电脑家族又添新成员

华兴恒

《一千零一夜》中有一个叫《阿拉丁神灯》的故事，说的是有个人得到了一盏“神灯”，这盏“神灯”可以为他做任何他想做的事情，当然这不过是个神话而已。如今电脑正以惊人的速度向前发展，它的本领也越来越大，人们经常这样说：“对电脑而言，只有你想不到，没有它做不到。”或许电脑就是照亮本世纪的“神灯”，说不定在将来的某一天，它真能为我们做任何事情。

下面，我们就对电脑大家族进行一番检阅吧！

不断发展的电脑大家族

1946年，世界上第一台电子计算机在美国的宾夕法尼亚大学研制成功。这台电子计算机装有18 000个电子管，大的电子管像小萝卜，小的电子管则像花生米。因此，这台计算机体积庞大，有半个篮球场那么大的面积，重达30多吨。而且，它那成千上万个电子管产生的热量很高，不得不在房间里用空调对其进行冷却。别看这台计算机的外表像头笨拙的恐龙，但它每秒钟能进行5 000次运算，比人工运算快1 000倍以上。这真是一个了不起的成就！这种计算机是第一代电子计算机，第一颗人造卫星就是在这种计算机的帮助下上天的。

20世纪50年代后期，第二代电子计算机出现了，它以晶体管代替电子管为电子元件。小晶体管的个头像小芝麻粒那么大，因此第二代电子计算机的体积、重量、造价都大大地降低了。它一般只有2个衣柜那么大，但本领却比第一代电子计算机大多了，运算速度已达到每秒几万次、几十万次甚至几百万次。

不过，科学家们并没有就此满足，他们又千方百计地把几百个晶体管做在只有指甲盖大小的一块硅片上，形成了“集成电路”。1962年，第一台采用集成电路的电子计算机问世了，这就是第三代电子计算机。第三代电子计算机的体积更小，小型的跟打字机差不多，而其运算速度却更快了。

20世纪70年代以后，科学家们又研制出大规模集成电路，1万个晶体管只需要做在一块指甲盖大小的硅片上，这就使电子计算机发展到了第四代。经过不断地发展，用大规模集成电路制成的这种电子计算机，核心部位不过苹果般大小，有的甚至只有一个大衣纽扣那么大，但功能强大。此外，第四代电子计算机中还出现了运算速度每秒超过亿次的巨型计算机。同时，它也不仅仅局限于计算，还具有一定的记忆、逻辑推理和判断能力，起到了人脑的部分作用，难怪有人称它为“电脑”。目前，电脑已走进了各行各业，足迹遍布了社会生活的各个领域，它既是“高明的逻辑理论家”“称职的资料员”“百问不厌的教师”，又是“医生与护士的好参谋”“神奇的破案助手”……

20世纪80年代，第五代电子计算机开始研制。第五代电子计算机除了运算速度更快、“记忆力”更强（贮存的信息量更大）以外，还有一个更为显著的特点，就是更加“聪明”了，不像以前那样只会“傻记、傻算、傻干”，它已经具有推断、联想、学习等比较高级的智能。另外，以前人们想让计算机工作，必须编制计算机能懂的语言（就是我们常说的编制计算机程序），而编制程序是一件很复杂的事。现在会说话的计算机已经出现了，它不仅会说话，还能听懂人的讲话。不懂计算机程序的人也能使用，真是方便极了。

从电脑到光脑的飞跃

在第五代计算机蓬勃发展的同时，人们又开始了第六代计算机的研制工作。“光脑”与“生物电脑”是新一代计算机中的佼佼者。

光脑又叫光子计算机。我们知道，一般的电脑是用电子来传送信息的，而光脑采用光子来传送信息。由于光子之间能相互穿越而不受影响，并且它的速度是电子速度的10倍以上，因此光脑的运算速度比电脑快得多，处理的信息量也大得多。世界上第一台光脑已由英国、比利时、德国、意大利和法国的70多位专家研制成功，其运算速度比电脑快1 000倍。与电脑相比，光脑更具优越性，主要表现在以下几个方面：

光脑具有超高运算速度，并行处理能力更强。同时，现有的超高速电脑只能在低温状态下工作，而光脑在室温下即可开展工作，而且与电脑相比，光脑的信息储存量更大。

对于电脑来说，电子是信息的载体，它只能通过一些相互绝缘的导线来传导。因此，尽管电脑的运算速度在不断地提高，但是电脑的能力极限还是隐约可见的。即使是在最佳状态下，电子在固体中的运行速度也远远不及光的传播速度。此外，无论微电路中的电流是多么微弱，但是随着装配密度的提高，散发出的热量也在不断增加，使导体之间产生电磁作用，从而对电脑的运行速度产生制约作用。

最重要的一点是光子不需要导线，即使在光线相交的情况下，它们也不会产生相互影响。与电脑相比，光脑的无导线传递信息的平行通道，其密度实际上是无限的。一根直径为1元硬币大小的路径，它的通过能力已经超出全世界现有的电话电缆。

目前，科学家正在试验将传统的电子转换器与光子结合起来，制造一种“杂交”的计算机。这种计算机能更快地处理信息，但又能克服目前巨型机的一大痼疾——内部过热。一台光脑只需要一台电脑所需能量的一小部分即可驱动，从而大大减少机器产生的热量。

光脑的许多关键技术，如光存储技术、光互联技术及光电子集成电路等都已获得突破。现在科技工作者所面临的迫切任务是最大幅度地增加光计算机的运算能力，即光开关的数量。本世纪将是光脑时代。

未来的生物电脑完全模仿人脑的构造，有自己的“神经系统”，对外界事物能做出“生理反应”，并能进行一定的思考。尽管它的思维水平比起大脑来还有很大的差距，但它的反应速度和记忆力都大大地超过了人脑。一部台式生物电脑就能贮存人类曾经记录下来的全部信息。