¡Arrodíllate! Artículos sobre computadoras
El desarrollo y situación actual de las computadoras
La red informática es producto de la estrecha combinación de la tecnología informática y la tecnología de la comunicación. Implica los dos campos de la comunicación y la informática. Su nacimiento ha cambiado mucho la arquitectura informática y juega un papel muy importante en la economía social actual. Ha hecho grandes contribuciones al progreso de la sociedad humana. En cierto sentido, el nivel de desarrollo de las redes informáticas no sólo refleja el nivel de la informática y la tecnología de la comunicación de un país, sino que también se ha convertido en uno de los indicadores importantes de la fortaleza y modernización nacional de un país.
Desde la década de 1950, las personas y diversas organizaciones han utilizado computadoras para administrar rápidamente su información. Al principio, debido a limitaciones técnicas, las computadoras en ese momento eran muy grandes y costosas, y era imposible para cualquier organización proporcionar a los empleados el uso de una computadora completa. El host debe ser * * *, utilizado para almacenar y organizar datos, y controlar y administrar centralmente todo el sistema. Todos los usuarios tienen dispositivos terminales conectados al sistema. Pueden ingresar la base de datos al host para su procesamiento y también pueden extraer los resultados del procesamiento del host a través del control centralizado del dispositivo de salida. Su característica más típica es que la mayoría de los procesos de comunicación están formados por el sistema host. Todos los protocolos de comunicación que componen el sistema son específicos del sistema. La computadora central desempeña un papel absolutamente dominante en el sistema y todas las funciones de control y gestión están completas. por el anfitrión.
Con el continuo desarrollo de la tecnología informática, especialmente la aparición de una gran cantidad de computadoras personales con funciones avanzadas, cada uno puede controlar completamente su propia computadora y realizar el procesamiento del trabajo que desee con una computadora personal (PC). ) La potencia informática presentada en el formulario se ha convertido en una plataforma independiente, lo que ha dado lugar a un nuevo modelo de computación distribuida por estructura informática.
En términos generales, el desarrollo de las redes informáticas se puede dividir en cuatro etapas:
La primera etapa: la combinación de tecnología informática y tecnología de comunicación formó el prototipo de red informática;
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La segunda etapa: basándose en la red de comunicación informática, completar la investigación sobre la arquitectura y los protocolos de red para formar una red informática;
La tercera etapa: resolver los problemas de las redes informáticas y la interconexión de redes estandarización En el fondo, se proponen protocolos y interconexión de sistemas abiertos, lo que promueve el desarrollo de tecnología de redes informáticas y estándares internacionales;
La cuarta etapa: las redes informáticas se desarrollan hacia la interconexión, la alta velocidad y la inteligencia, y son ampliamente utilizado.
La aparición de cualquier nueva tecnología debe cumplir dos condiciones: una fuerte demanda social y la madurez de la tecnología avanzada. La formación y el desarrollo de la tecnología de redes informáticas también confirman esta ley. Cuando la primera computadora digital electrónica del mundo, ENIAC, nació en los Estados Unidos en 1946, no existía una conexión directa entre la tecnología informática y la tecnología de la comunicación. A principios de la década de 1950, debido a las necesidades del ejército estadounidense, el sistema de defensa aérea terrestre semiautomático SAGE intentó combinar la tecnología informática con la tecnología de comunicación. Para lograr este objetivo, primero debemos completar la investigación básica sobre tecnología de comunicación de datos. Sobre la base de esta investigación, es posible conectar completamente múltiples líneas de comunicación terminales dispersas geográficamente a una computadora central. Los usuarios podían introducir programas en terminales de sus propias oficinas y enviarlos a través de líneas de comunicación a una computadora central. Este sistema en línea de un solo centro se denomina sistema en línea remoto orientado a terminal. Es una red de comunicación informática. SABRE-1 es un sistema de reservas de aerolíneas construido por American Airlines a principios de la década de 1960. Consta de una computadora y más de 2.000 terminales distribuidas por todo Estados Unidos.
Con el desarrollo de aplicaciones informáticas es necesario interconectar varios ordenadores. Esta demanda proviene principalmente de la investigación militar y científica, del análisis y la toma de decisiones de información económica regional y nacional y de la gestión de grandes empresas. Esperan conectar ordenadores distribuidos en diferentes lugares a través de líneas de comunicación en una red ordenador-ordenador. Los usuarios de la red pueden usar el software, hardware y los recursos de datos de la computadora local a través de la computadora, y también pueden usar el software, hardware y los recursos de datos de otras computadoras en red para lograr el propósito de compartir recursos de la computadora. El representante típico de esta etapa de investigación es ARPAnet (comúnmente conocida como ARPAnet) de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA) del Departamento de Defensa de Estados Unidos. La red ARPA tenía sólo 4 nodos en 1969, había crecido a 40 nodos en 1973 y había llegado a más de 100 nodos en 1983.
La red ARPA cubre una amplia área desde Estados Unidos hasta Europa y Hawaii a través de líneas de comunicación por cable, inalámbricas y satelitales. La red ARPR es un hito importante en el desarrollo de la tecnología de redes informáticas. Sus principales contribuciones al desarrollo de la tecnología de redes informáticas son las siguientes:
1. Se completó la definición, clasificación y descripción de los subtemas de investigación. contenidos de las redes informáticas;
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2. Propuso el concepto de estructura de red de dos niveles de subred de recursos y subred de comunicación
3. conmutación de paquetes.
4. Adoptar un modelo de arquitectura de red en capas y un sistema de protocolo.
Computadoras del futuro y tecnología informática
Las tecnologías clave de las computadoras están en constante desarrollo.
La tecnología informática del futuro se desarrollará hacia velocidades ultraaltas, tamaños ultrapequeños, procesamiento paralelo e inteligencia. A pesar de las limitaciones físicas, el rendimiento de las CPU, el componente central de las computadoras que utilizan chips de silicio, seguirá creciendo. Como modelo de empresas exitosas impulsadas por la Ley de Moore, se espera que Inter lance un microprocesador con 6543,8+ mil millones de transistores en 2001 y un microprocesador con 6543,8+ mil millones de transistores integrados en 2010, con un rendimiento de 65438+ millones de MIPS (por segundo). 100 mil millones de instrucciones). A principios de este siglo aparecerán superordenadores con capacidad de 100 teraflops. Las computadoras de ultra alta velocidad utilizarán tecnología de procesamiento paralelo para que el sistema informático pueda ejecutar múltiples instrucciones o procesar múltiples datos al mismo tiempo. Esta es una tecnología clave para mejorar la estructura de la computadora y aumentar la velocidad de operación de la computadora.
Al mismo tiempo, la computadora tendrá componentes más inteligentes, y tendrá múltiples capacidades de percepción, ciertas capacidades de pensamiento y juicio, y ciertas capacidades de lenguaje natural. Además de proporcionar medios de entrada naturales (como entrada de voz o escritura a mano), han surgido varios dispositivos interactivos que pueden dar a las personas una sensación de inmersión. La tecnología de realidad virtual es una expresión concentrada del desarrollo en este campo.
La capacidad de almacenamiento de los discos ópticos y magnéticos tradicionales continúa aumentando y las nuevas tecnologías de almacenamiento masivo están madurando. La capacidad de almacenamiento del nuevo almacenamiento puede alcanzar los 10 terabytes por centímetro cúbico (calculado como un libro de 300.000 palabras, se pueden almacenar aproximadamente 150.000 libros). El almacenamiento permanente de información también será una realidad. Se está desarrollando una memoria de mil años, que puede resistir interferencias, altas temperaturas, terremotos, impermeabilidad y corrosión. Si este fuera el caso, gran parte de la literatura actual podría permanecer intacta e inmortal.
Constantemente surgen nuevos sistemas informáticos.
El rápido desarrollo de la tecnología de obleas de silicio también significa que la tecnología del silicio se está acercando cada vez más a sus límites físicos. Debido a esto, investigadores de todo el mundo están intensificando la investigación y el desarrollo de nuevas computadoras. Las computadoras lograrán un salto cuántico o incluso cualitativo desde cambios arquitectónicos hasta revoluciones de dispositivos y tecnología. Nuevas computadoras cuánticas, fotónicas, biológicas, nanocomputadoras, etc. entrará en nuestras vidas en el siglo XXI, abarcando diversos campos.
Computadora Cuántica
La computadora cuántica se desarrolla en base a efectos cuánticos. Utiliza las características de los polímeros moleculares en forma de cadena para representar el estado de conmutación y utiliza pulsos láser para cambiar el estado de las moléculas de modo que la información se mueva a lo largo del polímero para realizar cálculos.
Los datos en una computadora cuántica se almacenan en qubits. Debido al efecto de superposición cuántica, un qubit puede ser 0 o 1, o puede almacenar 0 y 1 al mismo tiempo. Por lo tanto, un qubit puede almacenar dos datos y la capacidad de almacenamiento de una computadora cuántica es mucho mayor que la de una computadora común con la misma cantidad de bits almacenados. Al mismo tiempo, las computadoras cuánticas pueden lograr computación cuántica paralela y su velocidad de computación puede ser 65,438 mil millones de veces más rápida que el actual chip Pentium III de las computadoras personales. Se están desarrollando tres tipos de computadoras cuánticas: computadoras cuánticas de resonancia magnética nuclear (RMN), computadoras cuánticas de semiconductores basadas en silicio y computadoras cuánticas con trampa de iones. Se espera que las computadoras cuánticas se conviertan en algo común en 2030.
Computadora de fotones
Una computadora de fotones es una computadora digital totalmente óptica en la que los fotones reemplazan a los electrones, las interconexiones ópticas reemplazan las interconexiones de cables, el hardware óptico reemplaza al hardware electrónico en las computadoras y las operaciones ópticas reemplazan funcionamiento eléctrico.
En comparación con las computadoras electrónicas, las "computadoras inalámbricas" de las computadoras ópticas tienen una gran densidad de canales paralelos para la transmisión de información. Un prisma de 5 centavos de diámetro es muchas veces más grande que los cables telefónicos existentes en el mundo. El paralelismo y la alta velocidad de la luz determinan naturalmente que las computadoras ópticas tengan fuertes capacidades de procesamiento paralelo y capacidades informáticas de ultra alta velocidad. Las computadoras electrónicas ultrarrápidas solo pueden funcionar a bajas temperaturas, mientras que las computadoras ópticas pueden funcionar a temperatura ambiente. Las computadoras ópticas también tienen una tolerancia a fallas similar a la del cerebro humano.
Cuando un componente del sistema se daña o falla, no afectará los resultados finales del cálculo.
En la actualidad, más de 70 científicos en Europa del Reino Unido, Francia, Bélgica, Alemania e Italia han desarrollado con éxito la primera computadora óptica del mundo. Su velocidad de computación es 1.000 veces más rápida que la de las computadoras electrónicas. Los científicos predicen que el desarrollo futuro de los ordenadores ópticos se convertirá en uno de los temas de alta tecnología del siglo XXI.
Computadora biológica (computadora molecular)
El proceso de funcionamiento de una computadora biológica es la interacción entre las moléculas de proteínas y los medios físicos y químicos circundantes. El interruptor de la computadora lo realizan enzimas, y el programa se refleja obviamente en el propio sistema de síntesis de enzimas y en la estructura de la proteína.
En los años 70 se descubrió que el ácido desoxirribonucleico (ADN) podía representar la presencia o ausencia de información en diferentes estados. El código genético en la molécula de ADN es equivalente a los datos almacenados, y la molécula de ADN se convierte de un gen a otro mediante reacciones bioquímicas. La codificación de genes antes de la reacción es equivalente a los datos de entrada, y la codificación de genes después de la reacción es equivalente a los datos de salida. Si se puede controlar este proceso de reacción, entonces se podrá crear una computadora de ADN exitosa.
Las moléculas de proteína son mucho más pequeñas que los componentes electrónicos de un chip de silicio y están muy cerca unas de otras. La computadora biológica sólo tarda 10 picosegundos en completar un cálculo, lo que es 1 millón de veces más rápido que el pensamiento humano. Las computadoras moleculares de ADN tienen capacidades de almacenamiento asombrosas. Un metro cúbico de solución de ADN puede almacenar 1 billón de datos binarios. Las computadoras de ADN consumen muy poca energía, sólo una milmillonésima parte de la que consumen las computadoras electrónicas. Dado que la materia prima de los biochips son moléculas de proteínas, los bioordenadores no sólo tienen la función de autorrepararse, sino que también pueden conectarse directamente a los organismos vivos. Se prevé que dentro de 10 a 20 años las computadoras de ADN entrarán en la etapa práctica.
Nanocomputadora
"Nano" es una unidad de medida. Un nanómetro equivale a 10[-9] metros, que es aproximadamente 10 veces el diámetro de un átomo de hidrógeno. La nanotecnología es un campo de investigación científica de nueva frontera que se ha desarrollado rápidamente desde principios de los años 1980. El objetivo final es que los humanos puedan manipular directamente átomos individuales según su propia voluntad para producir productos con funciones específicas.
Ahora la nanotecnología está partiendo de MEMS (sistemas microelectromecánicos), que colocan sensores, motores y varios procesadores en un chip de silicio para formar un sistema. La nanotecnología desarrolla chips de memoria de computadora que tienen un tamaño de sólo unos pocos cientos de átomos, equivalente a una milésima parte del diámetro de un cabello humano. Las nanocomputadoras no sólo no consumen casi nada de energía, sino que también son muchas veces más poderosas que las computadoras actuales.
En la actualidad, ya existen algunas noticias alentadoras sobre el exitoso desarrollo de las nanocomputadoras. Los investigadores de HP Labs han comenzado a desarrollar chips utilizando nanotecnología. Si su investigación tiene éxito, allanará el camino para el desarrollo y la producción de otros componentes de microcomputadoras. Internet continúa extendiéndose y mejorando.
Hoy en día se habla de la inevitable conexión entre ordenadores y redes. Por un lado, cada vez es más difícil ver ordenadores aislados que no estén conectados a la red; por otro, el concepto de ordenador se ha ampliado con la red; Internet, que surgió en la década de 1990, se ha desarrollado rápidamente en el pasado, con una influencia y popularidad sin precedentes. Nunca ha habido una tecnología que haya cambiado nuestro aprendizaje, vida y hábitos tan dramáticamente como Internet. Casi todos los países del mundo tienen redes informáticas conectadas directa o indirectamente a Internet, lo que la convierte en una red global de interconexión informática. Las personas pueden comunicarse libremente con otros usuarios de todo el mundo a través de Internet y pueden obtener diversa información de Internet.
Si miramos retrospectivamente el desarrollo de Internet en China, podemos sentir la rápida popularidad de Internet. En los últimos tres años, el Centro de Información de la Red de Internet de China (CNNIC) ha realizado una encuesta sobre la situación de Internet en China. Los resultados muestran que el desarrollo de Internet en China ha mostrado un crecimiento explosivo. En junio de 2000, el número de ordenadores conectados a Internet en China era de 3,5 millones. En 2001, el número era de 8,92 millones, más del doble. En junio de 2000, el número de usuarios de Internet en China era de 8,9 millones. En 2001, las estadísticas de 1 eran 22,5 millones, cifra que casi se triplicó; en junio de 2000, el número de nombres de dominio registrados bajo CN era de 48.575, y en junio de 2006, el número de nombres de dominio registrados era de 122.099, cifra que casi se triplicó. La capacidad total actual de líneas internacionales es de 2.799 millones, ocho veces los 351 millones de junio de 2000.
La gente se ha dado cuenta plenamente del encanto de Internet, que ha reducido enormemente las fronteras del tiempo y el espacio.
A través de la red, las personas pueden compartir recursos de hardware, recursos de software y recursos de información. El concepto de "la red es una computadora" ha sido confirmado repetidamente por los hechos y gradualmente aceptado por el mundo.
En los próximos 10 años, es imperativo establecer una red totalmente óptica transparente y la velocidad de transmisión de Internet aumentará 100 veces. El diagnóstico médico, la educación a distancia, el comercio electrónico, las videoconferencias y las videotecas se popularizarán en Internet. Al mismo tiempo, la construcción de redes inalámbricas se convertirá en el principal campo de batalla para que muchas empresas compitan. En el futuro podremos conectarnos a Internet en cualquier momento y lugar mediante acceso inalámbrico para comunicarnos, obtener información y ver programas de televisión.
Tecnología y sistemas informáticos móviles
Con el rápido desarrollo y la aplicación generalizada de Internet, la madurez de la tecnología de comunicación móvil inalámbrica y la mejora continua de las capacidades de procesamiento informático, nuevos servicios y aplicaciones siguen surgiendo. La informática móvil se propone mejorar la eficiencia del trabajo y el intercambio y procesamiento de información en cualquier momento, y se ha convertido en una dirección importante del desarrollo industrial.
La informática móvil incluye tres elementos: comunicación, informática y movilidad. Estos tres aspectos son independientes y están interrelacionados. La gente los ha estado estudiando durante mucho tiempo antes de que se propusiera el concepto de informática móvil. La informática móvil es la primera vez que se estudian juntas. Se pueden transformar uno en el otro. Por ejemplo, la capacidad del sistema de comunicación se puede aumentar mediante computación (compresión de fuente, codificación de canal, almacenamiento en búfer y captación previa).
La movilidad puede traer nuevas aplicaciones para la informática y las comunicaciones, pero también trae consigo muchos problemas. El mayor problema es cómo afrontar los desafíos que plantea el entorno móvil inalámbrico. En el entorno móvil inalámbrico, las señales se verán afectadas por diversas interferencias y desvanecimientos, y se producirán trayectos múltiples y movimientos, lo que provocará problemas como la dispersión de la señal en los dominios del tiempo y la frecuencia, recursos limitados de bandas de frecuencia y grandes retrasos en la transmisión. En tal entorno, han surgido muchos problemas que no han sido encontrados por las redes de comunicaciones móviles y las redes informáticas. Primero, la confiabilidad del canal y la configuración del sistema. El ancho de banda inalámbrico limitado y los entornos de comunicación hostiles requieren que varias aplicaciones se basen en conexiones físicas poco confiables y potencialmente desconectadas. En un entorno de red informática móvil, el movimiento de ubicaciones de terminales móviles requiere configuración y actualizaciones del sistema en tiempo real. En segundo lugar, para implementar diversos tipos de informática en movimiento, es necesario respaldar los servicios de datos de banda ancha. En tercer lugar, cómo extender las tecnologías de gobernanza móvil existentes, que están dirigidas principalmente a servicios de voz, a servicios de datos de banda ancha. Cuarto, cómo trasplantar algunas tecnologías maduras en redes informáticas fijas a redes informáticas móviles.
Varios nuevos microordenadores y productos terminales de información para aplicaciones de redes globales se convertirán en los principales productos. Las computadoras portátiles, las computadoras genéticas digitales, los teléfonos móviles y productos terminales, así como diversos productos terminales portátiles de información personal, integrarán la informática móvil y las comunicaciones digitales. Los teléfonos móviles contarán con chips y software de alto rendimiento para navegar por Internet, mirar televisión y escuchar radio según protocolos de comunicación inalámbrica estándar (como Bluetooth). Naturalmente, la nueva generación que ha crecido en Internet no sólo utilizará el automóvil como medio de transporte, sino que también proporcionará a los usuarios acceso a Internet, trabajo de oficina, entretenimiento en el hogar y otras funciones, convirtiéndose en una plataforma de información sobre ruedas.
A medida que nos acercamos al umbral del nuevo siglo y pensamos en el futuro, también podríamos revisar qué tan familiarizada está la gente con las computadoras en este siglo. Thomas Wason, presidente de IBM en 1943, dijo: "Creo que la demanda de computadoras en el mercado mundial es de aproximadamente 5 computadoras. En 1957, el editor de PrenticeHall en los Estados Unidos escribió: "He viajado por todo el país y hablé con ellos". He hablado con muchas personas sobre muchas de las mejores, y estoy seguro de que el procesamiento de datos no será más intenso que este año”. 1968 Notas del ingeniero senior de sistemas informáticos de IBM sobre microchips "Pero... ¿de qué sirve?" Ken Olson, fundador y presidente de 1977 Digital Equipment Corporation, dijo: "No hay razón para que nadie tenga una computadora en su casa". Que nuestras palabras también resulten superficiales y conservadoras.