電腦家族又添新成員

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，當然這不過是個神話而已。如今電腦正以驚人的速度向前發展，它的本領也越來越大，人們經常這樣說：“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行一番檢閱吧！

不斷發展的電腦大家族

1946年，世界上第一臺電子計算機在美國的賓夕法尼亞大學研制成功。這臺電子計算機裝有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，這臺計算機體積龐大，有半個籃球場那么大的面積，重達30多噸。而且，它那成千上萬個電子管產生的熱量很高，不得不在房間里用空調對其進行冷卻。別看這臺計算機的外表像頭笨拙的恐龍，但它每秒鐘能進行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！這種計算機是第一代電子計算機，第一顆人造衛星就是在這種計算機的幫助下上天的。

20世紀50年代后期，第二代電子計算機出現了，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，但本領卻比第一代電子計算機大多了，運算速度已達到每秒幾萬次、幾十萬次甚至幾百萬次。

不過，科學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問世了，這就是第三代電子計算機。第三代電子計算機的體積更小，小型的跟打字機差不多，而其運算速度卻更快了。

20世紀70年代以后，科學家們又研制出大規模集成電路，1萬個晶體管只需要做在一塊指甲蓋大小的硅片上，這就使電子計算機發展到了第四代。經過不斷地發展，用大規模集成電路制成的這種電子計算機，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，但功能強大。此外，第四代電子計算機中還出現了運算速度每秒超過億次的巨型計算機。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，電腦已走進了各行各業，足跡遍布了社會生活的各個領域，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“醫生與護士的好參謀”“神奇的破案助手”……

20世紀80年代，第五代電子計算機開始研制。第五代電子計算機除了運算速度更快、“記憶力”更強（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”，它已經具有推斷、聯想、學習等比較高級的智能。另外，以前人們想讓計算機工作，必須編制計算機能懂的語言（就是我們常說的編制計算機程序），而編制程序是一件很復雜的事?，F在會說話的計算機已經出現了，它不僅會說話，還能聽懂人的講話。不懂計算機程序的人也能使用，真是方便極了。

從電腦到光腦的飛躍

在第五代計算機蓬勃發展的同時，人們又開始了第六代計算機的研制工作。“光腦”與“生物電腦”是新一代計算機中的佼佼者。

光腦又叫光子計算機。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，光腦更具優越性，主要表現在以下幾個方面：

光腦具有超高運算速度，并行處理能力更強。同時，現有的超高速電腦只能在低溫狀態下工作，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線來傳導。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。即使是在最佳狀態下，電子在固體中的運行速度也遠遠不及光的傳播速度。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，散發出的熱量也在不斷增加，使導體之間產生電磁作用，從而對電腦的運行速度產生制約作用。

最重要的一點是光子不需要導線，即使在光線相交的情況下，它們也不會產生相互影響。與電腦相比，光腦的無導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，它的通過能力已經超出全世界現有的電話電纜。

目前，科學家正在試驗將傳統的電子轉換器與光子結合起來，制造一種“雜交”的計算機。這種計算機能更快地處理信息，但又能克服目前巨型機的一大痼疾——內部過熱。一臺光腦只需要一臺電腦所需能量的一小部分即可驅動，從而大大減少機器產生的熱量。

光腦的許多關鍵技術，如光存儲技術、光互聯技術及光電子集成電路等都已獲得突破。現在科技工作者所面臨的迫切任務是最大幅度地增加光計算機的運算能力，即光開關的數量。本世紀將是光腦時代。

未來的生物電腦完全模仿人腦的構造，有自己的“神經系統”，對外界事物能做出“生理反應”，并能進行一定的思考。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記錄下來的全部信息。