Программное обеспечение

2.2. Компьютеры будущего

 

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.³

Технология микропроцессоров уже  приближается к фундаментальным  ограничениям. Следуя закону Мура, к 2014 - 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.

Глядя в будущее, можно сказать, что процессоры и платформы Intel будут выделяться не только высокой производительностью самой по себе, но также богатыми и разнообразными вычислительными и коммуникационными возможностями, управлением питанием, повышенной надежностью, безопасностью и управляемостью, а также полной интеграцией со всеми остальными компонентами платформы.

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.

В нашем 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 10 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.

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 2012 и 2017 годами.

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.

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.

Квантовые компьютеры. 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.

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

По итогам представленной работы можно сделать следующие выводы: эволюция, которая все время происходит в мире компьютерной технике, очень и очень необходима. Ведь чем более универсальна техника, тем больше мы способны произвести на своих рабочих местах при помощи нее.

С развитием ПК развиваемся и мы. И чем проще и доступней будет эта машина, тем продуктивней будет наша работа и ярче жизнь в целом.

При разработке и создании собственно компьютеров существенный и устойчивый приоритет в последние годы имеют  сверхмощные компьютеры – суперкомпьютеры – и миниатюрные и сверхминиатюрные ПК.

Широкое внедрение средств мультимедиа, в первую очередь аудио- и видеосредств ввода и вывода информации, позволяют  общаться с компьютером естественным для человека образом.

В ближайшие годы будет возможность создания компьютерной модели реального мира, такой виртуальной (кажущейся, воображаемой) системы, в которой мы можем активно жить и манипулировать виртуальными предметами. Простейший прообраз такого кажущегося мира уже сейчас существует в сложных компьютерных играх. Информационная революция затронет все стороны жизнедеятельности.

Компьютерные системы: при работе на компьютере с «дружественным интерфейсом» человек будет воочию видеть виртуального собеседника, активно общаться с  ним на естественном речевом уровне с аудио- и видеоразъяснениями, советами, подсказками. «Компьютерное одиночество», так вредно влияющее на психику активных пользователей, исчезнет.

Интернет предоставляет также  возможность побывать практически  «вживую» во многих уголках земного  шара – по обоим полушариям разбросаны сотни телевизионных камер, с определенной периодичностью (от нескольких минут до нескольких часов) транслирующих в сеть полученную ими картинку. Их принадлежность самая разнообразная – от частных лиц и организаций до «компетентных органов».

ЭВМ настолько прочно вошли в  нашу жизнь, что без них уже  невозможно представить практически  ни одну сферу жизни и деятельности человека. Любое место работы в  настоящее время компьютеризировано. Так как отошли в прошлое бумага и ручка. Компьютер помогает делать расчеты чертить графики, рисунки все, на что простой человек, тратил очень много времени и сил.

В дальнейшем ЭВМ будут еще более  часто использоваться всвязи с тем, что они позволяют повысить удобство работы, производительность труда и уменьшить трудозатраты.

С расширением областей деятельности человека для них будут разрабатываться  свои конфигурации ЭВМ, наиболее удобные  и необходимые для этой области, поэтому разнообразие конфигураций, пусть даже в рамках какого-то стандарта, будет постоянно расти.

Множество ученых работают над развитием  компьютерных технологий и их мысли  двигают прогресс.

Техническое и программное обеспечение, необходимое для создания таких  виртуальных систем:

-дешевые, простые, портативные  компьютеры со средствами мультимедиа;

-программное обеспечение для  «вездесущих» приложений;

-миниатюрные приемо-передающие-радиоустройства  (трансиверы) для связи компьютеров  друг с другом и с сетью;

-вживляемые под кожу миниатюрные  приемо-передающие чипы;

-распределенные широкополосные каналы связи и сети.

Многие предпосылки для создания указанных компонентов, да и простейшие их прообразы уже существуют (вживляемые под кожу миниатюрные приемо-передающие чипы уже сейчас разработаны фирмой Applied Digital Solution).

Но есть и проблемы. Важнейшая из них – обеспечение прав интеллектуальной собственности и конфиденциальности информации, чтобы вся личная жизнь каждого из нас не стала всеобщим достоянием.

Самый мощный компьютер во Вселенной  за одну наносекунду способен решать задачи, с которыми современные ЭВМ справляются за промежуток времени, равный жизни Вселенной!

Научно-технический прогресс сегодня  шагает семимильными шагами, машины становятся все «резвее» и производительнее, недавно купленный компьютер, не успев прослужить верой и  правдой и пары лет, нуждается в апгрейде, модернизации. Но ведь нельзя будет бесконечно растить быстродействие и производительность железного товарища – обязательно будет предел возможностей, природный финиш, а когда это будет пока для всех остается неизвестным.

На данный момент, индустрия ПК переживает бурный процесс развития. ПК очень быстро дешевеют, однако за счёт увеличения оперативной и постоянной памяти непрерывно появляются всё новые дорогие модели. Эти тенденции продолжаются до сих пор: цены на общедоступный ПК остаются примерно на одном уровне, но характеристики этого общедоступного компьютера непрерывно улучшаются.

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

 

1. Гольцман В. Работаем на ноутбуке вWindows7. Питер, 2010.
2. Додд, А.З. Мир телекоммуникаций. Обзор технологий и отрасли [Текст] / А.З. Додд. – М.:Олимп-Бизнес, 2005. – 400 с.
3. Игорь Цуканов. HP подтвердила лидерство // Ведомости, № 8 (2030), 18 января 2008
4. Квинт И. Работаем на нетбуке. СПб., Лидер, 2010
5. Сапков, В.В. Информационные технологии и компьютеризация делопроизводства / [Текст]. – М.: Академия, 2010. – 288 с.
6. Степурин А.В. Самоучитель работы на персональном компьютере (ПК). Краткое руководство. – Гатчина: Издательский дом "Вильямс", 2006.
7. Скотт М. Модернизация и ремонт ПК. — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2007.
8. Степаненко О.С. Персональный компьютер, учебный курс, 2-е издание. – СПб.: Компьютерное изд-во "Диалектика", 2000. – с. 195.
9. Современный компьютер: Сб. науч.-попул. статей; Пер. с С56 англ./Под ред. В. М. Курочкина; Предисл. Л. Н. Королева. — М.: Мир, 1986. – с. 10.
10. Трофимов, В. Информационные системы и технологии в экономике и управлении / [Текст]. – М.: Юрайт, 2012. – 528 с.
11. Экономическая информатика: Введение в экономический анализ информационных систем: Учебник. – М.: ИНФРА-М, 2006.
12. Яшин, В.Н. Информатика. Аппаратные средства персонального компьютера / [Текст]. – М: Инфра-М, 2010. – 256 с.

 

¹ Трофимов, В. Информационные системы и технологии в экономике и управлении / [Текст]. – М.: Юрайт, 2012. – 378 с.

² Мелехин, В.Ф.  Вычислительные машины, системы и сети [Текст] / В.Ф. Мелехин, Е.Г. Павловский. – М.: Академия, 2007. – 147 с.

³ Трофимов, В. Информационные системы и технологии в экономике и управлении / [Текст]. – М.: Юрайт, 2012. – 298 с.