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 一个毕业于北京大学数学力学系,在中国科学院计算所、计算中心和网络中心工作过,在澳大利亚科工组织DMS、香港浸会学院数学系和中国21世纪议程管理中心等处工作过,多次获国家和中科院科技奖并享受政府特殊津贴的退休老头。现在在【中国科普博览】网“科学新语林”栏目里开设一个《数学与计算机》的个人专栏,愿和爱好数学与计算机的各界网友和青少年朋友,谈谈对数学与计算机的看法、想法。

计算机展望:计算机发展中的新趋势

张建中
2012年08月14日
三、计算机发展中的新趋势
计算机的未来充满了变数。性能的大幅度提高是无可置疑的,而实现性能的飞跃却有多种途径,单单CPU方面就有可能通过“量子计算”、“光子计算”等技术来实现。性能的大幅提升并不是计算机发展的唯一方向,计算机的发展还应当变得越来越人性化和个性化,同时也要注重环保等等。
计算机发展中可能出现的趋势有:1、模块化;2、无线化;3、专门化;4、网络化;5、环保化;6、人性化;7、智能化; 8、个性化;9、巨型化;10、微型化等。
模块化:计算机之所以有今天这么大的普及度,就是因为它的通用模块化设计起了决定性的推动作用,以后还会继续发扬光大,不但在内置板卡中实现模块化,甚至可以提供多个外接插槽,以供使用者加入新的模块,增加性能或功能。
无线化:追求自由一直是人类的梦想,计算机的无线化风潮同样也是人们梦寐以求的,未来的计算机将实现网络和设备间的无线连接,这将意味着未来在家中使用台式机比现在的笔记本还方便。
专门化:其实并不是每一件工作都需要一部高性能的计算机才能完成,甚至是有时候采用高性能的计算机还有可能带来麻烦,因为高性能势必带来高能耗、高发热量等不良的负面效应。将来的计算机由于从事的工作不同,在性能上在外形上都会有很大的不同。通用PC将逐渐由专用设备(软硬件一体化的计算机)所代替,以提高工作效率。
网络化:计算机已经越来越普及,各种家用电器也开始具备了智能化,这些现象将促进家电与计算机的网络化进程,家庭网络分布式系统将逐渐取代目前单机操作的模式,计算机可以通过网络控制着各种家电的运行,也可以通过互联网远程遥控家中的家电,在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭,煮好菜,开空调等等。
环保化:随着计算机的性能的提高,能耗也将越来越大;而且计算机在家庭生活中的扮演的角色越来越重要,运行的时间也将变长。为了不让计算机成为家中用电量最大的电器,技术人员采用各种方法让计算机的能耗降低,比如通过上面提到的专门化的计算机,让计算机的效率大幅提高,从而可以让低性能的硬件系统具备专业的功能,减少能耗。另外通过采用新的架构,比如采用“量子”、“光子”、“DNA”方式代替现有的硅架构的计算机,大幅降低计算机的能耗。
环保型的计算机的另一个特点是,制造计算机的材料方面有很大的变化,重金属和不可回收的材料的比例将会进一步降低,可再生材料大行其道,到了那个时候,PC也像现在的报纸一样,可以在失去使用价值以后,还能回收。
人性化:作为未来人类的工具和家中的控制中心,计算机需要和使用人进行非常多的交流,才能更好为使用人服务。这就要求计算机和人之间的交流要人性化,才能让使用人真正乐意使用计算机。为了实现这个目标,未来的计算机的交互方式将会多样化,不但可以通过书写控制,还可以通过语言控制,甚至可以通过眼睛进行控制。
智能化:随着计算机的计算能力的增强,民用化的计算机也开始具备某种程度的智能化,以帮助处理日常生活中的琐事,甚至出现专门做家务活的机器人,让人们可以腾出更多的时间来学习、娱乐、交际等。
电子宠物开始大行其道,容易与主人进行交流,甚至可以模拟多种宠物,方便进行更新换代等等。这些优势将让电子宠物取代一部分真正的宠物,成为未来人类的新伙伴
因为智能化的提高,多数工作计算机可以自动选择操作的流程,过程无需人们参与,所以软件的界面也越来越简单,使用起来就像现在家用电器或者手机一样简单,使用人无需再进行专门的学习,就连老人都能运用自如。
个性化:由于AI技术的提高,机器人学发展迅速,总有一天传统计算机和机器人会结合起来,那么未来计算机之间的差异可能比现在的笔记本和台式机还要大,家用计算机可能以机器人或电子宠物的形式出现在我们的生活中,这样计算机将不再是一个静止的机器了,随人而异,还能参与到我们的生活中来。而办公计算机也可能演变成办公机器人和个人便携终端两部分,办公室的人员通过便携终端进行工作和下达指令,机器人根据指令准备资料和处理日常事务,而无需人们进行干预。
巨型化:研制出计算速度每秒可达百亿亿次,存储量亿亿字节计的巨型计算机,用于科技研究、国民经济计划、网络管理、云计算、物联网和大数据处理等需要高性能计算的地方。
微型化:研制出体积更小,如钮扣别针;能源更省,最好太阳能就够用的计算机,供在特定需要的地方和场合,如战场上的士兵、救灾人员等需用的特微计算机。