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第六代計算機
鎖定
第六代計算機，又稱為生物計算機，其主要原材料是藉助生物工程技術（特別是蛋白質工程）生產的蛋白質分子，以它作為生物集成電路――生物芯片。在生物芯片中，信息以波的形式傳遞。當波沿着蛋白質分子鏈傳播時，會引起蛋白質分子鏈子單鍵、雙鍵結構順序的改變。它的功能模仿人的大腦判斷能力和適應能力，並具有可並行處理多種數據功能的神經網絡計算機。與以邏輯處理為主的第五代計算機不同，它本身可以判斷對象的性質與狀態，並能採取相應的行動，而且它可同時並行處理實時變化的大量數據，並引出結論。以往的信息處理系統只能處理條理清晰、經絡分明的數據。而人的大腦活動具有能處理零碎、含糊不清信息的靈活性，第六代電子計算機將類似人腦的智慧和靈活性。
- 中文名
- 第六代計算機
- 外文名
- Sixth generation computer
- 別 名
- 生物計算機
- 功 能
- 模仿人的大腦判斷能力和適應能力
- 作 用
- 相當於一台微型電腦
目錄
第六代計算機從第一代到第六代計算機
計算機從20世紀40年代誕生至今，已有50多年了。隨着數字科技的革新，計算機差不多每10年就更新換代一次。
第一代：電子管計算機
1946年，世界上第一台電子數字積分式計算機――埃尼阿克（ENIAC）在美國賓夕法尼亞大學莫爾學院誕生。ENIAC猶如一個龐然大物，它重達30噸，佔地170m2，內裝18000個電子管，但其運算速度比當時最好的機電式計算機快1000倍。
電子管計算機採用磁鼓作存儲器。磁鼓是一種磁記錄設備，它是一種高速運轉的鼓形圓筒，表面塗有磁性材料，根據每一點的磁化方向來確定該點的信息。第一代計算機由於採用電子管，因而體積大、耗電多、運算速度較低、故障率較高而且價格極貴。本階段，計算機軟件尚處於初始發展期，符號語言已經出現並被使用，主要用於科學計算方面。
第二代：晶體管計算機
第二代計算機的主要邏輯部件採用晶體管，內存儲器主要採用磁芯，外存儲器主要採用磁盤，輸入和輸出方面有了很大的改進，價格大幅下降。在程序設計發明，研製出了一些通用的算法和語言，其中影響最大的是FORTRAN語言。ALGOL和COBOL語言隨後也相繼出現，操作系統的雛形開始形成。
第三代：集成電路計算機
第三代計算機用集成電路作為邏輯元件，使用範圍更廣，尤其是一些小型計算機在程序設計技術方面形成了三個獨立的系統：操作系統、編譯系統和應用程序，總稱為軟件。值得一提的是，操作系統中“多道程序”和“分時系統”等概念的提出，結合計算機終端設備的廣泛使用，使得用户可以在自己的辦公室或家中使用遠程計算機。
第四代：大規模集成電路計算機
1971年發佈的Intel 4004，是微處理器（CPU）的開端，也是大規模集成電路發展的一大成果。4004用大規模集成電路把運算器和控制器做在一塊芯片上，雖然字長只有4位，且功能很弱，但它是第四代計算機在微型機方面的先鋒。
1972～1973年，8位微處理器相繼問世，最先出現的是Intel 8008。儘管它的性能還不完善，但展示了無限的生命力，驅使眾多廠家投入競爭，使微處理器得到了蓬勃的發展。後來出現了Intel 8080、MOTOROLA 6800和Zilog公司的Z－80。
1978年以後， 16位微處理器相繼出現，微型計算機達到一個新的高峯，典型的代表有Intel 8086、Zilog公司的Z－8000和MOTOROLA公司的MC68000。
Intel公司不斷推進着微處理器的革新。緊隨8086之後，又研製成功了80286、80386、80486、奔騰（Pentium）、奔騰二代（PentiumⅡ）和奔騰三代（PentiumⅢ）。個人電腦（PC）不斷更新換代，日益深入人心。
第五代：智能計算機
1981年，在日本東京召開了第五代計算機研討會，隨後制訂出研製第五代計算機的長期計劃。第五代計算機的系統設計中考慮了編制知識庫管理軟件和推理機，機器本身能根據存儲的知識進行判斷和推理。同時，多媒體技術得到廣泛應用，使人們能用語音、圖像、視頻等更自然的方式與計算機進行信息交互。
第六代：生物計算機
半導體硅晶片的電路密集，散熱問題難以徹底解決，影響了計算機性能的進一步發揮與突破。研究人員發現，脱氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結構能容納巨量信息，其存儲量相當於半導體芯片的數百萬倍。一個蛋白質分子就是存儲體，而且阻抗低、能耗小、發熱量極低。
基於此，利用蛋白質分子製造出基因芯片，研製生物計算機（也稱分子計算機、基因計算機），已成為當今計算機技術的最前沿。生物計算機比硅晶片計算機在速度、性能上有質的飛躍，被視為極具發展潛力的“第六代計算機”。
因此，當一列波傳播到分子鏈的某一部位時，它們就像硅集成電路中的載流子（電流的載體叫做載流子）那樣傳遞信息。由於蛋白質分子比硅芯片上的電子元件要小得多，彼此相距很近很近，因此，生物元件可小到幾十億分之一米，元件的密集度可達每平方釐米10~100萬億個，甚至1000萬億個門電路。
第六代計算機電子計算機進入第六代—神經電腦
人腦有140億神經元都與數千個神經元交叉相聯，它的作用都相當於一台微型電腦。人腦總體運行速度相當於每秒1000萬億次的電腦功能。用許多微處理機模仿人腦的神經元結構，採用大量的並行分佈式網絡就構成了神經電腦。神經電腦除有許多處理器外，還有類似神經的節點，每個節點與許多點相連。若把每一步運算分配給每台微處理器，它們同時運算，其信息處理速度和智能會大大提高。
神經電子計算機的信息不是存在存儲器中，而是存儲在神經元之間的聯絡網中。若有節點斷裂，電腦仍有重建資料的能力，它還具有聯想記憶、視覺和聲音識別能力。日本科學家已開發出神經電子計算機用的大規模集成電路芯片，在1.5平方釐米的硅片上可設置400個神經元和40000個神經鍵，這種芯片能實現每秒2億次的運算速度。1990年，日本理光公司宣佈研製出一種具有學習功能的大規模集成電路“神經LST”。這是依照人腦的神經細胞研製成功的一種芯片，它處理信息的速度為每秒90億次。富士通研究所開發的神經電子計算機，每秒更新數據速度近千億次。日本電氣公司推出一種神經網絡聲音識別系統，能夠識別出任何人的聲音，正確率達99.8%。美國研究出由左腦和右腦兩個神經塊連接而成的神經電子計算機。右腦為經驗功能部分，有1萬多個神經元，適於圖像識別；左腦為識別功能部分，含有100萬個神經元，用於存儲單詞和語法規則。紐約、邁阿密和倫敦的飛機場已經用神經電腦來檢查爆炸物，每小時可查600-700件行李，檢出率為95%，誤差率為2%。神經電子計算機將會廣泛應用於各領域。它能識別文字、符號、圖形、語言以及聲納和雷達收到的信號，判讀支票，對市場進行估計，分析新產品，進行醫學診斷，控制智能機器人，實現汽車和飛行器的自動駕駛，發現、識別軍事目標，進行智能指揮等。
