大学计算机基础 梅挺 教学课件 第10章.pdfVIP

第10章 计算机发展展望与应用热点 开始 前进 结束 知识点：  计算机发展展望  应用层的热点  技术支持层  核心技术层 通过对本章的学习读者将了解计算机未来发展的情况；了 解常见的在计算机应用层的应用热点；以及了解当前在技术支 持层和核心技术层的主要研究方向；在完成本章的学习后能够 对计算机的发展和其应用的热点有更多的了解。 开始 后退 前进 结束 10.1 计算机发展展望 10.1.1 分子计算机 分子计算机的运行靠分子晶体可以吸收以电荷形式存在的信 息，并以更有效的方式进行组织排列。凭借分子纳米级的尺寸，将 分子计算机的体积剧减。分子计算机耗电可大大减少，而且能更长 期地存储大量数据。 10.1.2 光子计算机 光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。 在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，这点远强于电子 计算机中通过电子“0”和“1”状态变化进行的二进制运算，这种 特性使它可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。 光子计算机将使运算速度不断呈上升趋势。 开始 后退 前进 结束 10.1.3 量子计算机 量子计算机的原理是利用处于多现实态的原子作为数据进行运 算。很多国家先后开展了有关量子计算机的基础研究。量子棘轮 （quantumratchet）是一门崭新的科学。通过一个振荡信号或随机 变化信号，科学家可以从看似混乱无序的状态中得到可以控制方向 的有用运动。借助于让电子从一个电器元件跳跃到另一个电器元 件，可以制造出不用电线连接的电子设备。 开始 后退 前进 结束 10.2 应用层的热点 10.2.1 数值计算 数值计算是计算机的重要应用之一。它具有以下功能： （1）数字图形图像处理 ：数值计算功能一个重要的应用是数字 图形图像处理。图像图形科学是一门理论与现代高科技相结合来系 统地研究各种视觉原理、技术和应用的综合性很强的交叉学科。图 像图形科学具有涉及面广，内容丰富，跨行业、跨学科的特点。 （2）计算机仿真技术：计算机仿真技术首先可以高效地处理科学 数据和解释科学数据。而且，计算机仿真技术丰富了信息交流手段 ，即科学家之间的信息交流不再局限于采用文字和语言，而足可以 直接采用图形、图像、动画等可视信息。 开始 后退 前进 结束 10.2.2 信息处理 计算机的出现使得可以利用计算机对不同形式的数据进行处 理，这些数据包括文字、数字、图形、图像、声音等。目前，信息 处理是计算机应用中最为广泛的领域，文字、图形图像和信号处理 等信息处理技术，已在社会被普遍应用于会计、统计、医学和科学 研究等诸多方面。 10.2.3 自动控制 所谓自动控制是指在无人干预的情况下，利用控制装置（或控制 器）使被控对象（如机器设备或生产过程）的一个或多个物理量（如 电压、速度、流量、液位等）在一定精度范围内自动地按照给定的规 律变化。例如 :人造卫星按预定的轨道运行，并始终保持 正确的姿态等。 开始 后退 前进 结束 10.2.4 人工智能  广义上讲，用计算机来表示和执行人类的智能活动，就为人工智 能。智能机器是指能够在各类环境中自主地或交互地执行各种模 拟人任务的机器称为人工智能。  人工智能的任务是指：凡是使机器能具有感知功能（如视、听、 嗅）、思维功能（如分析、综合、计算、推理、联想、判断、规 划、决策）、表达行