1、計算機技術及通信技術的發展趨勢與應用專業：電子信息工程班級：學號：姓名：多一. 計算機技術的發展趨勢與應用從世界上第一臺計算機出現開始，時至今日，計算機技術經過很長一段時間的發展，現在的計算機在外形和核心技術方面都有了很大的創新。各種Pc機不斷問世，在很大程度滿足的不同人群的需要。特別是最近一百年來，由于世界范圍內的信息技術的飛躍式發展，計算機技術業已被應用于人類生活中的各個領域。 計算機的出現和發展為人類的生存和生活提供的極大的便利，成為人類生產生活中必不可少的工具。但是，從科學探索的無止境的意義上來說，盡管現有的計算機技術已經有了很大的發展，但是，仍不能跟上時代發展的步伐，還需要進行不斷的

2、創新。也唯有的不斷的創新，才能夠滿足人類發展的需要。因此，未來的計算機技術的發展必將建立在速度更高化、體積更小化、核心技術智能化以及綜合性能平行處理立體化發展的基礎之上。“智能化”也勢必成為未來計算機發展的主要方向。“智能”代表著一定的自組織能力，具有一定的思維能力，一定的感知能力以及相當豐富的自主的自然語言能力。未來的計算機技術的發展的主要目標就是要減少人機之問的溝通的障礙，將人與計算機之間的交互性作為設計、發明的首要要求，進而拉近人機之間的時空距離。1.計算機技術的現狀與發展前景。計算機技術的發展主要有以下4個特點：1.1多極化如今，個人計算機已席卷全球，但由于計算機應用的不斷深入，對巨型

3、機、大型機的需求也穩步增長，巨型、大型、小型、微型機各有自己的應用領域，形成了一種多極化的形勢。如巨型計算機主要應用于天文、氣象、地質、核反應、航天飛機和衛星軌道計算等尖端科學技術領域和國防事業領域，它標志一個國家計算機技術的發展水平。目前運算速度為每秒幾百億次到上萬億次的巨型計算機已經投入運行，并正在研制更高速的巨型機。1.2智能化智能化使計算機具有模擬人的感覺和思維過程的能力，使計算機成為智能計算機。這也是目前正在研制的新一代計算機要實現的目標。智能化的研究包括模式識別、圖像識別、自然語言的生成和理解、博弈、定理自動證明、自動程序設計、專家系統、學習系統和智能機器人等。目前，已研制出多種具

4、有人的部分智能的機器人。1.3網絡化網絡化是計算機發展的又一個重要趨勢。從單機走向聯網是計算機應用發展的必然結果。所謂計算機網絡化，是指用現代通信技術和計算機技術把分布在不同地點的計算機互聯起來，組成一個規模大、功能強、可以互相通信的網絡結構。網絡化的目的是使網絡中的軟件、硬件和數據等資源能被網絡上的用戶共享。目前，大到世界范圍的通信網，小到實驗室內部的局域網已經很普及，因特網（Internet）已經連接包括我國在內的150多個國家和地區。由于計算機網絡實現了多種資源的共享和處理，提高了資源的使用效率，因而深受廣大用戶的歡迎，得到了越來越廣泛的應用。1.4多媒體化多媒體計算機是當前計算機領域中

5、最引人注目的高新技術之一。多媒體計算機就是利用計算機技術、通信技術和大眾傳播技術，來綜合處理多種媒體信息的計算機。這些信息包括文本、視頻圖像、圖形、聲音、文字等。多媒體技術使多種信息建立了有機聯系，并集成為一個具有人機交互性的系統。多媒體計算機將真正改善人機界面，使計算機朝著人類接受和處理信息的最自然的方式發展。計算機技術的發展方向概括地說, 計算機技術主要朝著三個方向發展。一是向“高”的方向。性能越來越高，速度越來越快，主要表現在計算機的主頻越來越高。Inter 公司預計在2010年推出集成10億以上個晶體管的微處理器,一個計算機中可能不只用一個處理器，而是用幾百個幾千個處理器，這就是所謂并

6、行處理，目前世界上性能最高的通用計算機已采用上萬臺計算機并行。專用計算機的并行程度比通用機更高，并行計算機的關鍵技術是如何高效率地把大量計算機互相連接起來，即各處理機之間的高速通信，以及如何有效地管理成千上萬臺計算機使之協調工作，這就是并行計算機的系統軟件操作系統的功能。另一個方向就是向“廣”度方向發展，計算機發展的趨勢無處不在，以至于像“沒有計算機一樣”。近年來更明顯的趨勢是網絡化與向各個領域的滲透，即在廣度上的發展開拓。國外稱這種趨勢為普適計算或叫無處不在的計算。未來計算機也會像現在的馬達一樣，存在于家中的各種電器中，那時問你家里有多少計算機，你也數不清，你的筆記本，書籍都已電子化。再過十

7、幾、二十幾年，可能學生們上課用的不再是教科書，而只是一個筆記本大小的計算機，不同的學生可以根據自己的需要方便地從中查到想要的資料。所以有人預言未來計算機可能像紙張一樣便宜，可以一次性使用，計算機將成為不被人注意的最常用的日用品。第三個方向是向“深”度方向發展，即向信息的智能化發展。網上有大量的信息，怎樣把這些浩如煙海的東西變成你想要的知識，這是計算科學的重要課題，同時人機界面更加友好。計算機將具備更多的智能成分，它將具有多種感知能力、一定的思考能力，未來你可以用你的自然語言與計算機打交道，也可以用手寫的文字打交道，甚至可以用你的表情、手勢來與計算機溝通，使人機交流更加方便快捷。讓人能產生身臨其

8、境感覺的各種交互設備已經出現，虛擬現實技術是這一領域發展的集中體現。信息的永久存儲也將成為現實，千年存儲器正在研制中。2計算機技術的應用目前，世界各國都在對新型的計算機技術進行重點研究，經過長時間的探索發現，人類已經掌握并且研制了一批新型的適合本時代發展的計算機，新型計算機技術關注著人類生活的諸多領域，針對不同的應用領域主要有光子計算機、納米計算機、量子計算機和生物計算機等等。21光子計算機傳統計算機所使用的信息傳導粒子是電子，因此，光子計算機的創新之處就是以光子代替電子，將光子作為計算機的傳導粒子將傳統的導線連接創新為光互連接，傳統的計算機硬件也將被光硬件設備取代。在運算形式上，光子計算機與

9、傳統的電子計算機相比。光子計算機能夠在并行度及運行速度上得到飛躍式提高。光子導線面積能夠將傳統的電子導線面積進行飛躍式的突破，正如一篇科技報告中提的。一枚直徑為5厘米的棱鏡，它的通過能力可以超過全世界現有的電話電纜許多倍”。因此。光子計算機的通訊量也是傳統計算機望塵莫及的、此外，光子計算機還具有十分強大的糾錯特性，能夠確保當某一計算機出現問題時，其他的計算機能夠繼續安全運行，從而在一定程度上保護的計算機是計算結果的正確程度。22納米計算機“納米”原本是一個非常微小的難以計量的計量單位，是相對于匿米、微米而言的。在正常情況下，1納米可約略等于-9lO米，這樣的半徑是氫原子半徑的20倍左右。將這樣

10、“微小的”技術應用計算機領域能夠大大增加計算機芯片的體積，從而使整個計算機體積有所改觀。在能源的消耗方面，納米技術具有十分明顯的優勢。納米計算機技術使電腦耗材的使用量大大減少，提高了相關硬件的使用年限。在元件性能方面，納米計算機不會由于耗材的使用量減少而減弱，相反還會大為增強。因此在諸多新興計算機當中，納米計算機可以說是最先進。高效的未來計算機發展的雛形。23量子計算機量子計算機是建立在量子理論之上的新型計算機，主要是利用鏈狀分子的特性對計算機系統的開關設置進行狀態方面的描述，同時通過脈沖技術對鏈狀分子的狀態進行適當的改變，量子計算機也隨著分子聚合物的不斷聚合而運行。就當下的研究狀況來看，量子

11、計算機在20年之內年就能夠被應用到人類的工作及生活當中。2. 4生物計算機生物計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。計算機的轉換開關由酶來充當，而程序則在酶合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。與傳統計算機相比，DNA計算機真正的優勢在于它可以同時對整個分子庫里的所有分子進行處理，而不必按照次序一個一個地分析所有可能的答案，也就是說它具有很強的并行計算能力。DNA計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。但與傳統運算方法相比，他們研究的課題還處于剛剛起步的階段，而且對于許多應用領域來說，硅材料制成的微芯片總是會略勝一籌。二通信技術的發展趨勢與應用1

12、. 通信技術的現狀與發展趨勢通信技術是信息技術中極重要的組成部分。從廣義說，各種信息的傳遞均可稱之為通信。但由于現代信息的內容極為廣泛，因而人們并不把所有信息傳遞納入通信的范圍。通常只把語音、文字、數據、圖像等信息的傳遞和傳播稱為通信。面向公眾的單向通信，如紙、廣播、電視便不包括在內。但這種單向傳播方式，由于通信技術的發展，也在發生變化。現代通信技術的主要內容及發展方向，是以光纖通信為主體調衛星通信、無線電通信為輔助的寬帶化、綜合化（又稱數字化）、個人化、智能化的通信網絡技術。（1）寬帶化 寬帶化是指通信系統能傳輸的頻率范圍越寬越好，即每單位時間內傳輸的信息越多越好。由于通信干線已經或正在向數

13、字化轉變，寬帶化實際是指通信線路能夠傳輸的數字信號的比特率越高越好（一個二進制位即“0”或“1”信號，稱為1比特。數字通信中用比特率表示傳送二進制數字信號的速率。） 而要傳輸極寬頻帶的信號，非光纖莫屬。據計算，人類有史以來積累起來的知識，在一條單模光纖里，用35分鐘即可傳畢。1966年高錕博士建議用帶色層的玻璃絲，即光纖，作通信傳輸線。這一建議很快得以實現。20多年來，光纖通信發展異常迅速。據統計，到1991年底為止，全球已鋪設光纜達563萬公里，估計到1995年，鋪設光纜總長度可達1100萬公里。 光纖傳輸光信號的優點是：傳輸頻帶寬，通信容量大：傳輸損耗小，中繼距離長；抗電磁干擾性能好；保密

14、性好，元串音干擾；體積小，重量輕。光纖通信技術發展的總趨勢是：不斷提高傳輸速率和增長無中繼距離；從點對點的光纖通信發展到光纖網；采用新技術，其中最重要的是光纖放大器和光電集成及光集成。（2）綜合化（或數字化） 綜合就是把各種業務和各種網絡綜合起來，業務種類繁多，有視頻、語音和數據業務。把這些業務數字化后，通信設備易于集成化和大規模生產，在技術上便于與微處理器進行處理和用軟件進行控制和管理。 1988年，國際上已一致認為，未來世界網絡的發展方向是寬帶綜合業務數字網，并且在1990年制定出第一批寬帶綜合業務數字網的國際標準，預計1994年可完成有關的全部標準，而在1995年前達到實用化。（3）個人

15、化 個人化即通信可以達到“每個人在任何時間和任何地點與任何其它人通信”。每個人將有一個識別號，而不是每一個終端設備（如現在的電話、傳真機等）有一個號碼。現在的通信，如撥電話、發傳真，只是撥向某一設備（話機、傳真機等），而不是撥向某人。如果被叫的人外出或到遠方去，則不能與該人通話。儷未來的通信只需撥該人的識別號，不論該人在何處，均可撥至該人并與之通信（使用哪一個終端決定于他所持有的或歸其暫時使用的設備）。要達到個人化。需有相應終端和高智能化的網絡，現尚處在初級研究階段。（4）智能化 餐能化就是要建立先進的智能網。一般說來，智能網是能夠靈活方便地開設和提供新業務的網絡。它是隱藏在現存通信網里的一個

16、網，而不是脫離現有的通信網而另建一個獨的“智能網”，而只是在已有的通信網中增加一些功能單元。 在沒有智能網時，如果用戶需要增加新的業務或改變業務種類時，必須告訴電信局，電信局一般都需要改造一些通信設備，費錢費時，用戶難以接受。有了智能網，這些都很容易辦到，只要在系統中增加一個或幾個模塊即可，所花費的時間可能只要幾分鐘。當網絡提供的某種服務因故障中斷時，智能網可以自動診斷故障和恢復原來的服務。 上述四個方面是互相聯系的，沒有數字化，寬帶化、智能化和個人化都難以實現；沒有寬帶綜合業務數字網，也就很難實現智能化和個人化。通信技術的“四化”實際上就是彼廣為宣傳的“信息高速公路”的具體技術內容。 現代通

17、信與傳統通信最重要的區別是：在現代通信中，通信技術與計算機技術是緊密結合的。要實現上述四化，必須開發許多領域的技術，如微電子技術（超大規模集成電路）、新的電子器件、。高性能的微處理機、新傳輸媒體（如光纖、更高波段的電磁波）、新交換技術等。從國外通信技術的發展看，大約從70年代開始，通信即進入了現代通信的新時代。目前，各項通信技術的發展正處在方興未艾之中。計算機技術、通信技術主要是指信息處理技術和信息傳輸技術，傳感技術則是信息獲取技術。人們一般是通過耳聽目視獲得幾乎全部信息的。因此，擴大耳聽目視的自然范圍，克服空間、時間及人體器官的有限響應，如波長、靈敏度、信息量的局限等，成為信息獲取技術的重要

18、發展方向。為了望遠，人們發明了光學望遠鏡、射電天文望遠鏡；為了觀微，人們發明了光子、電子、離子顯微鏡；為了觀內，人們發明了調光、超聲波、，微波、核磁共振成像技術；為了觀大，人們發明了飛機與衛星的各種波段的航空航天遙感。這一切都大大擴充了視聽的范圍。2. 通信技術的發展方向現代通信系統主要是朝著寬頻帶、大容量、遠距離、多用戶、高保密性、高效率、高可靠性、高靈活性的數字化、智能化、綜合化的方向發展。具體而言：1）數字通信系統是一個必然趨勢，尤其是大容量的數字微波中繼通信系統將成為近年來干線通信系統的發展方向。2）衛星通信系統可以實現多址通信，它是最理想的通信手段。而數字衛星通信系統將是今后衛星通信

19、系統的重要發展方向,其主要技術發展和應用方向有：衛星電視直播成為衛星應用產業的支柱產業衛星通信網與互聯網和陸基電信網的相互融合正在擴展衛星通信的新領域。衛星互聯網內容傳送和寬帶接入服務等數據傳遞業務成為推動市場繁榮的新動力，使衛星通信應用向綜合化方向發展。衛星數字音頻廣播是即將崛起的新興產業。衛星寬帶數據接入將出現重大發展，政府和企業市場是主體。靜止軌道頻段衛星將得到發展，與混合網絡是近期成功的關鍵。全球衛星移動通信目前正在恢復活力。3）由于信息量的不斷膨脹，尤其是信息源的種類不斷增加，這就要求寬頻帶、大容量，而光纖的頻帶極寬，一根頭發絲那樣細的光纖可以同時傳輸十億路電話或1千萬套TV，這決不

20、是只能傳輸幾百路電話而用很粗的電纜所能比擬的，且成本低可以節省大量寶貴的金屬，因此，光纖通信系統將用于未來的干線通信和多種有線通信這是必然的發展趨勢。以高速光傳輸技術、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心，并面向IP互聯網應用的光波技術已構成了今天的光纖通信研究熱點，在未來的一段時間里，人們將繼續研究和建設各種先進的光網絡，并在驗證有關新概念和新方案的同時，對下一代光傳送網的關鍵技術進行更全面、更深入地研究。從技術發展趨勢角度來看， WDM技術將朝著更多的信道數、更高的信道速率和更密的信道間隔的方向發展。從應用角度看，光網絡則朝著面向 IP互聯網、能融入更多業務、能進行靈活的資源配置和生存性更強的方向發展，尤其是為了與近期需求相適應，光通信技術在基本實現了超高速、長距離、大容量的傳送功能的基礎上，將朝著智能化的傳送功能發展。4）由于移動通信具有靈活性、機動性，又可以實現多址及便于組網，故移動通信系統尤其是數字移動通信系統，其主要發