기보다 더 효과적이며, 전화 회사가 광케이블을 사용하여 장거리 통신을 하는 이유이기도 하다. 빛은 전기와는 달리 주변 환경과 상호 작용하지 않기 때문에 교류에 매우 유용하다. 두 줄기 빛은 눈에 띄지 않고 서로 관통할 수 있다. 장거리 빛의 전파 속도는 전자 신호의 약 100 배이며, 광학 기기의 에너지 소비량은 매우 낮다. 광자 컴퓨터의 계산 속도가 오늘날의 수퍼컴퓨터보다 1000 ~ 10000 배 빠를 것으로 추산됩니다.
유감스럽게도, 이러한 극단적인 독립성은 사람들이 전광자 컴퓨터를 만드는 것을 어렵게 한다. 왜냐하면 계산 과정은 상호 영향을 이용해야 하기 때문이다. 만약 우리가 진짜 광자 컴퓨터를 만들고 싶다면, 우리는 광학 트랜지스터를 개발해야 한다. 그래야 한 줄기 빛이 다른 빛으로 전환될 수 있다. 이 장치는 이미 존재하지만 적절한 성능 특성을 가진 광학 트랜지스터를 만들려면 재료 과학 분야의 중대한 돌파구에 의존해야 한다.
바이오컴퓨터
광자 컴퓨팅 기술보다 대규모 바이오메트릭 컴퓨팅 기술은 실현하기가 더 어렵지만 잠재력도 더 크다. 유자 크기의 슈퍼컴퓨터를 상상해 실시간 영상 처리, 음성 인식, 논리적 추리를 할 수 있다. 이런 컴퓨터는 이미 존재한다: 그것들은 인간의 두뇌이다. 1970 년대부터 사람들은 바이오컴퓨터 (분자 컴퓨터라고도 함) 를 연구하기 시작했다. 생명기술이 꾸준히 발전함에 따라, 우리는 뇌를 만드는 유전적 메커니즘을 이해하고 조작하기 시작할 것이다.
바이오컴퓨터의 성능은 전자컴퓨터와 광학 컴퓨터보다 우수할 것이다. 기술 진보가 현재의 속도로 계속된다면, 10 ~ 20 년 후에 수퍼컴퓨팅 기회가 대거 출현했다고 상상할 수 있을 것이다. 이것은 공상 과학 소설처럼 들릴지 모르지만, 실제로는 이미 이 방면의 실험이 있다. 예를 들어, 실리콘 칩에 특별히 배열된 뉴런이 있는' 바이오칩' 이 이미 제조되었다.
다른 연구실에서는 연구원들이 플라스크에서 작동할 수 있도록 관련 데이터를 사용하여 DNA 단일 체인을 인코딩했습니다. 이러한 생물학적 계산 실험은 실용과는 거리가 멀지만 1958 에서는 집적 회로에 대한 우리의 견해도 마찬가지다.
양자컴퓨터
양자역학은 슈퍼컴퓨팅 혁명을 창조할 수 있는 세 번째 기술이다. 이 개념은 광자 계산이나 생물학적 계산보다 늦게 나타나지만 더 큰 혁명 잠재력을 가지고 있다. 양자 컴퓨터는 양자역학의 반직관 법칙을 이용하기 때문에, 그 잠재연산 속도는 전자컴퓨터보다 훨씬 빠르다. 사실, 그들의 속도 향상은 거의 끝이 없다. 5000 양자 비트 정도의 양자 컴퓨터는 3 0 초 정도 전통적인 슈퍼컴퓨터가 1000 억년 동안 해결해야 할 수 있는 소수 문제를 해결할 수 있다.
지금 마침 이 겉보기에 심오한 숙제에 적합한 중요한 용도가 하나 있다. 데이터를 나타내는 코드를 암호화하여 컴퓨터 데이터를 보호합니다. 암호 해독된 수학' 키' 는 매우 큰 숫자 (보통 250 자리까지) 와 그 질인자로 나타난다. 이런 암호화는 해독할 수 없는 것으로 여겨진다. 전통적인 컴퓨터가 없으면 적당한 시간 내에 이렇게 거대한 숫자의 질계수를 계산할 수 있기 때문이다. 그러나 적어도 이론적으로 양자 컴퓨터는 이러한 소수 암호화 체계를 쉽게 처리할 수 있습니다. 따라서 양자 컴퓨터 해커는 인터넷을 포함한 다양한 컴퓨터 네트워크에 자주 나타나는 신용 카드 번호 및 기타 개인 정보를 쉽게 얻을 수 있을 뿐 아니라 정부 및 군사 기밀도 쉽게 얻을 수 있습니다. 이것이 바로' 선병, 낙후를 달가워하지 않는다' 는 원칙을 고수하는 정부기관들이 양자컴퓨터 연구에 거액을 투자한 이유이기도 하다.
양자 슈퍼 네트워크 엔진
양자 컴퓨터는 인터넷의 무결성을 손상시킬 가능성이 희박하다. 뿐만 아니라, 그들은 결국 인터넷에 큰 이득을 가져다 줄 수도 있다. 2 년 전, 벨 연구소의 한 연구원인 랄프 그로버 (Ralph Grover) 는 양자 컴퓨터를 사용하여 우리의 많은 일상 업무를 처리하는 방법을 발견했습니다. 거대한 데이터베이스에 숨겨진 정보를 검색했습니다. 데이터베이스에서 정보를 찾는 것은 서류 가방에서 물건을 찾는 것과 같다. 서로 다른 양자 비트 상태 조합이 데이터베이스의 서로 다른 부분을 각각 검색하면 상태 조합 중 하나에 검색할 정보가 나타납니다.
일부 기술의 제한으로 인해 양자 검색의 속도 향상은 생각만큼 크지 않다. 예를 들어, 654.38+0 억 개의 주소 중 하나를 검색하고자 한다면, 기존 컴퓨터는 그 주소를 찾기 위해 약 5000 만 번의 시도가 필요합니다. 양자 컴퓨터는 약 654.38+00000 번의 시도가 필요하지만, 이것은 큰 발전이다. 데이터베이스를 확대하면 진보가 더 커질 것이다. 또한 데이터베이스 검색은 매우 기본적인 컴퓨터 작업이며, 모든 개선이 많은 어플리케이션에 영향을 줄 수 있습니다.
지금까지 양자 컴퓨터가 더 광범위하게 적용될 수 있을지를 예측하는 연구진은 거의 없었다. 그러나 전반적인 추세는 만족 스럽습니다. 비록 많은 물리학자들이-전부가 아니라면-처음에는 양자역학이 곤혹스러운 성질이 실용적 양자계산기술이 직면한 종잡을 수 없고 뿌리깊은 장애를 없앨 것이라고 생각했지만, 심오하고 광범위한 이론 연구는 아직 진정한 기계를 만들 수 없었다.
그렇다면 양자 컴퓨터의 연구 열풍은 무엇을 의미합니까? 컴퓨팅 기술의 역사에 따르면, 해결해야 할 문제가 발생하기 전까지는 하드웨어와 소프트웨어가 항상 획기적인 발전을 이루었습니다. 양자 컴퓨터는 일반 컴퓨터를 검색하는 데 몇 달이 걸릴 수 있는 방대한 데이터베이스를 검색해야 실제로 작동하기 시작할 수 있습니다. 전자컴퓨터를 대체할 기술을 연구하는 것은 쉽지 않다. 결국 표준 마이크로프로세서 기술을 채택한 병렬 컴퓨터는 몇 년마다 큰 발전을 이룰 것이다. 따라서, 그것을 대체하고자 하는 모든 기술은 반드시 우수해야 한다. 그러나, 컴퓨팅 기술 분야의 발전은 항상 매우 빠르고 예상치 못한 일로 가득 차 있다. 미래에 대한 예측은 결코 믿을 수 없다. 일이 끝난 후,' 실현 가능하지 않다' 고 단언하는 사람이 가장 어리석다.
슈퍼컴퓨터 외에 향후 컴퓨터는 어디로 발전할 것인가?
멀티미디어 교육
멀티미디어 기술은 컴퓨터 응용 분야를 더욱 넓히는 신기술이다. 문자, 데이터, 그래픽, 이미지, 사운드 등의 정보 미디어를 컴퓨터로 전체적으로 처리하여 사운드, 텍스트, 그래픽 통합 응용 분야에 컴퓨터를 도입합니다. 멀티미디어에는 모니터, 키보드, 마우스, 조이스틱, 비디오/CD, 카메라, 입/출력, 통신 전송 등 다양한 외부 장치가 있어야 합니다. 멀티미디어 시스템은 컴퓨터, 가전제품, 통신 설비를 하나로 모아 컴퓨터에 의해 제어되고 관리됩니다. 멀티미디어 시스템은 인간 사회에 큰 영향을 미칠 것이다.
인터넷
현재의 컴퓨터 시스템은 대부분 네트워크화된 컴퓨터 시스템이다. 네트워크란 지리적으로 분산된 여러 대의 독립 컴퓨터로 통신선을 통해 서로 연결된 시스템을 말한다. 네트워크 영역의 크기에 따라 컴퓨터 네트워크는 주택 네트워크와 원격 네트워크로 나눌 수 있다. 작은 공장의 작업장과 사무실, 대륙과 바다를 가로질러 컴퓨터 네트워크를 형성할 수 있다. 인터넷은 인간 사회에서 보이지 않고 강력한 힘으로 발전할 것이다. 모든 종류의 정보를 소리 없이 사람들에게 전달하고, 가장 빠르고 선진적인 수단으로 인류의 일과 생활을 용이하게 한다. 오늘날 인터넷의 발전은 세상을' 지구촌' 으로 바꾸는 추세다.
전문가들은 PC 가 즉시 사라지지 않을 것이며, 핸드헬드, 스마트폰과 같이 기능이 제한된 단말기는 PC 를 컴퓨터 혁신의 원동력이 될 것으로 보고 있습니다. 인터넷 TV 와 같은 셋톱 박스 컴퓨터는 인터넷 액세스와 이메일 기능을 제한된 컴퓨팅 기능과 결합하면 빠르게 유행할 것이다. 단일 기능의 터미널은 결국 더 쉽게 적용될 수 있습니다.
스마트 컴퓨터
뇌에 대한 우리의 이해는 아직 얕지만, 컴퓨터를 지능적으로 하는 일은 사람들이 뇌에 대해 충분히 알게 될 때까지 기다려서는 안 된다. (존 F. 케네디, 컴퓨터명언) 컴퓨터를 더 지능적으로 만드는 것은 처음부터 사람들이 추구해 온 목표이다. 현재, 컴퓨터 지원 설계, 번역, 검색, 그리기, 쓰기, 바둑, 기계 작업의 발전은 이미 컴퓨터의 지능화에 한 걸음 내딛었다. 컴퓨터 성능이 지속적으로 향상됨에 따라 인공지능 기술은 50 년을 배회한 후 마침내 얼굴을 드러낼 기회를 찾았다. 세계 1 위 체스 마스터인 카스파로프는' 딥 블루' 에 고개를 숙여 컴퓨터 앞에서 처음으로 실패의 맛을 느끼게 했다. 인류는 이렇게 깊은 걱정을 느낀 적이 없고, 자신의 필요를 이해하는 것을 이렇게 강하게 느낀 적도 없다. (아리스토텔레스, 니코마코스 윤리학, 믿음명언)
요즘 컴퓨터는 대부분 폰 노이만 컴퓨터로 단어 읽기, 그림 읽기, 순종, 이미지 사고 등의 기능이 특히 떨어진다. 컴퓨터를 더 인공적이고 지능적으로 만들기 위해 과학자들은 컴퓨터가 인간의 뇌의 기능을 시뮬레이션하도록 하기 시작했다. 최근 몇 년 동안 선진국들은 인공신경망의 연구를 중시하여 컴퓨터의 지능화에 중요한 발걸음을 내디뎠다.
인공신경망의 특징과 장점은 주로 세 가지 측면에 나타난다: 그것은 자습 기능을 가지고 있다. 이미지 인식을 구현할 때, 서로 다른 많은 이미지 템플릿과 그에 상응하는 인식 결과를 인공 신경망으로 입력하기만 하면, 네트워크는 자기 학습 기능을 통해 비슷한 이미지를 인식하는 법을 배웁니다. 자기 학습 기능은 예측에 큰 의미가 있습니다. 미래의 인공신경망 컴퓨터는 인류에게 같은 경제 예측, 시장 예측 및 이익 예측을 제공할 것으로 예상되며, 그 전망은 매우 넓다.
Lenovo 스토리지 기능을 갖추고 있습니다. 사람의 뇌는 배낭을 뒤집는 기능을 가지고 있다. 만약 누군가가 너에게 너의 어린 시절 동창인 장모씨를 말했다면. , 당신은 장 모 몸에 많은 것을 생각할 것입니다. 이런 연관은 인공신경망의 피드백 네트워크를 이용하여 실현될 수 있다.
고속으로 최적의 해법을 찾는 능력을 갖추다. 복잡한 문제에 대한 최적의 해결책을 찾는 데는 종종 많은 계산이 필요하다. 특정 문제에 대해 설계된 피드백 인공 신경망을 이용하여 컴퓨터의 고속 컴퓨팅 능력을 충분히 발휘하면 곧 최적의 해결책을 찾을 수 있을 것이다.
인공신경망은 미래의 전자 기술 응용의 새로운 분수령이다. 스마트 컴퓨터의 구성은 폰 노이만 기계를 호스트하고 인공신경망을 스마트 주변 장치의 조합으로 구성할 수 있다.
일반적으로 스마트 컴퓨터는 무어의 법칙 (1965 가 제시한 반도체 용량이 기하급수적으로 증가하는 법칙) 의 성취처럼 나타날 것으로 예상된다. 이 법률을 제기한 인텔사의 명예 회장인 고든 무어는 이 견해에 동의했다. 그는 "실리콘 지능은 컴퓨터와 사람을 구별하기 어려운 지경까지 발전할 것" 이라고 생각한다. 그러나 컴퓨터 지능은 여기서 멈추지 않을 것이다. 많은 과학자들은 기계의 지혜가 곧 알버트 아인슈타인과 호킹의 합계를 능가할 것이라고 단언한다. 호킹은 인간이 뛰어난 디지털 조작 능력으로 컴퓨터를 설계할 수 있는 것처럼 스마트 기계도 성능이 더 좋은 컴퓨터를 만들 수 있다고 생각한다. 늦어도 다음 세기 중엽 (더 빠를 수도 있음) 에는 컴퓨터의 지능이 인간의 이해를 넘어설 수 있다.
튜링기에서 폰 노이만 기계에 이르는 세기 발견
영국 과학자 애륜 튜링은 1937 년 유명한 문장' 계산가능 수 문제 해결에서의 응용' 을 발표했다. 이 글은 사유원리 컴퓨터인 튜링기의 개념을 제시하여 컴퓨터 이론의 발전을 촉진시켰다. 1945 년 튜링은 미국 국립물리학연구소에서 일하며 자동컴퓨터 설계를 시작했다. 1950 년 튜링은' 컴퓨터가 생각할 수 있을까? 유명한 튜링 테스트는 문답을 통해 컴퓨터가 인간과 같은 지능을 가지고 있는지 테스트하는 것이다.
튜링은 계산 가능한 함수를 정확하게 정의하기 위해 추상적인 계산 모델을 제시했다. 튜링 기계는 컨트롤러, 무한히 연장된 벨트, 벨트에서 좌우로 움직이는 읽기 및 쓰기 헤드로 구성됩니다. 이 개념이 이렇게 간단한 기계는 이론적으로 어떤 직관적이고 계산 가능한 함수도 계산할 수 있다. 튜링기는 컴퓨터의 이론적 모델로서 컴퓨터와 컴퓨팅의 복잡성 연구에 광범위하게 적용되었다.
컴퓨터는 인간이 만든 정보 처리 도구이다. 인간이 만든 다른 도구가 사람의 연장이라면, 컴퓨터는 인간의 뇌를 대신하여 정보를 처리하는 도구로 인간의 뇌의 연장이라고 할 수 있다. 처음에는 실제 컴퓨터가 수치 계산 문제를 해결하는 데 사용되었습니다. 제 2 차 세계 대전 후반에 군사 목적을 위한 일련의 암호 해독과 탄도 계산이 점점 더 복잡해졌다. 대량의 데이터와 복잡한 계산 공식은 전기 기계 계산기를 사용해도 상당한 인력과 시간을 소모한다. 이런 맥락에서 사람들은 전자 컴퓨터를 개발하기 시작했다.
세계 최초의 컴퓨터인 콜로서스는 영국에서 태어났고, 1943 년 3 월' 콜로서스' 컴퓨터를 개발했다. 당시' 콜로서스' 컴퓨터를 개발한 주된 목적은 독일 로렌즈 암호화기의 암호화된 비밀번호를 해독하는 것이었다. 다른 방법으로 이 비밀번호를 해독하는 데는 6 ~ 8 주가 걸리지만,' 콜로서스' 컴퓨터를 사용하는 데는 6 ~ 8 시간밖에 걸리지 않는다. 1944 65438+ 10 월 10,' 콜로서스' 컴퓨터가 작동하기 시작했다. 사용에 투입된 이후 독일 고위층의 대량의 군사 기밀이 빠르게 해독되어 연합군이 더욱 강화되었다. 콜로서스는 미국의 ENIAC 컴퓨터보다 2 년 이상 일찍 나왔다. 제 2 차 세계 대전 중, 그것은 대량의 독일 기밀을 해독했다. 전쟁이 끝난 후 비밀리에 파괴되어 알려지지 않았다.
첫 번째 전자컴퓨터는 영국에서 태어났지만 영국은 컴퓨터로 인한 과학기술과 산업혁명의 기회를 잡지 못했다. 대조적으로, 미국은이 역사적인 기회를 포착하고 컴퓨터 기술과 산업의 발전을 장려함으로써 많은 컴퓨터 산업 거인들의 부상으로 이어져 미국의 포괄적 인 국가적 힘의 발전을 크게 촉진했습니다. 1944 년 미국 국방부는 모칠리와 엑터가 이끄는 ENIAC 컴퓨터 연구팀을 조직했는데, 당시 프린스턴 대학에서 근무했던 현대 컴퓨터 창업자인 헝가리 수학자 폰 노이만도 초상 연구에 참여했다. 1946 의 연구는 세계 최초의 전자 디지털 컴퓨터 ENIAC 를 만드는 데 성공했다. 18000 개의 전자관으로 구성된 이 컴퓨터는 부피가 크고, 전력 소비량이 놀랍고, 기능이 제한되어 있지만, 실제로 인력과 시간을 절약하는 역할을 하여 컴퓨터 과학 기술의 새로운 시대를 열었다. 이것은 그것을 만든 과학자들에게 예상치 못한 것일 수 있다.
최초의 컴퓨터 기능은 제한적이었고 현대 컴퓨터와는 크게 다르지만, 이미 현대 컴퓨터의 기본 구성 요소인 연산, 컨트롤러, 메모리를 갖추고 있다.
계산기는 계산 결과를 얻기 위해 숫자 및 논리 연산을 수행하는 주판과 같습니다. 컨트롤러는 컴퓨터의 본부와 같이 컴퓨터의 각 부분의 작업을 지휘하며, 그 명령은 일련의 제어 신호를 보내 완성된다.
컴퓨터의 프로그램, 데이터, 연산에서 발생하는 중간 결과와 최종 결과는 모두 저장된 곳이 있어야 합니다. 이것이 바로 컴퓨터의 세 번째 구성 요소인 메모리입니다.
컴퓨터는 자동으로 계산되며, 자동 계산의 기초는 컴퓨터에 저장된 절차이다. 현대 컴퓨터는 모두 저장 프로그램 컴퓨터이며, 폰 노이만 기계라고도 한다. 저장 프로그램의 개념은 폰 노이만이 제시한 것이기 때문이다. 사람들은 해결해야 할 문제에 대한 수학적 설명에 따라 컴퓨터가 받아들일 수 있는' 언어' 로 프로그램을 작성하여 컴퓨터에 저장하면 컴퓨터가 사람의 의도에 따라 자동으로 연산을 완료하고 결과를 고속으로 출력할 수 있다. 프로그램은 컴퓨터에 조작할 데이터, 작업 순서, 수행할 작업 등을 제공해야 합니다.
마이크로전자 기술의 출현은 컴퓨터의 발전에 새로운 기회를 가져다 주어 컴퓨터의 소형화를 가능하게 했다. 마이크로전자 기술의 발전은 트랜지스터의 출현으로 거슬러 올라갈 수 있다. 65438-0947 년, 미국 전화전보회사 벨 연구소의 세 과학자 바틴, 브레튼, 쇼클리가 첫 번째 트랜지스터를 만들어 트랜지스터 교체 전자관 시대를 열었다.
트랜지스터의 출현은 집적 회로의 출현의 전주곡이라고 할 수 있다. 트랜지스터가 등장한 후, 일부 과학자들은 트랜지스터처럼 회로 부품과 와이어를 실리콘 조각에 만들어 회로의 소형화를 실현할 수 있다는 것을 발견했다. 그래서 10 년의 발전을 거쳐 첫 번째 집적 회로가 1958 년에 나타났다.
마이크로전자 기술의 발전과 집적 회로의 출현은 먼저 컴퓨터 기술의 거대한 변화를 불러일으켰다. 현대 컴퓨터에서는 알고리즘과 컨트롤러가 대부분 함께 제작되어 마이크로프로세서라고 합니다. 마이크로 프로세서 (컴퓨터 칩) 의 통합으로 인해 마이크로 컴퓨터는 1970 년대와 1980 년대에 생산되어 빠르게 발전했으며, 특히 IBM PC 개인용 컴퓨터의 출현으로 컴퓨터 보급의 문을 열어 모든 업종에서 컴퓨터의 응용을 촉진시켰다. 비싸고, 부피가 크고, 전력 소비량이 놀라운 컴퓨터는 소수의 대형 군사 또는 과학 연구 시설에서만 사용할 수 있다. 오늘날, 대규모 집적 회로의 채택으로 인해 컴퓨터는 이미 일반 사무실과 가정에 들어갔다.
집적 회로 수준을 표시하는 지표 중 하나는 통합도입니다. 즉, 특정 크기의 칩에 몇 개의 트랜지스터를 만들 수 있습니까? 집적 회로는 출현에서 오늘까지 발전 속도가 놀랍고 칩이 점점 작아지면서 생산생활에 큰 영향을 미치고 있다. ENIAC 컴퓨터는 점유 공간 150 평방 미터, 무게 30 톤, 수백 와트를 소비한다. 그것이 완성한 계산은 오늘 선진적인 포켓 계산기로 완성할 수 있다. 이것은 마이크로 일렉트로닉스 및 집적 회로 창조의 기적입니다.