21世纪的电脑
计算机至今已走过了五十多个春秋，发展速度之快，是现代科学技术史上少有的。然而，今天的计算机仍有许多不尽人意的地方。
计算机的计算速度对于解决某些问题来说仍显得很慢，例如，长期天气预报、全球环境模拟、地震预测、等离子体核聚变研究等问题，使用现在的计算机还是有些不足。
目前，计算机只能严格地按人所设定的程序来工作，因而不善于解决，也无法从根本上真正解决一些智能问题，如语言识别、图像识别、专家系统等问题，这是因为人们无法把自己的认识翻译成严密的机器指令。
除此之外，电脑的“细胞”——集成电路也不可能无止境的发展下去。
人无远虑，必有近忧。科学家在电脑技术如日中天的今天，也开始开辟新的途径，研究开发新一代的电脑。
专家认为，首先登场的将是超级电脑。这是指能够进行高速、超大规模计算的一类电脑，又叫做大规模并行计算机，运算速度高达每秒成百上千亿次操作。
在计算机科学中，运算速度通常以每秒执行多少次浮点运算来表达，1次浮点运算就是1次二进制数字的加减。每秒钟1万亿次浮点运算相当于这样一个概念：如果一个人以每秒钟作一次运算，那么，他需要花1万年时间不停地运算才相当于万亿次计算机1秒完成的计算量。奥秘在于超级电脑采用了“并行”处理结构，而个人电脑采用的是“串行”处理结构。在“串行”处理中，不管要处理的信息有多少，都要依次排队按部就班地进行处理。而在“并行”处理中，则是将信息分到各个部门去同时进行处理，用不着等前面的处理完以后再处理后来的信息。
显然，超级计算机在政治、经济、军事、科学等领域都有十分重要的地位。
最有前途的也许是光学计算机，使用光来代替现有电子计算机的线路设计。
光比起电信号来，具有更多的优越性。光学计算机的工作原理与电子计算机基本相同，不同的是信息的载体，由光取代了电子，光互连取代了电子导线互连，光学器件取代了电子器件，光运算取代了电运算。
光学器件的处理速度是电子器件极限速度的1000倍，并且能轻而易举地互连。光脑还具有与人脑相似的容错系统，系统中某一文件损坏或出错，也不会影响最终的计算结果。
1990年，美国贝尔实验室研制出世界上第一台通用光学计算机模型。它由一系列的激光器、光纤、光学开关组成，利用光学原理来处理、存储指令和数据，指令和数据以红外光脉冲方式在光纤中传输。
人工神经网络计算机前途看好。
我们知道，人脑神经系统是由数以十亿计的神经元相互连接而成的、极其复杂的信息处理网络，科学家认为它是处理复杂信息的最好结构。人工神经网络计算机就是模仿人脑神经系统的计算机，它同样是目前世界各国专家正在大力研究开发的下一代计算机。
人工神经网络计算机不仅能够高速处理信息，还能够像人一样具有学习功能和联想功能。现有的计算机的所有工作都是依靠人们预先给出的指令。从这一意义上说，它的能力还不如一个两三岁的幼儿。
人工神经网络计算机不一样，你只要反复把例题和答案输入，它便能自己学会解题的方法，这就是学习功能。
世界各国目前的研究主要集中在两个方面：一是通过在软件上下功夫，使通常的电子计算机也具有学习功能，可以用于生产控制；二是开发专门的神经芯片，通过硬件实现神经网络计算机的功能。
此外，还有一种生物计算机。它是利用遗传物质DNA来作为电脑的芯片，可以彻底实现现有的计算机所无法真正实现的模糊推理功能和神经网络功能。日本从20世纪80年代开始投入大量资金研究这个问题，但是一直进展不大。人们期待着在这一领域会有更大的突破。
人机交流：电脑的发展方向
电脑自从1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生以来，功能和形态都发生了巨大的变化：重量越来越轻，体积越来越小，功能却越来越完善。
电脑无论怎样发展，毕竟是一台机器。现在人们在使用电脑时只是单纯地给电脑输入指令，电脑执行指令并将结果显示在屏幕上，从本质上说这只能算是一种单向的交流。随着电脑芯片的发展，电脑已开始朝着人机交流的方向迈进了。
美国微软公司投入巨额资金研究具有识别和理解人的说话内容能力的计算机。比尔·盖茨预测，个人电脑在10年之内将不仅能够识别人的语言，而且能够像人与人彼此交谈时一样理解谈话的意思。这种新型的电脑将具有看、听和学习的能力。
人们早在二十多年前就提出了制造能够与人对话、识别人的语言的电脑。人们当时对于需要多久能够制造出这样的计算机过于乐观了，原因是以为只要解决声波的问题就可实现这种人机交流。
其实人的语言非常含糊，人们要根据常识和谈话的背景才知道谈话的内容。如果依据精确的判断的话，有可能听不懂朋友的谈话了。喝酒或感冒了都会改变一个人的声音，但人仍然能判断出这是哪位朋友在说话，这是因为大脑具有模糊判断的能力。电脑要达到这种水平还有一定的差距。电脑只有在对谈话具备学习能力后，才可能听懂人的谈话。
这里必须要提到我国的情况。个人电脑的普及在中国的一个障碍就是多数的中国用户往往会被复杂的用户界面弄得不知所措，有时甚至连人机之间的单向交流都不能实现。这一点，目前的Wind·ws操作系统不能完全解决问题。
汉字输入也是电脑与人之间交流的困难。五笔字型已经在中国得到推广，但愿意花时间去学习的人并不是很多。至于拼音输入，对于发音不太准或拼音基础不好的人来说也不容易。要想很容易地实现人机交流，看来还是要使电脑具有语音识别功能。目前，IBM公司开发出的语音输入软件，已经能够识别比较准确的普通话了。
语音识别技术可以使电脑变成一位可以与用户交谈的伙伴，只要对着话筒说几句话，电脑就会去执行指令，省去了那些进入层层界面的烦恼。看来，以后语音输入势必要取代键盘和鼠标，成为用户与电脑交流的又一种方式。
然而，仅仅实现了人机之间的交谈是远远不够的，要想真正实现人机交流，还必须使电脑能够思维，如同人一样能进行逻辑思考，对事物能做出自己的判断。
人们设想，电脑不但要有理智，还应该具备情感，不但有喜怒哀乐，还要有烦躁、苦闷，能与人心有灵犀。这样的电脑才有可能与用户共患难，相互体谅，相互安慰。这需要电脑有强大的功能来支撑这些行动。这一切都取决于芯片技术的发展。
看来，必须要有会进行模糊运算的芯片。过去的芯片容量小，工作方式也很简单，只会在“0”和“1”两种状态，即在“是”和“否”里兜圈子。这种芯片技术只能使电脑有简单的逻辑思维功能。现在正在研究的生物芯片将彻底改变以往的芯片工作方式。人们期望经过特殊处理的芯片将真正使电脑具有情感和像人一样的思维能力。
人机交流是电脑未来的发展方向，虽然技术还不是很完备，而且都处于试验阶段，但我们有充分的理由相信，在2l世纪初期，电脑将能成功地实现较为完全意义上的人机交流。
电脑越来越聪明
据科学家推断，现在的人脑容量与几百万年以前的人脑容量相当，也就是说，在这几百万年的时间里，人脑的变化不大。电脑则在短短的几百年甚至几十年间发生了翻天覆地的变化。电脑的“进化”速度，与人脑进化的速度相比，真可谓是狂飙突进。
让我们先来看一看电脑孕育、诞生及成长简史。
1642年，法国人帕斯卡制造了人类第一台机械式计算机——加法机。
与此同时，古代中国流行的计数器——算盘早已被成千上万个店铺使用。
在西方，德国的莱布尼茨最早提出了二进制运算法则，并于1674年发明了乘法机。
与电脑里的人工生命对话，或许会成为未来人们交际的一个方面进入20世纪，美国现代国防商用机器公司（IBM）创始人赫尔曼·赫里特发明的机电式制表机，采用了机电式的自动计数装置。这标志着人类开始朝着机器计数的方向迈进。
这一进程在20世纪30年代取得了突破。德国的朱斯研制成功著名的Z系列计算机，其中Z-3型计算机是第一台采用电磁继电器进行程序控制的通用自动计算机。
1944年制造的“马克I号”大型计算机是一种完全机电式的计算机，一共使用了三千多个继电器代替前轮转动的机械结构，并采用十进制。
5年之后，“马克Ⅲ”号大型计算机由美国的艾肯研制成功。它首先使用了磁鼓作为存储器。
1946年，在美国宾夕法尼亚大学的实验室里，诞生了人类第一台电子计算机——“埃尼阿克”（ENIAC）。它体积庞大，十分笨重，但身手却异常敏捷，运算速度超过了以往任何形式的计算机。这台电子计算机总共用了1800个电子管。
同一时期，“现代电子计算机之父”的冯·诺伊曼改变了使用十进制的做法，提出在计算机中应用存储程序和采用二进制系统。
20世纪50年代，美国IBM公司生产的IBM704型计算机是第一代全部采用电子管的计算机。1959年，该公司生产出一种全部采用晶体管的电子计算——IBM7090。
5年之后，世界第一台采用集成电路可通用的计算机IBM360系统研制成功。
1976年，“苹果”公司开始推出自己设计的电脑，这为微型电脑走进千家万户开了先河。
现在，第六代电子计算机开始采用神经集成电路模仿人脑的神经细胞结构。新型的DNA电脑正在开发之中，经过特殊培养后制成的生物芯片可作为一种新型高速计算机的集成电路。
计算机病毒
从1989年开始，计算机病毒登陆中国。1989年下半年的一天，全国统计系统有数十台计算机上万片软盘遭到了一种称为“小球”的病毒的攻击，并且很快在全国各地蔓延，使统计系统的正常工作系统陷入混乱。几个月后，金融系统、科研单位、工矿企业、政府机构也相继发生计算机病毒侵害事件，发现的计算机病毒达数十种之多。从此，计算机病毒的蔓延愈演愈烈。
计算机病毒是什么？
计算机病毒实际上是人为设计的一种计算机程序或一个指令，小的只有20条计算机语句，大的则达上万条计算机语句。它们与正常程序一样，都是由人设计编制的。病毒始作者的目的不尽相同，有的纯属于恶作剧，例如有一种专门用于阻止人们在下午5点钟加班的音乐病毒，就是由美国康奈尔大学的一名叫莫里斯的学生为了炫耀其“聪明才智”而设计的。还有的则是为了保护自己软件的版权，如“巴基斯坦”病毒。不过。现在这种行为已经被完全禁止了。
世界上已发现的计算机病毒很难确切地计数，变形病毒更是无法统计。病毒在发作时以独特形态表现出来，千奇百怪。计算机病毒的危害也越来越触目惊心。
由于现在各行各业都使用计算机网络来进行管理，病毒可以造成的危害也就十分触目惊心。它能使交通瘫痪、银行金融系统遭到破坏、工厂企业生产停滞、政府行政机构秩序紊乱、卫星导弹失控、列车晚点、海船迷航……计算机病毒对人类社会构成了巨大危险和威胁。国际上一些国家将计算机病毒与核、化学、生物武器一并列为21世纪人类社会最恐怖的杀手。
计算机病毒最可怕的地方是能够“传染”。病毒一旦进入计算机，便开始进行自我复制，并且不知疲倦地将病毒传染给进入该机的磁盘，传染给联网的机器，这样就能够在很短的时间里大范围地扩散。计算机病毒还有一个特性是潜伏性。只有当特定的条件具备时，才显露出“庐山真面目”，开始对计算机进行攻击。
已经发现的计算机病毒主要可以分为两大类：系统引导型和文件型。
引导型病毒是通过计算机引导程序来传播和攻击的一类病毒。一般来讲，当微机启动时，病毒程序抢先一步进入内存潜伏下来，一旦发现插入新磁盘，便开始传播和感染。
文件型病毒常常依附在可执行文件的头部或尾部。当它留驻内存后，只要计算机运行其他健康文件，就抢先将自身复制到健康文件的头部或尾部去。一旦时机成熟，就会将文件破坏。
