www.coolreferat.com

Какими будут компьютеры через 100 лет?

Сказать, что компьютеры развиваются невероятно быстро — ничего не сказать. Еще в 1965 году Гордон Мур отметил, что число транзисторов, которые можно вместить на кремниевый чип, каждый год увеличивается вдвое. Эти маниакальные темпы немного замедлились — теперь удвоение происходит примерно раз в два года.Осведомленность о головокружительной скорости, с которой развиваются компьютерные технологии, просочилась в общественное сознание. Кто еще не слышал шутку о том, что если купить компьютер в магазине, он устареет к тому времени, как вы его довезете домой? Что будет с компьютерами в будущем?

Если предположить, что производство микропроцессоров будет жить по закону Мура, вычислительная мощность наших компьютеров должна удваиваться каждые два года. Получается, через 100 лет компьютеры будут в 1 125 899 906 842 624 раза мощнее, чем сегодня. Это трудно вообразить.

Но даже сам Гордон Мур предостерегал от того, что закон Мура продержится так долго. В 2005 году инженер сказал, что транзисторы достигнут атомарных масштабов, и мы столкнемся с фундаментальными барьерами, которые не сможем пересечь. Потом мы не сможем вместить больше транзисторов в точку пространства.

Возможно, мы сможем обойти этот барьер за счет строительства более крупных процессорных чипов. Но транзисторы генерируют тепло, а горячие процессоры приводят к тому, что компьютер отключается. Компьютерам с быстрыми процессорами нужны эффективные системы охлаждения, чтобы избежать перегрева. Чем больше процессорный чип, тем больше тепла компьютер будет вырабатывать при работе на полной скорости.

Другая тактика — перейти к многоядерной архитектуре. Многоядерный процессор распределяет свою вычислительную мощь на каждое из ядер. Они хорошо справляются с задачами, которые можно разбить на меньшие компоненты, но плохо справляются с обработкой крупных вычислительных задач, которые разбить нельзя.

Компьютеры будущего, возможно, будут опираться совершенно на иную модель, нежели традиционные машины. Что если мы откажемся от старых процессоров на базе транзисторов?

Оптические, квантовые и ДНК-компьютеры Оптоволоконные технологии уже начали революцию в мире компьютеров. Оптоволоконные линии передачи данных несут информацию с невероятной скоростью и не страдают от электромагнитных помех, как обычные классические кабели. Что если построить компьютер, который использует свет для передачи информации вместо электричества?

Одним из преимуществ будет то, что оптическая или фотонная система будет генерировать меньше тепла, чем традиционный электронный процессор на базе транзисторов. Эти данные также будут передаваться с большей скоростью. Однако инженерам еще предстоит разработать компактный оптический транзистор, который можно выпустить на массовый рынок. Ученые из ETH Zurich смогли построить оптический транзистор размером с одну молекулу. Но чтобы система стала эффективной, ученым нужно охладить молекулу до минус 272 градусов Цельсия, или 1 градуса Кельвина. Это ненамного теплее, чем глубокий космос. И это не совсем практично для обычного пользователя компьютера.

Фотонные транзисторы могут стать частью квантового компьютера. В отличие от традиционных компьютеров, которые используют двоичный счет или биты для выполнения операций, квантовые компьютеры используют квантовые биты или кубиты. Кубит может быть 0,1 или чем-то между ними одновременно.

Рабочий квантовый компьютер сможет решать крупные задачи, которые могут быть разделены на меньшие, в несколько раз быстрее традиционных компьютеров. Вся «фишка» в проблеме распараллеливания. Однако квантовые компьютеры по своей природе нестабильны. Если квантовое состояние компьютера нарушится, машина вернется к вычислительной мощи обычного компьютера. И как и оптические передатчики, собранные силами ETH Zurich, квантовые компьютеры способны работать при нескольких градусах выше абсолютного нуля, чтобы сохранить свое квантовое состояние.

Возможно, будущее компьютеров лежит внутри нас. Команды компьютерных ученых работают над созданием компьютеров, использующих ДНК для обработки информации. Такое сочетание информатики и биологии может проложить путь к следующему поколению компьютеров. ДНК-компьютер обладает определенными преимуществами по сравнению с традиционными машинами. К примеру, ДНК — это распространенный и недорогой ресурс. Если мы обнаружим способ использования ДНК в качестве инструмента обработки данных, она может произвести революцию в компьютерной сфере.

Распределенные вычисления Популярная в фантастике тема — это распределенные вычисления. В таком будущем компьютеры будут настолько малы и широко распространены, что будут практически везде. Возможно, в вашем полу будут установлены датчики, постоянно следящие за вашим физическим здоровьем. Компьютеры в вашей машине помогут вам добраться до работы. Компьютеры будут отслеживать каждый ваш шаг.

Это видение будущего одновременно и волнует, и пугает. С одной стороны, компьютерные сети станут настолько надежными, что мы всегда будем иметь быстрый и надежный доступ к Интернету. Вы сможете общаться с кем угодно вне зависимости от того, где находитесь — в метро или на необитаемом острове. С другой стороны, это создает дополнительные возможности для слежки за вами.

За последние десять лет в сфере распределенного вычисления было проделано очень многое. 4G, LTE, WiMAX расширяют Сеть далеко за пределы проводных машин. С помощью смартфона можно, если постараться, получить доступ к петабайтам информации в считанные секунды. Биометрические устройства развиваются и становятся все популярнее.

Мы также увидим суровые преобразования в технологиях пользовательского интерфейса. В настоящее время большинство компьютеров полагаются на физические входные данные, вроде компьютерных мышей, клавиатур, тачпадов и других сенсорных поверхностей. Также развиваются различные интерфейсы, которые позволяют людям управлять компьютером движением глаз, голосом или даже силой мысли. Кто знает, что будет завтра? Возможно, компьютеры будущего будут знать все наши желания. опубликовано econet.ru

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Присоединяйтесь к нам в Facebook и во ВКонтакте, а еще мы в Однокласниках

  Представить, что будет через 100 лет, крайне сложно. Технический прогресс не развивается линейно. За десятилетиями прогресса следуют моменты, в которых мы похожи на слепых котят. С другой стороны, мы можем провести четкую разницу между компьютерами и людьми сегодняшнего дня и 100 лет назад. Мы ведь стали лучше, не так ли?

econet.ru

Доклад - Технологии будущего - Информатика

Реферат на тему:

«Технологии будущего»

Вступление

Будущее может быть разным, и путей к нему тоже много, но ни то, ни другое предсказать невозможно. И все же кое-какие широкие штрихи набросать можно, причем в большинстве сценариев прогресс приводит к изменению способа нашего общения, объема информации, с которой нам придется иметь дело, и, возможно, даже наших природных способностей.

Технология микропроцессоров уже приближается к фундаментальным ограничениям. Следуя закону Мура, к 2010–2020 годам размеры транзистора должны уменьшиться до четырех-пяти атомов. Рассматриваются многие альтернативы, но, если они не будут реализованы в массовом производстве, закон Мура перестанет работать. Этот закон (вернее, прогноз соучредителя Intel Гордона Мура) гласит, что плотность транзисторов в микросхеме удваивается каждые полтора года, и все последние 20 лет он выполнялся. Если в начале нового столетия пост производительности микропроцессоров прекратится, в вычислительной технике наступит стагнация. Но возможно, что вместо этого произойдет технологический скачок с тысячекратным увеличением мощности компьютеров.

Последний сценарий очень привлекателен. Мало того, что целый ряд технологий получит необходимое развитие, разработки в одних областях помогут продвижению других. Инженер Рэй Курцвейл (Ray Kurzweil) называет это «законом взаимного усиления выгод». Когда в развитии какой-то области происходит скачок, время между открытиями сокращается и предыдущие достижения накладываются на следующие, что еще больше ускоряет прогресс.

К технологиям, способным экспоненциально увеличивать обрабатывающую мощность компьютеров, следует отнести молекулярные или атомные технологии; ДНК и другие биологические материалы; трехмерные технологии; технологии, основанные на фотонах вместо электронов; и наконец, квантовые технологии, в которых используются элементарные частицы. Если на каком-нибудь из этих направлений удастся добиться успеха, то компьютеры могут стать вездесущими. А если таких успешных направлений будет несколько, то они распределятся по разным нишам. Например, квантовые компьютеры будут специализироваться на шифровании и поиске в крупных массивах данных, молекулярные – на управлении производственными процессами и микромашинах, а оптические – на средствах связи.

Возможности современного производства пока не позволяют наладить недорогое массовое изготовление подобных устройств. Однако многие ученые уверены в том, что решение будет найдено. Уже есть свидетельства определенного взаимного усиления выгод по Курцвейлу. Например, эффективность «генетических чипов» удалось повысить (а стоимость – понизить) благодаря использованию других чипов, содержащих полмиллиона маленьких зеркал, – первоначально они предназначались для оптических систем связи. Цифровая микрозеркальная система (Digital Micromirror Device, DMD) от Texas Instruments применялась даже для демонстрации последней серии фильма «Звездные войны». Точно так же микромашины (MEMS) изготавливаются с применением технологии травления, разработанной для производства электронных микросхем. В этих устройствах датчики сочетаются с микроприводами, что позволяет им выполнять физические действия. Возможно даже, что MEMS помогут в создании компьютеров атомных размеров, необходимых для квантовых вычислений.

В наступающем веке вычислительная техника сольется не только со средствами связи и машиностроения, но и с биологическими процессами, что откроет такие возможности, как создание искусственных имплантантов, интеллектуальных тканей, разумных машин, «живых» компьютеров и человеко-машинных гибридов. Если закон Мура проработает еще 20 лет, уже в 2020 году компьютеры достигнут мощности человеческого мозга – 20000000 миллиардов операций в секунду (это 100 млрд. нейронов умножить на 1000 связей одного нейрона и на 200 возбуждений в секунду). А к 2060 году компьютер сравняется по силе разума со всем человечеством. Одной вероятности подобной перспективы достаточно, чтобы отбросить любые опасения по поводу применения био- и генной инженерии для расширения способностей человека.

«Я не верю в научную фантастику типа «Звездного пути», где через 400 лет люди остаются прежними, – сказал астрофизик Стивен Хокинг, выступая в прошлом году в Белом доме. – По-моему, человеческая раса и сложность ее ДНК очень скоро начнут меняться».

Однако для этого вычислительная техника будущего столетия должна вобрать в себя некоторые новейшие технологии. Ниже приводится обзор нескольких новых технологий и процессов, способных не только обеспечить продолжение действия закона Мура, но и превратить его из линейного в прогрессирующий.

Давайте совершим маленькую экскурсию и представим себе как будет развиваться будущее, что нового будет в нем, и какие технологии будут властвовать там.

Молекулярные компьютеры

Итак, первая наша остановка будет совершена на остановке Молекулярные компьютеры. Давайте совершим экскурс в историю…

В 2006 году компания Hewlett-Packard объявила о первых успехах в изготовлении компонентов, из которых могут быть построены мощные молекулярные компьютеры. Ученые из HP и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) объявили о том, что им удалось заставить молекулы ротаксана переходить из одного состояния в другое – по существу, это означает создание молекулярного элемента памяти.

Следующим шагом должно стать изготовление логических ключей, способных выполнять функции И, ИЛИ и НЕ. Весь такой компьютер может состоять из слоя проводников, проложенных в одном направлении, слоя молекул ротаксана и слоя проводников, направленных в обратную сторону. Конфигурация компонентов, состоящих из необходимого числа ячеек памяти и логических ключей, создается электронным способом. По оценкам ученых HP, подобный компьютер будет в 100 млрд. раз экономичнее современных микропроцессоров, занимая во много раз меньше места.

Кроме того, молекулярные технологии сулят появление микромашин, способных перемещаться и прилагать усилие. Причем для создания таких устройств можно применять даже традиционные технологии травления. Когда-нибудь эти микромашины будут самостоятельно заниматься сборкой компонентов молекулярного или атомного размера.

Первые опыты с молекулярными устройствами еще не гарантируют появления таких компьютеров, однако это именно тот путь, который предначертан всей историей предыдущих достижений. Массовое производство действующего молекулярного компьютера вполне может начаться где-нибудь между 2010 и 2015 годами.

Биокомпьютеры

Следующей нашей остановкой будет Биокомпьютеры. Некоторые считают, что разработка таких компьютеров должна будет основываться на генетическое инженерии. Давайте посмотрим, так ли это?

Применение в вычислительной технике биологических материалов позволит со временем уменьшить компьютеры до размеров живой клетки. Пока эта чашка Петри, наполненная спиралями ДНК, или нейроны, взятые у пиявки и подсоединенные к электрическим проводам. По существу, наши собственные клетки – это не что иное, как биомашины молекулярного размера, а примером биокомпьютера, конечно, служит наш мозг.

Ихуд Шапиро из Вейцманоского института естественных наук соорудил пластмассовую модель биологического компьютера высотой 30 см. Если бы это устройство состояло из настоящих биологических молекул, его размер был бы равен размеру одного из компонентов клетки – 0,000025 мм. По мнению Шапиро, современные достижения в области сборки молекул позволяют создавать устройства клеточного размера, которое можно применять для биомониторинга.

Более традиционные ДНК-компьютеры в настоящее время используются для расшифровки генома живых существ. Пробы ДНК применяются для определения характеристик другого генетического материала: благодаря правилам спаривания спиралей ДНК, можно определить возможное расположение четырех базовых аминокислот (A, C, T и G).

Чтобы давать полезную информацию, цепочки ДНК должны содержать по одному базовому элементу. Это достигается при помощи луча света и маски. Для получения ответа на тот или иной вопрос, относящийся к геному, может потребоваться до 80 масок, при помощи которых создается специальный чип стоимостью более 12 тыс. дол. Здесь-то и пригодилась микросхема DMD от Texas Instruments: ее микрозеркала, направляя свет, исключают потребность в масках.

Билл Дитто из Технологического института штата Джорджия провел интересный эксперимент, подсоединив микродатчики к нескольким нейронам пиявки. Он обнаружил, что в зависимости от входного сигнала нейроны образуют новые взаимосвязи. Вероятно, биологические компьютеры, состоящие из нейроподобных элементов, в отличие от кремниевых устройств, смогут искать нужные решения посредством самопрограммирования. Дитто намерен использовать результаты своей работы для создания мозга роботов будущего.

Оптические компьютеры

Следующая остановка мне кажется интересней и более приближенной к реальности, чем другие. Чем? Давайте разберемся…

По сравнению с тем, что обещают молекулярные или биологические компьютеры, оптические ПК могут показаться не очень впечатляющими. Однако ввиду того, что оптоволокно стало предпочтительным материалом для широкополосной связи, всем традиционным кремниевым устройствам, чтобы передать информацию на расстояние нескольких миль, приходится каждый раз преобразовывать электрические сигналы в световые и обратно.

Эти операции можно упростить, если заменить электронные компоненты чисто оптическими. Первыми станут оптические повторители и усилители оптоволоконных линий дальней связи, которые позволят сохранять сигнал в световой форме при передаче через все океаны и континенты. Со временем и сами компьютеры перейдут на оптическую основу, хотя первые модели, по-видимому, будут представлять собой гибриды с применением света и электричества. Оптический компьютер может быть меньше электрического, так как оптоволокно значительно тоньше (и быстрее) по сравнению с сопоставимыми по ширине полосы пропускания электрическими проводниками. По существу, применение электронных коммутаторов ограничивает быстродействие сетей примерно 50 Гбит/с.

Чтобы достичь терабитных скоростей потребуются оптические коммутаторы (уже есть опытные образцы). Это объясняет, почему в телекоммуникациях побеждает оптоволокно: оно дает тысячекратное увеличение пропускной способности, причем мультиплексирование позволяет повысить ее еще больше. Инженеры пропускают по оптоволокну все больше и больше коротковолновых световых лучей. В последнее время для управления ими применяются чипы типа TI DMD с сотнями тысяч микрозеркал. Если первые трансатлантические медные кабели позволяли передавать всего 2500 Кбит/с, то первое поколение оптоволоконных кабелей – уже 280 Мбит/с. Кабель, проложенный сейчас, имеет теоретический предел пропускной способности в 10 Гбит/с на один световой луч определенной длины волны в одном оптическом волокне.

Целиком оптические компьютеры появятся через десятилетия, но работа в этом направлении идет сразу на нескольких фронтах. Например, ученые из университета Торонто создали молекулы жидких кристаллов, управляющие светом в фотонном кристалле на базе кремния. Они считают возможным создание оптических ключей и проводников, способных выполнять все функции электронных компьютеров.

Однако прежде чем оптические компьютеры станут массовым продуктом, на оптические компоненты, вероятно, перейдет вся система связи – вплоть до «последней мили» на участке до дома или офиса. В ближайшие 10 лет оптические коммутаторы, повторители, усилители и кабели заменят электрические компоненты.

Квантовые компьютеры

Дальше мы перейдем в область фантастики. Многие фантасты много лет назад писали про квантовые компьютеры. Но на мой взгляд, фантасты тогда имели мало представления о том что же это такое. Давайте ознакомимся с технологией, и поймем – что же это за зверь квантовый такой?

Итак, квантовый компьютер будет состоять из компонентов субатомного размера и работать по принципам квантовой механики. Квантовый мир – очень странное место, в котором объекты могут занимать два разных положения одновременно. Но именно эта странность и открывает новые возможности.

Например, один квантовый бит может принимать несколько значений одновременно, то есть находиться сразу в состояниях «включено», «выключено» и в переходном состоянии. 32 таких бита, называемых q-битами, могут образовать свыше 4 млрд комбинаций – вот истинный пример массово-паралельного компьютера. Однако, чтобы q-биты работали в квантовом устройстве, они должны взаимодействовать между собой. Пока ученым удалось связать друг с другом только три электрона.

Уже есть несколько действующих квантовых компонентов – как запоминающих, так и логических. Теоретически квантовые компьютеры могут состоять из атомов, молекул, атомных частиц или «псевдоатомов». Последний представляет собой четыре квантовых ячейки на кремниевой подложке, образующих квадрат, причем в каждой такой ячейке может находиться по электрону. Когда присутствуют два электрона, силы отталкивания заставляют их размещаться по диагонали. Одна диагональ соответствует логической «1», а вторая – «0». Ряд таких ячеек может служить проводником электронов, так как новые электроны будут выталкивать предыдущие в соседние ячейки. Компьютеру, построенному из таких элементов, не потребуется непрерывная подача энергии. Однажды занесенные в него электроны больше не покинут систему.

Теоретики утверждают, что компьютер, построенный на принципах квантовой механики, будет давать точные ответы, исключая возможность ошибки. Так как в основе квантовых вычислений лежат вероятностные законы, каждый q-бит на самом деле представляет собой и «1», и «0» с разной степенью вероятности. В результате действия этих законов менее вероятные (неправильные) значения практически исключаются.

Насколько близко люди подошли к действующему квантовому компьютеру? Прежде всего необходимо создать элементы проводников, памяти и логики. Кроме того, эти простые элементы нужно заставить взаимодействовать друг с другом. Наконец, нужно встроить узлы в полноценные функциональные чипы и научиться тиражировать их. По оценкам ученных, прототипы таких компьютеров могут появиться уже в 2010 году, а в 2015–2020 годах должно начаться их массовое производство.

Искусственный интеллект

Ну а теперь довольно интересная, на мой взгляд, тема. Она затрагивает множество отраслей. В этой точке, как в фокусе, сконцентрированы наибольшие усилия кибернетиков, философов, лингвистов, психологов, математиков и инженеров. Еще Айзек Азимов писал… Ну да ладно, обо всем по порядку…

Понятие искусственный интеллект, как впрочем и просто интеллект, весьма расплывчаты. Если обобщить все сказанное за последние тридцать лет, то оказывается, что человек просто хочет создать себе подобного в той или иной форме, хочет, чтобы какие-то действия выполнялись более рационально, с меньшими затратами времени и энергии. С конца 40-х годов ученые все большего числа университетских и промышленных исследовательских лабораторий устремились к дерзкой цели: построение компьютеров, действующих таким образом, что по результатам работы их невозможно было бы отличить от человеческого разума. В последнее время наблюдается возрастание интереса к искусственному интеллекту, вызванное повышением требований к информационным системам. Умнеет программное обеспечение, умнеет бытовая техника. Мы неуклонно движемся к новой информационной революции, сравнимой по масштабам с развитием Интернета, имя которой – искусственный интеллект.

Искусственный интеллект является сейчас «горячей точкой» научных исследований. Именно здесь решаются многие коренные вопросы, связанные с путями развития научной мысли, с воздействием достижений в области вычислительной техники и робототехник и на жизнь будущих поколений людей. Прежде всего, необходимо понять механизмы процесса обучения, природу языка и чувственного восприятия. Выяснилось, что для создания машин, имитирующих работу человеческого мозга, требуется разобраться в том, как действуют миллиарды его взаимосвязанных нейронов. И тогда многие исследователи пришли к выводу, что, пожалуй, самая трудная проблема, стоящая перед современной наукой – познание процессов функционирования человеческого разума, а не просто имитация его работы. Что непосредственно затрагивало фундаментальные теоретические проблемы психологической науки.

В самом деле, ученым трудно даже прийти к единой точке зрения относительно самого предмета их исследований – интеллекта. Некоторые считают, что интеллект – умение решать сложные задачи; другие рассматривают его как способность к обучению, обобщению и аналогиям; третьи – как возможность взаимодействия с внешним миром путем общения, восприятия и осознания воспринятого. Тем не менее, многие исследователи ИИ склонны принять тест машинного интеллекта, предложенный в начале 50-х годов выдающимся английским математиком и специалистом по вычислительной технике Аланом Тьюрингом. «Компьютер можно считать разумным, – утверждал Тьюринг, – если он способен заставить нас поверить, что мы имеем дело не с машиной, а с человеком».

В настоящее время различают два основных подхода к моделированию искусственного интеллекта (AI – artificial intelligence): машинный интеллект, заключающийся в строгом задании результата функционирования, и искусственный разум, направленный на моделирование внутренней структуры системы. Разделение работ по искусственному интеллекту на два направления связано с существованием двух точек зрения на вопрос, каким образом строить системы искусственного интеллекта.

Сторонники одной точки зрения убеждены, что «важнее всего результат», т.е. хорошее совпадение поведения искусственно созданных и естественных интеллектуальных систем, а что касается внутренних механизмов формирования поведения, то разработчик искусственного интеллекта вовсе не должен копировать или даже учитывать особенности естественных, живых аналогов.

Другая точка зрения состоит в том, что именно изучение механизмов естественного мышления и анализ данных о способах формирования разумного поведения человека могут создать основу для построения систем искусственного интеллекта, причем построение это должно осуществляться прежде всего как моделирование, воспроизведение техническими средствами принципов и конкретных особенностей функционирования биологических объектов.

Первое направление, таким образом, рассматривает продукт интеллектуальной деятельности человека, изучает его структуру, и стремится воспроизвести этот продукт средствами современной техники. Основные результаты заключаются в создании экспертных систем, систем разбора естественного языка и простейших систем управления вида «стимул-реакция». Ясно, что успехи этого направления искусственного интеллекта оказываются тесно связанны с развитием возможностей ЭВМ и искусства программирования, то есть с тем комплексом научно-технических исследований, которые часто называют компьютерными науками.

Второе направление искусственного интеллекта рассматривает данные о нейрофизиологических и психологических механизмах интеллектуальной деятельности и, в более широком плане, разумного поведения человека. Оно стремиться воспроизвести эти механизмы с помощью тех или иных технических устройств, с тем чтобы «поведение» таких устройств хорошо совпадало с поведением человека в определенных, заранее задаваемых пределах. Развитие этого направления тесно связано с успехами наук о человеке. Для него характерно стремление к воспроизведению более широкого, чем в машинном интеллекте, спектра проявлений разумной деятельности человека.

Системы искусственного разума базируются на математической интерпретации деятельности нервной системы во главе с мозгом человека и реализуются в виде нейроподобных сетей на базе нейроподобного элемента – аналога нейрона.

Нейроподобные сети в последнее время являются одним из самых перспективных направлений в области искусственного интеллекта и постепенно входят в бытность людей в широком спектре деятельности.

Нейронные сети

Что такое искусственные нейронные сети? Что они могут делать? Как они работают? Как их можно использовать? Эти и множество подобных вопросов задают специалисты из разных областей.

Что же такое нейронная сеть? Это искусственный аналог биологической сети, по своим параметрам максимально приближающийся к оригиналу. Нейронные сети прошли длинный путь становления и развития, от полного отрицания возможности их применения до воплощения во многие сферы деятельности человека.

Современные цифровые вычислительные машины способны с высоким быстродействием и точностью решать формализованные задачи с вполне определенными данными по заранее известным алгоритмам. Однако в тех случаях, когда задача не поддается формализации, а входные данные неполны, зашумлены или противоречивы, применение традиционных компьютеров становится неэффективным. Альтернативой им становятся специализированные компьютеры, реализующие нетрадиционные нейросетевые технологии. Сильной стороной этих комплексов является нестандартный характер обработки информации. Она кодируется и запоминается не в отдельных ячейках памяти, а в распределении связей между нейронами и в их силе, поэтому состояние каждого отдельного нейрона определяется состоянием многих других нейронов, связанных с ним.

Следовательно, потеря одной или нескольких связей не оказывает существенного влияния на результат работы системы в целом, что обеспечивает ее высокую надежность. Высокая «естественная» помехоустойчивость и функциональная надежность касаются как искаженных (зашумленных) потоков информации, так и в смысле отказов отдельных процессорных элементов. Этим обеспечиваются высокая оперативность и достоверность обработки информации, а простая дообучаемость и переобучаемость нейронных сетей позволяет при изменении внешних факторов своевременно осуществлять переход на новые виды решаемых задач.

Приведенные выше преимущества нейросетевой обработки данных определяют области применения нейронных сетей:

· обработка и анализ изображений;

· распознавание речи независимо от диктора, перевод;

· обработка высокоскоростных цифровых потоков;

· автоматизированная система быстрого поиска информации;

· классификация информации в реальном масштабе времени;

· планирование применения сил и средств в больших масштабах;

· решение трудоемких задач оптимизации;

· адаптивное управление и предсказание.

Отдельные нейроны, соединяясь между собой, образуют новое качество, которое, в зависимости от характера межнейронных соединений, имеет различные уровни биологического моделирования:

· группа нейронов;

· нейронная сеть;

· нервная система;

· мыслительная деятельность;

· мозг.

Другими словами, нейронная сеть – это параллельная связная сеть простых адаптивных элементов, которая взаимодействует с объектами реального мира аналогично биологической нервной системе.

Заключение

Давайте подведем итог нашей «экскурсии». Начнем с более понятного… Термин «квантовый скачок» означает, что в квантовом мире изменения происходят скачками. Похоже, что где-то около 2020 года, если не раньше, подобный скачок произойдет и в вычислительной технике: к тому времени мы перейдем от традиционных кремниевых полупроводников к более совершенным технологиям.

Результатом станут намного более компактные, быстродействующие и дешевые компьютеры. Появится возможность наделять любые промышленные продукты определенными интеллектуальными и коммуникационными способностями. Банка кока-колы помещенная в холодильник, на самом деле будет саморегистрироваться в его сети; предметы – автоматически упорядочиваться. Каждый человек ежесекундно будет пользоваться Сетью, хотя за большинством обращений к нему будут следить специальные устройства, автоматически отвечая на вызовы или переадресовывая их в службу передачи сообщений.

К 2030 году может начаться распространение вживленных устройств с прямым доступом к нейронам. Ближе к середине столетия в мире киберпространства будут царить микро- и наноустройства (интеллектуальная пыль). К тому времени Интернет будет представлять собой отображение всего реального мира. Представьте себе мир, окутанный беспроводной сетью данных, по которой путешествуют огромные объемы информации. Тогда такие фантастические и мистические явления, как телепатия и телекинез, станут самым простым проявлением Всемирной сети. Грубо говоря, телепатия будет выглядеть как сгенерированная вашими нейронами информация, путешествуя в пакетах к другим нейронам для расшифровки.

Почти как протокол TCP/IP сегодня. А телекинез (передвижение мыслью физических объектов) будут производить наноустройства, активированные вашей мысленной командой. Простейшие устройства, реагирующие на мысленные команды, существуют уже и сегодня. Хотя к тому времени вам вряд ли захочется передвигать реальные объекты, если возможно будет просто переместить их цифровые копии. Без шлемов виртуальной реальности можно будет совершить полноценный круиз в любой уголок земного шара, не покидая своей квартиры. Мысленно можно будет вызвать цифровую проекцию любого места, причем события в нем будут отображаться в реальном времени. Или наоборот, спроецировать себя, в любую точку нашей планеты. Таким образом, грань между кибер- и реальным пространством исчезнет.

На биологическом фронте исследования в области клетки приближают возможность замены тканей или органов, включая нейроны, которые раньше считались незаменимыми. Более того, клетки и ткани можно будет наделять способностями обработки и передачи данных. Подобный контроль над живыми процессами дает надежду на увеличение продолжительности жизни: ученые не видят принципиальных препятствий к тому, чтобы люди жили по несколько сотен лет.

К концу 21-го века, благодаря достижениям генной инженерии в сочетании с биоинженерными тканями и имплантантами, люди станут совсем не похожими на современных. Пока не ясно, какой процент населения пожелает принять участие в подобных усовершенствованиях, но отказавшиеся рискуют остаться сторонними наблюдателями, следя с обочины за тем, как люди, развитые биоинженерными методами, гигантскими шагами устремляются вперед рука об руку с разумными машинами. Могу себе представить, как в какой-то момент человечество разделится на два лагеря, будут социальные волнения, но прогресс не остановить. Если все это будет происходить, как прогнозируется, годах в 2050-х, то, как вы думаете, кто будет самой консервативной частью общества? Правильно – нынешняя молодежь, правда, к тому времени немного постаревшая. Примерно, как сейчас бабушки и дедушки недоверчиво косятся на коробчатые компьютеры, так же будущее старшее поколение будет недоверчиво смотреть на своих детей, получающих биологические имплантанты при рождении и общающихся не открывая рта.

www.ronl.ru

5 поколение компьютеров. Компьютер будущего: описание

Первые электронно-вычислительные машины (ЭВМ), или компьютеры, были созданы в 30-40-х годах XX века. Их появление, собственно говоря, и знаменовало начало современного этапа развития информационных технологий. На данный момент повсеместно используется 5 поколение компьютеров, однако деление вычислительных систем на поколения весьма условно.

Первое поколение ЭВМ

Началом создания электронных вычислительных машин принято считать разработки немецких электронщиков, использовавших для вычислений электромеханические реле. Затем технологический прорыв совершили американцы, заменившие реле электронными вакуумными лампами.

• Первые вычислительные машины на электромеханических реле в 1938-41 годах были созданы в Германии (модели Z1/Z2), затем технологию переняли англичане.
• Первый суперкомпьютер «Марк I», размерами превосходивший половину футбольного поля, был создан усилиями IBM в США (1944 г.).
• Первый универсальный ламповый компьютер ENIAC, сконструированный американским инженером-электронщиком Джоном Эккертом (Eckert) и американским физиком Джоном Моучли (Mauchly), предназначенный в первую очередь для решения задач баллистики, имел почти 20 000 электронных ламп и 1500 реле. Монстр потреблял до 150 кВт энергии.

Второе поколение ЭВМ

Особенностью следующего поколения развития компьютеров является переход с вакуумных ламп на изобретенные в 1948 году транзисторы. Первый транзисторный электронно-вычислительный центр NCR-304 собран в США фирмой NCR в 1954 году, однако широкое распространение подобные компьютеры получили к 1960 году.

Третье поколение ЭВМ

Базировалось на интегральных схемах (начало 1960-х). Иногда интегральную схему называют микросхемой, или чипом (chip в переводе с английского – "щепка"). C 1965 года был начат выпуск одной из лучших машин третьего поколения IBM/360, семейство этих машин состояло из семи моделей. Кстати, 5 поколение компьютеров принципиально не очень отличается от старичка IBM и является скорее эволюцией ЭВМ, чем революцией.

Четвертое поколение

Возникновение четвертого поколения ЭВМ связано с усовершенствованием интегральных схем. В 1950 году американец К. Ларк-Горовиц (Lark-Horovitz) заострил внимание на возможности нейтронного легирования химического элемента германия. Этот метод в начале 60-х начали применять к кремнию: на его сверхчистых пластинах начали производить методом интегральной технологии так называемые большие интегральные схемы (БИС), затем – сверхбольшие интегральные схемы (СБИС):

• БИС содержит 1000-10 000 элементов в кристалле полупроводника (обычно на поверхности кристалла).
• СБИС содержит свыше 10 000 элементов.

Возникновение БИС и СБИС сделало возможным появление микропроцессоров.

Пятое поколение ЭВМ

По большому счету компьютеры пятого поколения и четвертого имеют столько общих признаков, что многие специалисты объединяют их в одно поколение. Принято считать, что к пятому относятся компактные персональные ЭВМ, предназначенные для работы одного-двух пользователей. Первый ПК «Альтаир 8800» фирмы MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) увидел свет в 1975 году. Годом позже свои "персоналки" Apple I (1976) и Apple II (1977) представила Apple Computer. После выхода культового ПК IBM PC в 1981 году персональные компьютеры окончательно покорили мир.

Альтернативная точка зрения

Споры о том, корректно ли признавать 5 поколение компьютеров как нечто революционно новое, ведутся давно. Если разделять поколения ЭВМ по элементной базе, то выясняется, что даже между третьим и четвертым поколениями грань весьма тонкая, но здесь можно говорить хотя бы о появлении микропроцессоров.

Сам термин «компьютеры пятого поколения» в настоящий момент является неопределенным и применяется во многих смыслах. Некоторые специалисты считают точкой отсчета создание двухъядерного ПК в 2005 году.

Смартфон вместо ЭВМ?

Аналитики часто рассуждают, каким будет персональный компьютер будущего – не суперкомпьютер для масштабных задач, а именно ПК. Нынешний этап развития информационно-коммуникационных технологий характеризуется чрезвычайно быстрым и почти одновременным развитием компьютерных сетей (особую роль сыграло возникновение всемирной сети Internet, на основе которой работает Всемирная паутина – World Wide Web) и мобильной связи. Причем современный смартфон вобрал в себя, по сути дела, все функции персонального компьютера.

Как сетевые компьютерные технологии, так и технологии мобильной радиосвязи постоянно совершенствуется, поэтому грядущие перемены в краткосрочной перспективе серьезные аналитики видят в минимализации устройств без потери производительности. Если в настоящее время преобладают настольные (стационарные) ПК, которые постепенно вытесняются ноутбуками, лэптопами, ультрабуками и планшетными компьютерами, то вскоре всех их могут заменить компьютеры нового поколения на базе модернизированных смартфонов.

Особую роль здесь должно сыграть появление гибких дисплеев, которые уже производятся в США и Японии с 2008 года. Кстати, гибкие гаджеты, которые складываются, как книга, либо их дисплеи сворачиваются в трубочку, уже созданы (в статье вы видите их фото).

Компьютеры будущего

Главные надежды в этом направлении связаны с оптическими (фотонными) ЭВМ. Идея оптических (фотонных) вычислений – вычислений, производимых с помощью фотонов, которые сгенерированы лазерами или диодами, – имеет достаточно давнюю историю. Преимущества очевидны: используя фотоны (движущиеся со скоростью света), возможно достигнуть несравнимо более высоких скоростей передачи сигнала, чем используя электроны (как в нынешних компьютерах).

Это станет принципиальным прорывом в сфере hardware и позволит создать революционно новое (настоящее) 5 поколение компьютеров. Идея фотонной ЭВМ стала обретать материальную силу после того, как в Массачусетском технологическом институте (США) в 1969 году была предсказана, а в 1976 наблюдалась на опыте оптическая метастабильность. Для приборов, работающих на основе этого явления, требуется полупроводник, прозрачный в одной области спектра и непрозрачный в другой, с резко нелинейной оптической характеристикой (например, антимонид индия). Логические схемы на таких оптических элементах могут работать со скоростью 1000 млрд логических операций в секунду.

В июле 2014 года в Институте Вейцмана (Израиль) создан фотонный маршрутизатор – устройство, основанное на одном-единственном атоме, способном переключаться из одного квантового состояния в другое, и позволяющее направлять единичные кванты света по заданному маршруту. Фотонный маршрутизатор – ключевой элемент, который позволит создать первый фотонный компьютер будущего.

Программная среда

В сфере brainware возможные прорывы связаны с развитием математики – теории автоматов и тесно связанной с ней теории алгоритмов, теории вычислимости и теории вычислительной сложности. Теория автоматов и теория алгоритмов – разделы классической математической логики, в которых внимание сфокусировано на вопросе о том, что можно автоматизировать или вычислить.

К теории алгоритмов примыкает теория вычислимости (теория рекурсивных функций). Теория вычислительной сложности (или теория сложности вычислений) – еще один раздел дискретной математики, тесно связанный с информатикой. Основной вопрос этой теории: "Какое количество ресурсов необходимо для вычислений (если проблема вычислимости решена)?" Для многочисленных приложений особую роль приобретает развитие теории графов.

Искусственный интеллект (IE)

В научно-фантастических фильмах и литературе будущее поколение ЭВМ часто представляется как некий искусственный разум, решающий за людей большинство задач, а в некоторых случаях («Матрица», «Терминатор») подчиняющий человечество. Такие фильмы и печатные произведения заставляют задуматься, нужен ли обществу IE, подогревая интерес впечатляющими видеокадрами и фото.

Компьютеры будущего действительно планируется наделить элементами продвинутого искусственного интеллекта, однако они ничего общего не будут иметь со «страшилками» голливудских блокбастеров. Для решения задач искусственного интеллекта, в частности для создания интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИСППР), все шире применяются нетрадиционные разделы математики, такие как теория нечетких множеств и нечеткая логика, а также теория возможностей и теория вероятностей.

Выводы

Современные вычислительные системы и информационные технологии находят и будут находить все более широкое применение в самых разных областях человеческого бытия – в науке и технике, в образовании и культуре, в производстве, на транспорте и в сфере обслуживания. Они формируют стиль жизни современного человека, его культуру, восприятие мира и образ действий. Однако развитие этих технологий несет в себе немало опасностей. Поэтому дальнейшее совершенствование информационно-коммуникационных средств должно идти рука об руку с гуманизацией общества.

fb.ru

Компьютеры будущего

Компьютер без клавиатуры и дисплея Проектировщик-дизайнер Якуб Захор предложил миру любопытный футуристический концепт портативного компьютера, который позволяет пользователям управлять устройством везде, где есть ровная поверхность, которая будет выступать в роли «дисплея». Настольный компьютер будет состоять лишь из системного блока размером с мышь. Зато он оснащён камерами и малогабаритным проектором, способным отображать голографическое изображение высокого качества на любой удобной поверхности, в том числе и стеклянной.

RollTop: складной ноутбук

RollTop – это ноутбук с гибким 17-дюймовым дисплеем, который может сворачиваться как рулон бумаги, предоставляя пользователю максимальное удобство при переноске. Ноутбук оснащён складывающимся OLED дисплеем, поддерживающим сенсорное управление с функцией мультитач, что делает его лёгким и функциональным как айфон. При желании девайс может превратиться в 13-дюймовый планшетный компьютер. Помимо сенсорной в гаджет встроена полноценная кнопочная клавиатура, что очень пригодится для работы с набором текстов. В сложенном виде этот компактный ноутбук можно с лёгкостью носить как сумку, ремень которой перебрасывается через плечо.

HP LiM

Концепт компьютера следующего поколения от Hewlett-Packard под названием LiM (LessisMore – что означает «меньше означает больше») представляет собой небольшой системный блок, напоминающий пустой фотоальбом и 19-дюймовый абсолютно прозрачный сенсорный дисплей, который выглядит как кусок стекла. Всё это дополняет сенсорная панель, выполняющая роль компьютерной мыши, и тонкая беспроводная клавиатура.

Лэптоп B-membrane

Этот фантастический компьютер был разработан корейским дизайнером Вон-Сеок Ли. Мембранная клавиатура появляется в основании устройства лишь в то время, когда она необходима. С её помощью можно ввести текст, а вот монитор в этом гаджете не предусмотрен. Вместо него изображение можно проецировать на любую поверхность при помощи вращающегося проектора.

Гибкий раздвижной дисплей Horizon

Этот стационарный компьютер оснащён гибким OLED экраном. Пользователям больше не придётся беспокоится о размерах монитора, потому что дисплей этого концепта можно будет растянуть до необходимой величины.

Лэптоп Prime Gaming

Пожалуй, эта новинка окажется мечтой любого геймера. Дизайнер Кайл Черри предложил оригинальную концепцию игрового ноутбука с тремя складными OLED дисплеями. Автор предлагает использовать в дополнение к основному 10-дюймовому OLED дисплею (соотношения сторон 16:10) ещё две панели Aux OLED. В сложенном состоянии Prime выглядит как обычный 13-дюймовый ноутбук. В раскрытом геймер получит отличный широкоформатный дисплей с диагональю 26 дюймов (соотношение сторон 32:10). Предполагается, что корпус ноутбука будет выполнен целиком из алюминия, а сам компьютер будет оснащён мощной системой охлаждения.

Концепт Napkin PC

Дизайнер по имени Эйвери Холлмен придумал концепцию компьютера, который станет весьма полезным инструментом в конференц-залах. Его дизайн напоминает держать для салфеток, в котором расположены несколько сенсорных дисплеев, объединённых в единую сеть. Цифровая ручка позволит пользователям рисовать прямо на сенсорном экране.

Наручный компьютер Sony Nextep

Sony Nextep – это футуристическое устройство, которое носится на запястье руки как браслет. Концепт имеет гибкий OLED сенсорный экран, голографический проектор, выдвижную клавиатурную панель и доступ к социальным сетям. Разработчики прилагают все усилия, чтобы наручный мини-компьютер стал доступен для покупателей уже в 2020 году. Наручная концепция дизайнера Хироми Кирики стала самой ожидаемой новинкой из поднебесной.

KOOB + Модульная компьютерная система

Эта футуристическая модульная компьютерная система состоит из тонкого, лёгкого портативного главного модуля с дисплеем, основных комплектующих и съёмного модуля управления. Все модули выполняют различные функции в зависимости от потребностей пользователя. Другая часть системы – это провод, который можно подключать к главному модулю и использовать различные взаимозаменяемый разъёмы, расположенные на другом его конце.

Концепт компьютера InOne

InOne или компьютер «всё в одном» предполагает наличие 22-дюймового дисплея, клавиатуры, тачпада, динамиков и цифрового планшета. Все эти составляющие объединены в один корпус и связаны по беспроводной сети. Планшет отображает всё, что вы напишите или нарисуете, поэтому не будет никакой необходимости поднимать глаза на экран.

Sapphire All-In-One PC

Это компьютерное произведение искусства в минималистическом стиле, созданное бразильским дизайнером Рафаэлем Берлоффом, обещает стать уникальным открытием в сфере компьютерных технологий. В концепт входят беспроводные комплектующие, не требующие никакой рабочей станции. Кроме того, благодаря интегрированному в клавиатуру USB тачпаду отпадает всякая необходимость в компьютерной мыши.

thebester.ru

Начальная Windows Commander Far WinNavigator Frigate Norton Commander WinNC Dos Navigator Servant Salamander Turbo Browser Winamp, Skins, Plugins Необходимые Утилиты Текстовые редакторы Юмор		File managers and best utilites Главная » Реферат » Компьютеры будущего реферат Какими будут компьютеры через 100 лет? Компьютеры будущего реферат Компьютеры будущего Федеральное агентства по образованною ФРГО СПО "Мурманский колледж экономики статистики и информатики"Специальность: 080110"Экономика и бухгалтерский учет" Отделение : Дневное Дисциплина : ПО ПВЭМ      РефератНа тему: "Компьютеры будущего"                Студентки: Кушниренко Екатерины                                                                                 Группа:       4Б-3 Преподаватель: Багмет Елена Николаевна Оценка:      ________________ г. Мурманск 2009 г. Содержание 1.   Введение................................................................................................ 3 2.   Молекулярные компьютеры.............................................................. 4 3.   Биокомпьютеры................................................................................... 5 4.   Оптические компьютеры................................................................... 5 5.   Квантовые компьютеры..................................................................... 6 6.   Что дальше?......................................................................................... 7 7.   Концептуальные компьютеры будущего......................................... 9               1.  Введение Уже в начале следующего года в свободной продаже должен появиться новый вид памяти NRAM (nonvolatile random-access memory). Это будет первое компьютерное устройство, созданное с использованием нано-технологий (отдельные части памяти будут размером всего в несколько миллиардных долей метра, то есть в несколько атомов). Эксперты предрекают, что NRAM произведет революцию в области устройств хранения информации и полностью заменит существующие виды памяти уже к 2006-2007 году. Характеристики новой памяти кажутся просто фантастическими: использование нано-технологий позволяет увеличить плотность записи информации почти в 100 раз и скорость обмена информаций - почти во столько же. В результате минимальная емкость новой памяти будет составлять 10 Гбайт. А уже к середине следующего года производители обещают выйти на 50-гигобайтный уровень, что сопоставимо с емкостью жестких дисков современных винчестеров. Используемая сейчас память DDR хотя и появилась всего около года назад, но конкурировать с нано-технологией она не в состоянии: максимальный объем такой памяти ограничен сейчас 2 Гбайтами, а 10 Гбайт, с которых начинается NRAM, считается технологическим пределом DDR. Такие характеристики позволят нано-разработкам очень быстро вытеснить все существующие виды памяти, предрекают эксперты. Но одной памятью применение нано-технологий не ограничивается. Нано-устройства постепенно выходят из лабораторий. Если в прошлом году объем рынка нано-технологий составил всего 2,5 млрд. евро, то уже в 2010 году, по прогнозам специалистов, он достигнет 100 млрд. евро, а к 2015 году - превысит 1 трлн. евро. И это не предел, а вполне возможно, весьма заниженные оценки. Ведь нано-технологии могут применяться во всех отраслях: от авиастроения до производства одежды и лекарств. Их использование перевернет представление о возможностях современной промышленности. Материалы, созданные в наномире по прочности будут в сотни раз превосходить сталь и при этом весить - в шесть раз меньше. Прототипы подобных материалов уже существуют, но пока их производство слишком дорого. Однако кое-что уже входит в повседневную жизнь: в Японии уже запущена в промышленное производство гибкая солнечная батарея, толщиной в несколько атомов, ею планируется покрывать всю поверхность автомобилей, использовать при производстве одежды и сотовых телефонов. Эти устройства станут полностью энергонезависимыми, получая электричество за счет преобразования солнечной энергии. В конце мая в Европейском союзе была принята Стратегия развития нано-технологий в ЕС до 2013 г. На развитие этой отрасли из единого европейского бюджета будет выделено 1,3 млрд. евро. А к 2010 году бюджет перспективных разработок в наномире планируется увеличить до 5 млрд.  Перспективы применения наноехнологий просто поражают. Особенно фантастическими кажутся разработки в сфере IT. Уже сейчас ученые предлагают детальное описание нано-компьютера. Правда, существует он пока только на бумаге. Но расчеты показали, что в скором времени станет возможным создание ЭВМ размером всего 400х400х400 нанометров. Для сравнения: эретроцит (красная кровяная клетка) будет больше этого компьютера в 10-15 раз. Причем мощность такой машины будет вполне сопоставима с современными компьютерами (чуть более 1 ГГц). Она будет выполнять 1016 операций в секунду, примерно столько же, сколько сейчас делает процессор Pentium II. До создания подобного устройства, по оценкам экспертов, осталось не более 5 лет. Представить же что будет дальше и вовсе невозможно. И только Россия, по-видимому, будет попрежнему добывать нефть. Вот только будет ли кому ее продавать? www.coolreferat.com Реферат Компьютеры будущего Федеральное агентства по образованною ФРГО СПО "Мурманский колледж экономики статистики и информатики"Специальность: 080110"Экономика и бухгалтерский учет" Отделение : Дневное Дисциплина : ПО ПВЭМ      РефератНа тему: "Компьютеры будущего"                Студентки: Кушниренко Екатерины                                                                                 Группа:       4Б-3 Преподаватель: Багмет Елена Николаевна Оценка:      ________________ г. Мурманск 2009 г. Содержание 1.   Введение................................................................................................ 3 2.   Молекулярные компьютеры.............................................................. 4 3.   Биокомпьютеры................................................................................... 5 4.   Оптические компьютеры................................................................... 5 5.   Квантовые компьютеры..................................................................... 6 6.   Что дальше?......................................................................................... 7 7.   Концептуальные компьютеры будущего......................................... 9               1.  Введение Уже в начале следующего года в свободной продаже должен появиться новый вид памяти NRAM (nonvolatile random-access memory). Это будет первое компьютерное устройство, созданное с использованием нано-технологий (отдельные части памяти будут размером всего в несколько миллиардных долей метра, то есть в несколько атомов). Эксперты предрекают, что NRAM произведет революцию в области устройств хранения информации и полностью заменит существующие виды памяти уже к 2006-2007 году. Характеристики новой памяти кажутся просто фантастическими: использование нано-технологий позволяет увеличить плотность записи информации почти в 100 раз и скорость обмена информаций - почти во столько же. В результате минимальная емкость новой памяти будет составлять 10 Гбайт. А уже к середине следующего года производители обещают выйти на 50-гигобайтный уровень, что сопоставимо с емкостью жестких дисков современных винчестеров. Используемая сейчас память DDR хотя и появилась всего около года назад, но конкурировать с нано-технологией она не в состоянии: максимальный объем такой памяти ограничен сейчас 2 Гбайтами, а 10 Гбайт, с которых начинается NRAM, считается технологическим пределом DDR. Такие характеристики позволят нано-разработкам очень быстро вытеснить все существующие виды памяти, предрекают эксперты. Но одной памятью применение нано-технологий не ограничивается. Нано-устройства постепенно выходят из лабораторий. Если в прошлом году объем рынка нано-технологий составил всего 2,5 млрд. евро, то уже в 2010 году, по прогнозам специалистов, он достигнет 100 млрд. евро, а к 2015 году - превысит 1 трлн. евро. И это не предел, а вполне возможно, весьма заниженные оценки. Ведь нано-технологии могут применяться во всех отраслях: от авиастроения до производства одежды и лекарств. Их использование перевернет представление о возможностях современной промышленности. Материалы, созданные в наномире по прочности будут в сотни раз превосходить сталь и при этом весить - в шесть раз меньше. Прототипы подобных материалов уже существуют, но пока их производство слишком дорого. Однако кое-что уже входит в повседневную жизнь: в Японии уже запущена в промышленное производство гибкая солнечная батарея, толщиной в несколько атомов, ею планируется покрывать всю поверхность автомобилей, использовать при производстве одежды и сотовых телефонов. Эти устройства станут полностью энергонезависимыми, получая электричество за счет преобразования солнечной энергии. В конце мая в Европейском союзе была принята Стратегия развития нано-технологий в ЕС до 2013 г. На развитие этой отрасли из единого европейского бюджета будет выделено 1,3 млрд. евро. А к 2010 году бюджет перспективных разработок в наномире планируется увеличить до 5 млрд.  Перспективы применения наноехнологий просто поражают. Особенно фантастическими кажутся разработки в сфере IT. Уже сейчас ученые предлагают детальное описание нано-компьютера. Правда, существует он пока только на бумаге. Но расчеты показали, что в скором времени станет возможным создание ЭВМ размером всего 400х400х400 нанометров. Для сравнения: эретроцит (красная кровяная клетка) будет больше этого компьютера в 10-15 раз. Причем мощность такой машины будет вполне сопоставима с современными компьютерами (чуть более 1 ГГц). Она будет выполнять 1016 операций в секунду, примерно столько же, сколько сейчас делает процессор Pentium II. До создания подобного устройства, по оценкам экспертов, осталось не более 5 лет. Представить же что будет дальше и вовсе невозможно. И только Россия, по-видимому, будет попрежнему добывать нефть. Вот только будет ли кому ее продавать? Эти операции можно упростить, если заменить электронные компоненты чисто оптическими. Первыми станут оптические повторители и усилители оптоволоконных линий дальней связи, которые позволят сохранять сигнал в световой форме при передаче через все океаны и континенты. Со временем и сами компьютеры перейдут на оптическую основу, хотя первые модели, по-видимому, будут представлять собой гибриды с применением как света, так и электричества. Оптический компьютер может быть меньше электрического, так как оптоволокно значительно тоньше (и быстрее) по сравнению с сопоставимыми по ширине полосы пропускания электрическими проводниками. По существу, применение электронных коммутаторов ограничивает быстродействие сетей примерно 50 Гбит/с. Чтобы достичь терабитных скоростей, необходимых для передачи видео по Интернету, потребуются оптические коммутаторы. Это объясняет, почему в телекоммуникациях побеждает оптоволокно: оно дает тысячекратное увеличение пропускной способности, причем мультиплексирование позволяет повысить ее еще больше. Инженеры пропускают по оптоволокну все больше и больше коротковолновых световых лучей. В последнее время для управления ими применяются чипы типа TI DMD с сотнями тысяч микрозеркал. Если первые трансатлантические медные кабели позволяли передавать всего 2500 Кбит/с, то первое поколение оптоволоконных кабелей - уже 280 Мбит/с. Кабель, проложенный сейчас, имеет теоретический предел пропускной способности в 10 Гбит/с на один световой луч определенной длины волны в одном оптоволокне. Недавно компания Quest Communications проложила оптический кабель с 96 волокнами (48 из них она зарезервировала для собственных нужд), причем по каждому волокну может пропускаться до восьми световых лучей с разной длиной волны. Возможно, что при дальнейшем развитии технологии мультиплексирования число лучей увеличится еще больше, что позволит расширять полосу пропускания без замены кабеля. Целиком оптические компьютеры появятся через десятилетия, но работа в этом направлении идет сразу на нескольких фронтах. Например, ученые из университета Торонто создали молекулы жидких кристаллов, управляющие светом в фотонном кристалле на базе кремния. Они считают возможным создание оптических ключей и проводников, способных выполнять все функции электронных компьютеров. Однако прежде чем оптические компьютеры станут массовым продуктом, на оптические компоненты, вероятно, перейдет вся система связи - вплоть до "последней мили" на участке до дома или офиса. В ближайшие 15 лет оптические коммутаторы, повторители, усилители и кабели заменят электрические компоненты.               7.  Концептуальные компьютеры будущего Компания Asustek в 2010г. обещает выпустить ряд интересных новинок: компьютеры с голосовым управлением, ноутбуки со скользящими клавиатурами, а также клавиатуру со встроенным компьютером, которая сможет подключаться к телевизорам по беспроводной связи. Главный исполнительный директор Asustek Джерри Шен (Jerry Shen) дал интервью британскому изданию TechRadar, в котором рассказал об амбициозных планах компании на 2010 г. Например, Asustek разрабатывает системы голосового управления компьютером. В компании даже есть специальная группа, которая исследует возможности распознавания речи. По словам Джерри Шена, распознавать жесты на сенсорном экране гораздо проще, чем голос человека, да еще и говорящего на разных языках. Сотрудники компании работают с поставщиками технологий по распознаванию речи в Японии и США. Продукты с распознаванием голоса будут выпущены под брендами Eee PC и Eee Top. Они будут готовы во II половине 2010 г., заявил Шен. Их стоимость пока неизвестна. Идея о персональном компьютере, который бы не имел клавиатуры, а управлялся голосом, обсуждалась на выставке CeBIT, прошедшей в начале 2010 г. в Ганновере. Помимо таких компьютеров, до конца 2010 г. вендор планирует выпустить две другие новинки – клавиатуру со встроенным компьютером и ноутбук со скользящей клавиатурой. Клавиатура со встроенным компьютером Eee Keyboard напоминает ПК семейства Sinclair – у них не было системного блока, все компоненты помещались в один корпус с клавиатурой. При помощи этого устройства, благодаря интегрированному модулю Wi-Fi, можно будет выходить в интернет, подключившись к внешнему дисплею (монитору или телевизору) при помощи кабеля или по беспроводной связи. Новинка была представлена на выставке Consumer Electronics Show в Лас-Вегасе в январе 2010 г. Технические характеристики: широко используемый в нетбуках процессор Intel Atom N270 1,6 ГГц, 1 ГБ оперативной памяти, 16 или 32 ГБ на SSD-накопитель, 802.11b/g/n, Bluetooth 2.0, Windows XP Home. Концепт Fold/Unfold – ноутбук со скользящей клавиатурой Верхний край клавиатуры приподнимается при раскрытии корпуса. Таким образом клавиатура принимает угол, под которым с ней удобнее работать Клавиатура со встроенным компьютером Eee Keyboard При помощи этого устройства, благодаря интегрированному модулю Wi-Fi, можно будет выходить в интернет, подключившись к внешнему дисплеюEee Keyboard обещает стать мультимедийной системой – его даже планируется оснастить HDMI. Помимо этого, он будет оборудован 5-дюймовым сенсорным ЖК-дисплеем. Клавиатуры с сенсорными экранами выпускались и раньше, поэтому продукт не является уникальным. Особенность в том, что Asus планирует поставить его на массовое производство. Предполагаемая начальная стоимость ПК составит $400. Начало продаж намечено на июнь 2010 г. В сентябре или октябре 2010 г., по словам Шена, проявится концепт Fold/Unfold, так же представленный в начале года, – ноутбук со скользящей клавиатурой, верхний край которой приподнимается при раскрытии корпуса. Таким образом клавиатура принимает угол, под которым с ней удобнее работать, чем если бы она находилась в горизонтальном положении. Стоимость новинки, которая получила название Airo, составит в районе $1-1,5 тыс. По мнению Шена, новинка может привлечь такое же внимание, как, например, MacBook Air. Во всяком случае именно на это рассчитывает производитель. Наконец, на CeBIT был представлен еще один концепт – компьютер-книжка с двумя сенсорными экранами внутри. По словам CEO компании, продажи такого устройства если и начнутся, то не в этом году. Во-первых, нужно понять, удобно ли вообще будет работать с таким компьютером, и, во-вторых, решить проблему с тактильной обратной связью. Eee Keyboard обещает стать мультимедийной системой – его даже планируется оснастить HDMI. Помимо этого, он будет оборудован 5-дюймовым сенсорным ЖК-дисплеем. Клавиатуры с сенсорными экранами выпускались и раньше, поэтому продукт не является уникальным. Особенность в том, что Asus планирует поставить его на массовое производство. Предполагаемая начальная стоимость ПК составит $400. Начало продаж намечено на июнь 2010 г. В сентябре или октябре 2010 г., по словам Шена, проявится концепт Fold/Unfold, так же представленный в начале года, – ноутбук со скользящей клавиатурой, верхний край которой приподнимается при раскрытии корпуса. Таким образом клавиатура принимает угол, под которым с ней удобнее работать, чем если бы она находилась в горизонтальном положении. Стоимость новинки, которая получила название Airo, составит в районе $1-1,5 тыс. По мнению Шена, новинка может привлечь такое же внимание, как, например, MacBook Air. Во всяком случае именно на это рассчитывает производитель. Наконец, на CeBIT был представлен еще один концепт – компьютер-книжка с двумя сенсорными экранами внутри. По словам CEO компании, продажи такого устройства если и начнутся, то не в этом году. Во-первых, нужно понять, удобно ли вообще будет работать с таким компьютером, и, во-вторых, решить проблему с тактильной обратной связью. Третий концепт можно назвать по-настоящему революционным. У ноутбука Siafu, разработанного калифорнийским дизайнером Джонатаном Лукасом (Jonathan Lucas), экран отсутствует как класс, потому что устройство предназначено для слепых.Siafu преобразует изображения в рельефные формы, используя для этого синтетический материал под названием Magneclay. Последний меняет форму под влиянием электричества. Поверхность Magneclay позволяет читать газеты, набранные шрифтом Брайля, ощупывать лица и предметы.Четвертый ноутбук будущего называется Cario, разработан британским дизайнером Анной Лопес (Anna Lopez) и предназначен, в частности, для автомобилистов. Cario можно зафиксировать на рулевом колесе и при помощи микропроектора вывести изображение прямо на стекло автомашины. Он покажет карту местности, поможет поговорить по видеотелефону и не позволит во время своей работы тронуться с места во избежание аварии.К 2015 году также могут появиться ноутбуки с большими солнечными батареями, считает сербский дизайнер Никола Кнежевич (Nikola Knezevic). Придуманное им устройство напоминает гармошку из трех частей: клавиатура, дисплей и нависающая солнечная батарея, площадь которой соответствует размеру всего ноутбука. Такое решение утолщает устройство всего на несколько миллиметров, но зато дает возможность серьезно сэкономить на электроэнергии и даже частично подзарядить ноутбук.Какими вы станетеВ ноутбуках будущего мало что останется от лэптопов настоящего. Их корпус останется пластиковым, но это будет совсем другой пластик, а, возможно и другой материал. В 2015 году благодаря разработке ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе потрескавшийся корпус ноутбука можно будет починить, нагрев феном.В 2015 году многие ноутбуки будут иметь встроенные проекторы, которые, в свою очередь, уменьшатся до пачки сиграет.В ноутбуки будущего будут вставлять многоядерные (по разным оценкам, от шести до восьми ядер) процессоры. Последние научатся обходиться без внешней шины, которую заменит интегрированный контроллер, обеспечивающий более эффективное распределение данных.Жесткие диски в ноутбуках заменят твердотельными накопителями, потребляющими меньше энергии и лишенными движущихся частей. Ожидается, что за одну и ту же сумму в ноутбук к 2015 году можно будет поставить либо винчестер на два терабайта, либо 250-гигабайтный флеш-накопитель. Кроме того, появятся новые технологии для хранения данных. Яркие и в то же время экономичные OLED-дисплеи заменят привычные LCD-экраны. Их толщина составляет 2-3 миллиметра, а значит, ноутбуки похудеют еще больше. Если же пользователям повезет, в некоторых ноутбуках появятся трехмерные дисплеи. Как ожидается, энергии ноутбуки будущего будут потреблять меньше. В то же время батареи в портативных компьютерах останутся примерно такими же, разве что литий-ионные аккумуляторы уступят место литий-полимерным. Первые могут быть только цилиндрической формы, в то время как вторые - любой, что позволит эффективнее использовать пространство в корпусе компьютера. Зато подзарядка ноутбука значительно упростится. Устройство достаточно будет положить на специальную зарядную поверхность. Эта технология уже опробована и в будущем станет широко использоваться.Удивительный концептуальный компьютер будущего Нам с вами доводилось видеть уже не мало концептуальных компьютеров, одни из них были ближе к реальности, другие – дальше. Этот как раз из второй категории, что делает его еще более интересным. Основной идеей выступает простой принцип: «что-то вспомнил – запиши на салфетке» :) Так и родился Napkin PC, что дословно можно перевести как компьютер-салфетка. Теоретически такой компьютер будет работать так: специальные ручки будут взаимодействовать на коротких волнах с «салфеткой», представляющей собой листок электронной бумаги с поддержкой multi-touch; помимо этого, ручки и салфетки будут взаимодействовать с компьютером-базой (на длинных волнах). Таким образом, для каждой новой идеи, вас посетившей, можно будет просто взять новую салфетку и написать/изобразить все на ней. Еще одним важным преимуществом такого компьютера является тот факт, что электронная бумага потребляет настолько мало энергии, что ей будет достаточно индукционного источника питания. Звучит заманчиво, но при этом как-то слишком фантастично «...Мыслите масштабно, будьте смелы и изобретательны, но не забывайте об экологии и охране окружающей среды» – таким было задание конкурса дизайнеров, проводившегося с мая по декабрь 2005 года компанией Microsoft и Industrial Designers Society of America. Однажды за обедом сотрудники компании Microsoft, работавшие над операционной системой Windows, решили «померяться» своими компьютерами. Результаты озадачили присутствовавших при споре – быстрый опрос коллег и знакомых показал, что «крутым» компьютер делает вовсе не мощный процессор и не большой объем памяти. Главным оказался дизайн! Причем дело не в экзотической форме или цветовом решении корпуса, а в том, насколько компьютер вписывается в «цифровой стиль жизни», помогая сэкономить время, получить удовольствие и просто развлечься. Спор вышел за пределы кафе, когда об этом услышали в Американском обществе промышленных дизайнеров (IDSA, Industrial Designers Society of America). Членов IDSA идея компьютеров будущего захватила по-настоящему. Так родилась идея совместного конкурса Microsoft и IDSA, посвященного компьютерам будущего – мобильным, развлекательным, эффективным и, конечно, стильным. Конкурс был объявлен в апреле, прием заявок начался в мае, а к октябрю на официальном сайте конкурса можно было ознакомиться с тремястами разнообразными проектами. Для удобства просмотра все проекты были разделены на четыре категории: Personal Productivity (повышение производительности труда – как на работе, так и дома), Living/Lifestyle (инновации, расширяющие роль технологий в повседневной жизни), Entertainment (развлекательные технологии, ТВ, музыка и игры) и Communications/Mobility (коммуникационные и мобильные технологии). В ноябре были объявлены финалисты, а чуть позднее – два победителя: «Выбор жюри IDSA» и «Выбор президента компании Microsoft». А затем на сайте в течение месяца проводилось голосование среди посетителей, призванное определить два лучших проекта, которые и получили звание «Выбор публики». Лягут ли эти проекты в основу компьютеров будущего? Через пару десятилетий «Популярная механика» обязательно напишет об этом. IDSA Bookshelf [выбор жюри]. Авторы Сунн Хо Сон, Скотт Шим Концепция студентов университета Пердью (Индиана, США) развлекательной цифровой библиотеки будущего призвана решить проблемы воспроизведения защищенных авторским правом материалов. Bookshelf («Книжная полка») является медиацентром, к которому посредством универсального разъема на боковой стенке присоединяются цифровые модули – подобно тому, как книги ставятся на полку. в отличие от современных дисков и кассет, модули – это не сами записи, а лишь «ключи» к их скачиванию из сети провайдера, воспроизведению и, разумеется, управлению авторскими правами. Bookshelf вполне правдоподобно предсказывает, в каком направлении будут развиваться взаимоотношения пользователей и цифровых мультимедийных библиотек в ближайшем будущем. Кстати, модули, по задумке автора, вполне мобильны – их можно использовать не только дома, но и в любом другом месте – при условии наличия совместимой аппаратуры. И единственное, что осталось для нас вопросом, – это можно ли будет проиграть с помощью Bookshelf старые добрые CD... sChOOL Pack [выбор президента Microsoft Билла Гейтса]. Автор Прашант Кумар Чандра Идея этого проекта в том, чтобы заменить тяжелый школьный ранец с учебниками и тетрадями небольшим и легким компьютером. Основные пользователи этого устройства – школьники и студенты младших курсов колледжей. sChOOL pack предназначен для облегчения двух основных школьных занятий – чтения и письма, для этого он оснащен двумя экранами. Верхний – традиционный ЖК-дисплей (для чтения), а нижний – сенсорный, подобно используемым в карманных или планшетных компьютерах (для письма и рисования). Компьютер оснащен интерфейсом для быстрого подключения жестких дисков (или флэш-памяти), на которых будет записана учебная информация по различным предметам. «Ненужные» в данный момент диски могут храниться в гнездах специального «патронташа» на стенке ранца подобно ручкам или карандашам. Так что невыполнение домашней работы теперь не оправдать фразой «забыл тетрадь дома». Впрочем, фраза «диск размагнитился» звучит ничуть не лучше. janet [выбор публики]. Автор Клеменс Ланго janet – это мечта жителя крупного города – персональный навигатор. Владельцу этого устройства никогда не придется мерзнуть на остановке, гадая, когда подойдет автобус. Небольшой электронный гаджет janet самостоятельно определит ваше текущее местоположение, запросит конечную цель и предложит на выбор несколько маршрутов – например, самый быстрый (оптимизированный по времени) и самый экономичный (по цене). Подразумевается, что в будущем общественный транспорт будет отслеживать свое местоположение и сообщать его информационной сети; это позволит janet отображать точное время ожидания (и никаких проблем с поиском расписания) и стоимость проезда. Благодаря удобному интерфейсу можно будет наглядно сравнить и выбрать наиболее подходящий вид транспорта и маршрут проезда. Интересно, удастся ли janet победить извечную проблему мегаполисов – автомобильные пробки? Be Free [выбор публики]. Автор Марсиал Асаян Монтойя «Будь свободным» – так переводится название концептуального компьютера для путешественников. Люди, часто перемещающиеся с места на место (из деловой необходимости или просто для удовольствия), смогут воспользоваться всеми возможностями современных компьютеров – просмотром фильмов, прослушиванием музыки или играми. «Возить с собой BE fREE – это как взять с собой частицу собственного дома». Необычный ноутбук оснащен поворотными динамиками и встроенным проектором. Eyemove PC [финалист]. Автор Риккардо Александро Перейрина Да Сильва Байао Две основных части этого компьютера – беспроводной универсальный сенсорно-экранный пульт и системный блок с проектором высокой четкости. Главное – не потерять пульт ДУ! Domino [финалист]. Автор Визонно Дизайнерский медиацентр Domino подобен айсбергу. Его видимая часть – это сенсорный экран, DVD-плеер и два небольших боковых элемента, играющие роль рассеянной подсветки. Ну а «подводная» часть – это не показанный здесь центральный блок, на который возложена вся ответственность за хранение и обработку информации. Боковые элементы съемные и могут служить в качестве универсальных беспроводных пультов управления. PC.Pet [финалист]. Автор Оскар Хавьер Рейес Акоста «Компьютерная зверушка» не имеет клавиатуры или мыши и общается с пользователем посредством «эмоциональной коммуникации» – голосом и прикосновениями. Круглый сенсорный экран снимается и превращается в беспроводной пульт управления. Работа с PC.PET., по замыслу автора, больше напоминает игру с домашним животным, чем рутинное нажатие на клавиши. L-Cam Wearable Camera [финалист]. Автор Норман Ли Камерафонами никого не удивишь. а вот камера, встроенная в солнечный козырек, пока еще не выпущена (хотя технически это возможно). Такой форм-фактор будет удобен оператору (его руки остаются полностью свободными), что особенно важно при съемке спортивного и экстремального видео. Но приготовьтесь к тому, что при проходе на закрытые объекты вас будут просить не только выключить телефон, но и снять шляпу... The Complete Creation Station [финалист]. Автор Давид Куш Художники и дизайнеры активно осваивают компьютерную технику. Чтобы облегчить создание «произведений цифрового искусства», этот концепт использует цифровые мольберт, кисть и палитру. Вот только можно ли будет отличить цифровую копию картины от оригинала? Logic Step [финалист]. Автор Эмануэль Санчес Этот футуристического вида стенд представляет собой революционное устройство ввода. Оно способно отслеживать положение и перемещение рук и головы оператора, оцифровывать их соответствующим образом и выводить на дисплей, создавая у человека иллюзию трехмерного «цифрового пространства». Это будет особенно полезно при работе с графическими программными пакетами визуализации трехмерных объектов – оператор сможет работать руками в виртуальном мире, перемещать и изменять положения объектов – и видеть это на экране, выполняющем роль окна между настоящим и виртуальным мирами. Главное – не запутаться, где какой, а иначе – добро пожаловать в Матрицу!IDSA Bookshelf [выбор жюри]Авторы Сунн Хо Сон, Скотт Шим sChOOL Pack [выбор президента Microsoft Билла Гейтса] Автор Прашант Кумар Чандра   janet [выбор публики]Автор Клеменс ЛангоBe Free [выбор публики]Автор Марсиал Асаян Монтойя Eyemove PC [финалист]Автор Риккардо Александро Перейрина Да Сильва Байао Domino [финалист]Автор Визонно PC.Pet [финалист]Автор Оскар Хавьер Рейес Акоста L-Cam Wearable Camera [финалист]Автор Норман ЛиThe Complete Creation Station [финалист]Автор Давид Куш Logic Step [финалист]Автор Эмануэль Санчес bukvasha.ru Компьютеры будущего - страница 2	2.  Молекулярные компьютеры Недавно компания Hewlett-Packard объявила о первых успехах в изготовлении компонентов, из которых могут быть построены мощные молекулярные компьютеры. Ученые из HP и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) объявили о том, что им удалось заставить молекулы ротаксана переходить из одного состояния в другое - по существу, это означает создание молекулярного элемента памяти.Следующим шагом должно стать изготовление логических ключей, способных выполнять функции И, ИЛИ и НЕ. Весь такой компьютер может состоять из слоя проводников, проложенных в одном направлении, слоя молекул ротаксана и слоя проводников, направленных в обратную сторону. Конфигурация компонентов, состоящих из необходимого числа ячеек памяти и логических ключей, создается электронным способом. По оценкам ученых HP, подобный компьютер будет в 100 млрд. раз экономичнее современных микропроцессоров, занимая во много раз меньше места.Сама идея этих логических элементов не является революционной: кремниевые микросхемы содержат миллиарды таких же. Но преимущества в потребляемой энергии и размерах способны сделать компьютеры вездесущими. Молекулярный компьютер размером с песчинку может содержать миллиарды молекул. А если научиться делать компьютеры не трехслойными, а трехмерными, преодолев ограничения процесса плоской литографии, применяемого для изготовления микропроцессоров сегодня, преимущества станут еще больше.Кроме того, молекулярные технологии сулят появление микромашин, способных перемещаться и прилагать усилие. Причем для создания таких устройств можно применять даже традиционные технологии травления. Когда-нибудь эти микромашины будут самостоятельно заниматься сборкой компонентов молекулярного или атомного размера.Первые опыты с молекулярными устройствами еще не гарантируют появления таких компьютеров, однако это именно тот путь, который предначертан всей историей предыдущих достижений. Массовое производство действующего молекулярного компьютера вполне может начаться где-нибудь между 2015 и 2025 годами.               3.  Биокомпьютеры Применение в вычислительной технике биологических материалов позволит со временем уменьшить компьютеры до размеров живой клетки. Пока эта чашка Петри, наполненная спиралями ДНК, или нейроны, взятые у пиявки и подсоединенные к электрическим проводам. По существу, наши собственные клетки - это не что иное, как биомашины молекулярного размера, а примером биокомпьютера, конечно, служит наш мозг.Ихуд Шапиро (Ehud Shapiro) из Вейцманоского института естественных наук соорудил пластмассовую модель биологического компьютера высотой 30 см. Если бы это устройство состояло из настоящих биологических молекул, его размер был бы равен размеру одного из компонентов клетки - 0,000025 мм. По мнению Шапиро, современные достижения в области сборки молекул позволяют создавать устройства клеточного размера, которое можно применять для биомониторинга.Более традиционные ДНК-компьютеры в настоящее время используются для расшифровки генома живых существ. Пробы ДНК применяются для определения характеристик другого генетического материала: благодаря правилам спаривания спиралей ДНК, можно определить возможное расположение четырех базовых аминокислот (A, C, T и G).Чтобы давать полезную информацию, цепочки ДНК должны содержать по одному базовому элементу. Это достигается при помощи луча света и маски. Для получения ответа на тот или иной вопрос, относящийся к геному, может потребоваться до 80 масок, при помощи которых создается специальный чип стоимостью более 12 тыс. дол. Здесь-то и пригодилась микросхема DMD от Texas Instruments: ее микрозеркала, направляя свет, исключают потребность в масках.Билл Дитто (Bill Ditto) из Технологического института штата Джорджия провел интересный эксперимент, подсоединив микродатчики к нескольким нейронам пиявки. Он обнаружил, что в зависимости от входного сигнала нейроны образуют новые взаимосвязи. Вероятно, биологические компьютеры, состоящие из нейроподобных элементов, в отличие от кремниевых устройств, смогут искать нужные решения посредством самопрограммирования. Дитто намерен использовать результаты своей работы для создания мозга роботов будущего.               4.  Оптические компьютеры По сравнению с тем, что обещают молекулярные или биологические компьютеры, оптические ПК могут показаться не очень впечатляющими. Однако ввиду того, что оптоволокно стало предпочтительным материалом для широкополосной связи, всем традиционным кремниевым устройствам, чтобы передать информацию на расстояние нескольких миль, приходится каждый раз преобразовывать электрические сигналы в световые и обратно. Эти операции можно упростить, если заменить электронные компоненты чисто оптическими. Первыми станут оптические повторители и усилители оптоволоконных линий дальней связи, которые позволят сохранять сигнал в световой форме при передаче через все океаны и континенты. Со временем и сами компьютеры перейдут на оптическую основу, хотя первые модели, по-видимому, будут представлять собой гибриды с применением как света, так и электричества. Оптический компьютер может быть меньше электрического, так как оптоволокно значительно тоньше (и быстрее) по сравнению с сопоставимыми по ширине полосы пропускания электрическими проводниками. По существу, применение электронных коммутаторов ограничивает быстродействие сетей примерно 50 Гбит/с. Чтобы достичь терабитных скоростей, необходимых для передачи видео по Интернету, потребуются оптические коммутаторы. Это объясняет, почему в телекоммуникациях побеждает оптоволокно: оно дает тысячекратное увеличение пропускной способности, причем мультиплексирование позволяет повысить ее еще больше. Инженеры пропускают по оптоволокну все больше и больше коротковолновых световых лучей. В последнее время для управления ими применяются чипы типа TI DMD с сотнями тысяч микрозеркал. Если первые трансатлантические медные кабели позволяли передавать всего 2500 Кбит/с, то первое поколение оптоволоконных кабелей - уже 280 Мбит/с. Кабель, проложенный сейчас, имеет теоретический предел пропускной способности в 10 Гбит/с на один световой луч определенной длины волны в одном оптоволокне. Недавно компания Quest Communications проложила оптический кабель с 96 волокнами (48 из них она зарезервировала для собственных нужд), причем по каждому волокну может пропускаться до восьми световых лучей с разной длиной волны. Возможно, что при дальнейшем развитии технологии мультиплексирования число лучей увеличится еще больше, что позволит расширять полосу пропускания без замены кабеля. Целиком оптические компьютеры появятся через десятилетия, но работа в этом направлении идет сразу на нескольких фронтах. Например, ученые из университета Торонто создали молекулы жидких кристаллов, управляющие светом в фотонном кристалле на базе кремния. Они считают возможным создание оптических ключей и проводников, способных выполнять все функции электронных компьютеров. Однако прежде чем оптические компьютеры станут массовым продуктом, на оптические компоненты, вероятно, перейдет вся система связи - вплоть до "последней мили" на участке до дома или офиса. В ближайшие 15 лет оптические коммутаторы, повторители, усилители и кабели заменят электрические компоненты.    продолжение

Смотрите также

• 
  Козловой кран реферат
• 
  Достоевский реферат биография
• 
  Достоевский биография реферат
• 
  Двойное гражданство реферат
• 
  Геморрагический васкулит реферат
• 
  Внутрихозяйственное землеустройство реферат
• 
  Август октавиан реферат
• 
  Этика судьи реферат
• 
  Хоторнский эксперимент реферат
• 
  Струйные принтеры реферат
• 
  Реферат александрийский маяк