神通激光

第一节 神机妙算显神通

　　计算机技术日新月异，应用日益广泛，对人类社会发展产生了深刻的影响。然而，路遥知马力，电子计算机在现代科学技术突飞猛进面前显现出“功底不足”，不久将会让贤给光子计算机。神奇的光脑，前程无可限量。

　　你听说过“光子计算机”吗？如果说电子计算机是当今社会中的十分了不起的“电脑”，那么，光子计算机就是未来社会中的更加神奇的“光脑”。欲知“光脑”如何，让我们就从“电脑”说起吧。

　　电子计算机如今对我们来说已经并不陌生，大家常常形象地称呼它“电脑”；不错，它是人类大脑的延伸和加强，是人们从事科学实验、生产实践及社会活动的得力助手，并走进千家万户，得到越来越广泛的应用。

　　电子计算机是科学研究的先进工具。我国科学家利用电子计算机进行大量复杂的科学计算，取得了许多重大的科技成果，像卫星的研制、发射、遥测、控制都是靠电子计算机来完成的。

　　电子计算机是实现工业现代化的重要设备。我国各工业部门利用计算机进行建筑、机械、工程、工艺及产品设计，编制出大量的应用程序，使设计效率提高几十倍、几百倍，节约了资金，缩短了建设周期。例如，设计一座3000平方米的楼房，手工计算需要半个月，上机计算只要3分钟。过去，大批设计图纸都是靠设计人员手工绘制，现在图纸全部采用电子计算机绘制，准确、快捷、清晰、整洁。此外，采用电子计算机控制生产过程，可以实现优质、高产、低耗、节能和提高劳动生产率。例如，一家钢厂利用计算机控制炉温，生产一吨钢节省10000千卡热量；一家铝厂利用微机控制电解槽，生产一吨铝节电200度；一家纺织厂利用计算机监控织布机，提高工效2%—5%。

　　电子计算机是实现管理现代化的主要技术手段。我国是一个13亿人口的大国，每年信息总量达到万亿位、十万亿位、百万亿位，国民经济各部门周转的信息相当于几千万页书，编制国民经济计划要对几十位长的数据做上亿亿次运算，离开计算机是不行的。我国的计划统计部门已经把计算机用到农业、工业、财贸、劳资、物价等项的月报、季报和年报方面，既迅速又准确。比如说，全国工业月报，每月5日下午6时，千百种产品生产计划完成情况的数据报齐，当晚10时，电子计算机就完成了全部运算，提供出月计划完成情况分析，与去年同期、今年前期比较结果。

　　电子计算机是交通运输、货物调拨的优秀调度员、调拨员。我国铁路运输部门使用计算机编制出最优秀调运方案，节省了大量运输费用。例如，铁路运输部门对铁矿石369万吨实施最优调运方案，一年减少12亿吨公里的运输量，节省费用1164万元。全国铁路运输的计算机网实时调度指挥，提高车辆周转率，节省千万辆货车，每年多运亿万吨。

　　上面的实例告诉我们：电子计算机是非常有用的。没有计算机，就没有现代化。

　　电子计算机在许多领域里都扮演着重要角色，真是神机妙算赛诸葛。

　　我国某大型水坝曾发现裂缝，有关方面分析认为是地震造成的，用电子计算机对大坝进行了计算分析，认为还存在另一条未发现的裂缝，按计算机算出的位置去查找，果然找到了这条裂缝。

　　我国中央气象计算中心进行气象情报及时处理，提高了气象预报的准确性。一次，提前两天预报四川暴雨量及黄河、长江的洪峰，为防洪抢险、减轻灾害损失做出了贡献。

　　在国外，一次，在勘察加半岛附近，一艘驳船连人带船卷进了海洋。人们利用飞机、直升飞机、轮船去寻找，结果什么也没有找到；后来利用电子计算机根据风速和海水流速，正确地算出驳船在离港口几百公里远处，到那里一找，果然找到了。

　　电子计算机确实神通广大。美国的巡航导弹命中目标的精度很高，它实际上就是一架带小型电子计算机的无人驾驶飞机。这种导弹可以在超低空飞行，可以擦着树梢飞行，途中能随着地形高低而起伏飞行，几乎完全不会被雷达发现。原来，导弹身上的电子计算机是个储藏着一路上地形等高数据的“地图”，导弹在飞行途中如果发生偏差，导航系统就按照电子计算机“地图”给予校正，导弹能立即回到正确的航道上来。

　　“神”机的来龙去脉如何？

　　说来话长，电子计算机经过30年多的发展，已经经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路四代，现在，进入超大规模集成电路第五代。

　　1945年，人类历史上第一台电子计算机问世。这位时代的骄子的名字叫埃尼阿克。它的运算速度为每秒5000次，比以往的计算机运算速度快1000倍。不过，它是个庞然大物，使用了18000只电子管，体重达30多吨，占地面积有6间房子那么大。1949年，第一台存储程序电子计算机在英国剑桥大学投入运行。20世纪50年代初期，电子计算机进入批量生产。第一代电子计算机是计算工具革命性发展的开端，它所采用的二进位制和程序存储奠定了现代电子计算机技术基础。

　　晶体管的工业生产，带来了第二代电子计算机。1956年，第一台军用小型晶体管计算机诞生，两年后，晶体管计算机进入批量生产。

　　集成电路的出现，带来了第三代电子计算机。1964年，著名的IBM公司生产出混合集成电路计算机IBM-300系列机。于是，小型电子计算机面世，适应性广，价格较低，使用方便可靠，很快得到推广应用。

　　20世纪70年代以来，集成电路发展到大规模集成电路阶段，因而催开了电子计算机一代新葩。1975年，美国、日本先后生产出全大规模集成电路的第四代电子计算机。集成电路，一块指甲那么大的芯片上集成几千个至几十万个元件，使计算机体积大大地缩小，耗电进一步降低，可靠性更加有保证，因而产生了微型计算机和微处理机，还制成了每秒数亿次的高速度大容量的巨型计算机。

　　20世纪80年代以来，美国、日本竞相研制第五代电子计算机。1982年4月，日本成立了第五代电子计算机开发机构，拟定了一项为期10年的国家科研计划。次年，美国作为对日本研制大容量计算机的回答，制定了一项为期6年的研制“人工智能”计算机的宏大计划。日本的第五代计算机发展目标是，运算速度达到一秒运算数十亿次，并且容量巨大，庞大的信息库存储有日本语、外国语，具有声音、图像和画面的识别装置。

　　从这里可以看出，第五代电子计算机是超大规模集成电路、人工智能、软件工程、新型计算机系列的综合产物。主要特点是智能化程度显著提高，能够识别声音和图像，具有学习和推理的功能。人们可以不必编制程序，只要发出命令、写出方程式或提出某种要求，计算机就能自动完成所需要的程序，并提供出结果来。

　　近些年来，电子计算机向着巨型、微型、网络、智能模拟几个方面发展。

　　巨型电子计算机，是指它运算速度越来越快，存储容量越来越大，如目前在科学研究和设计方面用的每秒运算数亿次、数十亿次的巨型机。

　　微型电子计算机，是指它体积大大缩小。导弹上用的微型机只有纽扣那么大。一般的微型机运算速度也不低，每秒10万次，比第一台占几间房子的电子管计算机速度高20倍，而成本却低1万倍。千千万万台微型电子计算机的应用，其意义可以与19世纪蒸气机的发明和应用相比。微型机甚至渗透到电话机、照相机、摄像机、电视机、光盘机、缝纫机、洗衣机等日常生活用品中来，如便携式数码摄像机带在身边，走到啊哪里都可以做照相记录；便携式电话机（俗称手机）带在身边，走到哪里都可以打电话。

　　电子计算机网络——互联网，是指把分散在各地的许许多多台计算机联结起来，就像电话通信系统那样，在各个用户单位或家庭都有自己的终端设备。人们可以利用自己的终端计算机，向几千公里外的图书馆查阅资料，查阅几种文字的上千种杂志的数万篇文献，只用十分钟就可以完成。关于互联网，下面还要详细介绍。

　　智能模拟，是计算机发展的高级阶段，就是让计算机模仿我们人的智能，比如叫它识别文字、图形、声音，叫它说话、回答问题等。智能机器人如今已成为现实。它能“看到”障碍物，会绕道避开障碍物前进，而且走通一次，就能记住道路。它能“看懂”装配图，然后从传输带上选取所需要的零件，并且按照装配图来进行机器装配。未来的智能计算机还会更加“神”得多呢！