书城童书《电脑知识篇》(下)
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第17章 未知的世界(5)

美国麻省理工学院与英国牛津大学是量子电脑研究的先驱,IBM与惠普电脑公司也不落人后。对量子电脑的惊人性能感到担忧的美国政府,更是在洛斯阿拉莫斯国家实验室,不计成本地设立了量子电脑研究基地。

要让原子乖乖地为人类服务这个难题,无论是在理论上,坯是在实践上,都对科学家发出了严峻挑战。因为量子世界是个超乎常理的环境,我们可能永远也猜不出它的“谜底”。

量子电脑也有很多匪夷所思的地方,它能够设想无限多个宇宙并列的场面,并由此“算出”可能出现的各种情况。而这意味着,不同的人在不同的时间,通过量子电脑计算得到的,很可能是不同的答案。

量子电脑专家班奈特说,量子电脑的基础,恰恰就是这些怪异的观念。因此,单是创造一个类似量子世界的环境,让原子照常进行计算并提供答案,就足以让科学家伤透脑筋。也许还要好几十年,量子电脑才会出现在我们的书桌上。

其实科学家早已注意到,原子是个天然的计算机。它会旋转,而且很有规律,方向不是朝上就是朝下,这正好与数字科技的“0”与“1”吻合。但原子有一个怪异的特性:一个原子,可以在同一时间向上并向下旋转,直到你用电子显微镜或其他工具测量它,才会迫使它选择一个固定方向。这既是原子的特异功能,也是量子电脑强大力量的来源。

既然原子可以同时向上并向下旋转,它就不能被视为单一的“位元”。科学家称之为“准位元”,就是出于这个原因。这意味着,如果把一群原子聚在一起,它们不会像今天的电脑那样,按照程序进行线性运算,而是同时进行所有可能的运算。这种运算方式的直接好处是计算机的运算速度成指数地加快了。

只要40个原子一起计算,其性能就相当于今天的一部超级电脑。举例来说,如果有一个包含全球电话号码的资料库,要从中寻找一个我们需要的特定号码,现在速度最快的超级电脑,大约要花一个月的时间才能完成任务,而一台量子电脑只需27分钟。

但是,答案那么多,速度那么快,我们怎么取回想要的计算结果呢?前面说过,对原子进行测量可以迫使它选择旋转方向,因此科学家只要测量这些“准位元”,就可以逼迫它们说出答案。

最近,麻省理工学院与mM公司的科学家,终于通过特定方式,做出了原始的量子电脑。

虽然它看上去和一个烤面包机没有多大差别,但功能却比烤面包机高明多了。这个实验性质的量子电脑,具有两个“准位元”的计算能力。也就是说,它的威力等于两个原子同时进行运算。目前,科学家们正在朝三个“准位元”的目标努力。

EDO内存

EDO是ExtendedDataOut的缩写,有人称之为超负模式。EDO内存于1995年开始应用于PC机,目前EDO内存已成为PC上主存和显示存储器主要采用的内存器件。

计算机自诞生以来,其心脏CPU的速度已有两个数量级的增长。可是,内存的构成器件RAM(随机存储器)——一般为动态存储器DRAM,虽然单个芯片的容量不断扩大,但存取速度并没有太大的提高,虽然人们早就采用价格较高的SRAM:芯片在CPU和内存之间增加一种缓冲设备——Cache,以缓冲两者之间速度不匹配问题,但这并不能根本解决问题,于是人们把注意力集中在DRAM接口(芯片收发数据的途径)上。在一个DRAM陈列中读取一个单元时,首先充电选择一行,然后再充电选择一列,这些充电电路在稳定之前会有一定的延时,制约了RAM的读写速度。

EDO技术针对上述结构的不足,在DRAM的接口上增加了一些逻辑电路,由于在绝大多数情况下,要存取的数据在RAM中是连续的,即下一个要存取的单元位于当前单元的同一行的下一列上,由此可将存储器速度提高多达30%。

另外,为了使充电电线路上的脉冲信号有一定的保持时间,EDO还在RAM输出端增加了一组“门槛”电路,它可将充电线上的数据保持住,直到CPU可靠地读走。

传输介质传输介质,是信息传输所经过的实体或空间。常用的传输介质有同轴电缆、双绞线和光纤三种。

同轴电缆,由内外两个导体组成。内导体为单根较粗的导线或多股的细铜线;外导体是圆筒形铜箔或细铜线编织的网。两者之间由绝缘的填充物支持以保持同轴。同轴电缆最外面由黑色的塑料绝缘层所包覆。

双绞线,是一种以铁合金或铜制成的电线。为减少线之间的辐射干扰,两根绝缘导线是按规则的螺旋形绞合在一起,它能传输数字与模拟信号。

双绞线分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线两种。前者常用于令牌环网,后者则多用于以太网纹ARCNET网。

而光纤是一种极细又能弯曲的以光纤传导的传输介质,圆柱形的光纤由纤芯、包层及护套三部分连体,它又分为两种,即单模光纤与多模光纤。

采用光缆进行点到点的连接,由于光纤传输损耗小、频带宽,每段长度比双绞线及同轴电缆长得多。光纤不受电磁干扰与噪音影响,并且具有可靠的保密性。光纤以其自己独有的优势,在最新的ATM技术中大显身手。

闪速存储器

听说过闪速存储器吗?近年来发展很快的新型半导体存储器是闪速存储器(Fish Memory)。它的特长是在不加电的情况下,能长期保持存储的信息。

闪速存储器在存取速度上和普通的DRAM及SRAM不相上下,但是后两种在断电后信息会马上丢失,而闪速存储器只要不加一个高电压擦除,信息就可一直保存下去。这一特点使得它可用来替代只读存储器ROM。如果与可擦除芯片EPROM相比,闪速存储器信息改写快,只要加高电压,它就像“魔术大师”一样,在瞬间即可改写信息,而EPROM则需长时间用紫外线照射才可擦除原有信息。因此,PC机和其他的智能电子产品已越来越倾向于采用闪速存储器存放信息。

有的主板设计者采用闪速存储器作半导体固态盘,用来存放DOS操作系统引导文件等。

而像防病毒卡这样的需要不断升级的产品,也采用闪速存储器存放查杀病毒的程序及数据,以便用户软件随时升级。

在其他智能化的电子产品中,如蜂窝电话、应答机、数字式照相机等,也都采用闪速存储器存放需长期保存而又需方便改写的信息。

芯片

Intel公司生产的CPU系列从4004、8008、8080、8086、8088,到后来比较知名的286、386、486,皆以数字命名,其他一些CPU生产的厂商生产的与Intel产品兼容的CPU亦以这些数字命名,使其鱼龙混杂,这使Intel公司大为不满,但当它要将这些编号注册为商标时却遭到了拒绝,原因是数字不能作商标。

所以,当Intel公司生产出了我们认为应当是586的芯片时,就为它起了一个比较特殊的名字——Pentium(中文译作“奔腾”),并且深入人心,在拉丁语里仍然是“5”的意思,并对其进行了注册。其他微处理器厂商生产的这一级别的CPU就叫586。

Pentium下一代产品是PentiumPro,再后面是推出的,是带MMX技术的PentiumⅡ(代号Klamath)。有些带MMX技术的同档次芯片叫KbCyrix的叫Mz,现在PentiumⅢ在市面上业已推出。

芯片的命名没有什么规律可循了,所以我们不能像以往那样单纯根据名称就可以判断出芯片的性能了。

“猫”

大家都知道上网需要调制解调器,调制解调器的英文是Modem。是由单词modulate(调制)和demodulate(解调)两个单词合并而成,即是调制器和解调器的合称,我们俗称为“猫”。

为什么这么称呼呢?

原来它还跟速度有关。调制解调器的传播速度用一秒钟内通过电话线传输的信息位数来表示,即bps,人们又称为波特率。速率越高,通信时占用电话线路的时间越短。通常低于14.4kbps的速率称为低速“猫”,而高于14.4bps的称其为高速“猫”。当然,其速率每隔几年,标准会上升一次,近来这个间隔越来越短,我们经常用到的有28.8kbps、33.6kbps和56kbps等几种。

调制解调器还具有传真功能,配上传真软件可以很快地收发传真,从而代替传真机。

目前,Intemet网已经热遍全球,上网成为一种时尚。你可以抱一只“猫”回家,连到Intemet网上,可以很快地欣赏其包罗万象的信息,人文、经济、天文、地理、军事等一切知识可以手到擒来;很快地与世界各地的网友聊天、下棋,这种只见其“话”,而不见其“人”的谈话方式,是多么令人兴奋!可以节省许多时间,省去盼信的烦恼;观看远方的比赛,聆听时事新闻又是多么令人惬意!

因此说,有了调制调解器,世界不再遥远,一切都近在咫尺,可以说是“天涯若比邻”了!