Организация ЭВМ и систем

элементы в компьютерах будущего будут отличаться от их же аналогов в нынешних вычислительных устройствах.

Можно определить технологии построения и перспективы развития компьютеров будущего:

-оптические компьютеры;

-квантовые компьютеры;

-молекулярные компьютеры;

-нанокомпьютеры;

-биокомпьютеры.

Наиболее реальный вариант построения компьютера будущего – эволюционное использование комбинаций перспективных подходов: квантовых вычислений в структурах на основе молекулярных ключей c применением нанотехнологий, а также возбуждение этих активных элементов для считывания и записи информации оптическими технологиями. Бистабильные молекулы – переключатели будут управляться световыми и электрическими импульсами или электрохимическими реакциями. Память может работать на принципе «запоминания» оптических или магнитных эффектов, а проводниками могут стать нанотрубки или сопряжённые полимеры.

Результатом развития станут компактные быстродействующие и дешевые компьютеры. Появится возможность наделять любые промышленные продукты определенными интеллектуальными и коммуникационными способностями. 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 почти всего реального мира. Причем разрешение изображений, учитывая вероятные размеры емкости запоминающих устройств того времени, будет очень высоким. Надев на себя шлем виртуальной реальности, можно будет совершить полноценный круиз в любой уголок земного шара. Таким образом, грань между кибер- и реальным пространством начнет исчезать.

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. По-

211

добный контроль над живыми процессами дает надежду на увеличение продолжительности жизни: ученые не видят принципиальных препятствий к тому, чтобы люди жили по несколько сотен лет.

Контрольные вопросы

1.В чем причины радикального перехода на новые способы обработки информации?

2.Понятие квантовой суперпозиции?

3.Какие варианты представления состояний информации в квантовых компьютерах существуют?

4.Целесообразно и возможно ли применять другие системы счисления, кроме двоичной, в квантовых компьютерах?

5.Какова роль нанотехнологий в компьютерах будущего?

6.Какие достоинства оптической обработки информации?

12 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Происходит эволюция технических средств усиления деятельности человеческого мозга – компьютеров. Роль информации становится насущно необходимой для существования человека. Поэтому, взаимодействуя с энергетикой и технологией, информатика становится определяющей в жизни человека. Начиная от простейших элементов (ключей), используя аппарат дискретной математики, большие интегральные схемы и системы программирования, на основе законов диалектического материализма происходит переход к совершеннейшим системам обработки информации.

В настоящее время наблюдается следующая тенденция: во-первых, переход от систем с простыми связями и слож-

ными элементами (многопроцессорные структуры) к системам с простыми элементами (нейронами) и сложными связями (нейрокомпьютерные системы). Это – аналог человеческого мозга, и за такими системам будущее.

212

во-вторых, с уменьшением размеров активных элементов и повышением плотности их упаковки происходит переход от БИС к системам, в которых начинают действовать законы квантовой механики и реализуются принципы квантовых суперпозиций с гигантскими возможностями увеличения объемов обработки информации;

в третьих, переход к самоорганизации интеллектуальных систем с помощью микророботов на основе нано- и биотехнологий.

Термин «квантовый молекулярный биологический скачок» означает, что изменения происходят не только постепенно, но и скачками. Примерно 2020 год станет годом перехода от традиционных кремниевых полупроводников к более совершенным технологиям. Результатом станут намного компактные, быстродействующие и дешевые компьютеры. К 2030 году может начаться распространение вживленных устройств с прямым доступом к нейронам. Результаты исследований в биотехнологии дадут возможность замены тканей или органов, включая нейроны, которые раньше считались незаменимыми. Клетки и ткани будут обладать способностями обработки и передачи информации.

Ближе к середине столетия в мире киберпространства будут царить микро- и наноустройства, а второй половине века обрабатывающие мощности компьютеров превысят интеллектуальные способности человека.

Пока здравый смысл не приспособился к непонятному миру квантовой механики, генетики, молекулярным и биологическим представлениям. Это будущее кажется чуждым такому знакомому современному миру, основанному на электронике. Но придет время, и все это будет казаться естественным и необходимым для человека, да и сам человек возможно уже будет другим.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Майоров С.А., Новиков Г.И. Структура цифровых вычислительных машин. Ленинград, 1970.

2.Коган Б.М. Электронные вычислительные машины и си-

стемы. М., 1991.

213

3.Калабеков Б.А. Мамзелев И.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. М.: Радио и связь, 1987.

4.Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в си-

стемах передачи и обработки сигналов. М.: Радио и связь, 1988.

5.Майоров С.А. Новиков Г.И. Структура цифровых вычислительных машин. СПб.: Машиностроение, 1970.

6.Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и си-

стемы. М.: Энергоатомиздат, 1985.

7.Стрыгин В.В., Щарев Л.С. Основы вычислительной микропроцессорной техники и программирования. М.: Высшая школа, 1989.

8.Журнал «Мир ПК».

9.Современные микропроцессоры / В.В. Корнеев, А.В. Ки-

селев. Нолидж, 1998.

10.Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. – Л.: Энергия, 1979.

11.Метлицкий Е.А., Каверзнев В.В. Системы параллельной памяти. Теория, проектирование, применение. – Л., 1989.

214