計(jì)算機(jī)云計(jì)算
計(jì)算機(jī)云計(jì)算論文【1】
摘 要：云計(jì)算(cloud computing)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，已經(jīng)作為一種全新的應(yīng)用以及計(jì)算方式被提出，并且很快的超越了“網(wǎng)絡(luò)計(jì)算”成為新的熱點(diǎn)。
有了云計(jì)算之后，用戶將不再需要對(duì)本地運(yùn)行能力以及個(gè)人的存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行不斷地升級(jí)，用戶所需要的各種資源、應(yīng)用及運(yùn)算能力將會(huì)廣泛分布在大量聯(lián)網(wǎng)共享的計(jì)算機(jī)上，只要通過不同的方式接入網(wǎng)絡(luò)即可。
關(guān)鍵詞：云計(jì)算;計(jì)算能力;存儲(chǔ)資源
云計(jì)算統(tǒng)一管理了大量的物力資源，并將這些物力資源虛擬化，最終形成一個(gè)巨大的虛擬化資源池[1]。
云計(jì)算從本質(zhì)上而言就是一種這樣的形式，即客戶終端利用遠(yuǎn)程連接，從網(wǎng)絡(luò)中獲得存儲(chǔ)資源、計(jì)算資源以及數(shù)據(jù)庫資源等。
1 計(jì)算機(jī)云計(jì)算的特點(diǎn)
首先，云計(jì)算具有非常巨大的規(guī)模及相應(yīng)的維護(hù)團(tuán)隊(duì)。
各個(gè)大公司如google、amazon、IBM等的云計(jì)算后臺(tái)服務(wù)器都數(shù)以十萬、百萬計(jì)。
這些服務(wù)器提供了最為可靠和安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心給終端計(jì)算機(jī)，病毒很難侵入這個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，而且不會(huì)輕易丟失。
大多數(shù)人認(rèn)為，只有經(jīng)過自己存儲(chǔ)或者保管的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)才是最安全的，其實(shí)這種結(jié)論并不是完全正確的，雖然經(jīng)過自己存儲(chǔ)的這些數(shù)據(jù)能夠看得見，也能夠信手拈來，但是這些數(shù)據(jù)的安全性并不像你想象的那么好。
畢竟數(shù)據(jù)丟失的原因是多重的，比如自身的不當(dāng)操作損壞、計(jì)算機(jī)病毒的侵入以及盜了號(hào)木馬的侵入等。
假如，我們?cè)凇霸啤钡牧硪欢舜鎯?chǔ)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，管理這些數(shù)據(jù)的人員是將是專業(yè)的計(jì)算機(jī)團(tuán)隊(duì)，你就不用擔(dān)心計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)會(huì)丟失或者是外泄了，除此以外你的數(shù)據(jù)還會(huì)被這些專家進(jìn)行嚴(yán)格的權(quán)限管理，得到多重的保護(hù)，沒有經(jīng)過你個(gè)人的允許，別人是很難對(duì)你的數(shù)據(jù)進(jìn)行分享的。
其次，云計(jì)算具有通用性和高擴(kuò)展性，它并不針對(duì)特定的應(yīng)用，反而可以動(dòng)態(tài)伸縮，同一個(gè)“云”可以支持不同規(guī)模的用戶和不同需求的應(yīng)用。
第三，云計(jì)算的虛擬化特點(diǎn)弱化了客戶端設(shè)備的存在感，它對(duì)于客戶端有相對(duì)較低的設(shè)備要求，所以非常適合廣大群眾的使用，使用起來也較為方便[2]。
云計(jì)算并不是需要終端計(jì)算機(jī)的硬件進(jìn)行不斷更新來適應(yīng)軟件的各種要求，只需要讓計(jì)算機(jī)的終端客戶根據(jù)自己的喜好選擇喜歡的桌面或工具，再輸入網(wǎng)址就能夠享受云計(jì)算帶來的各種便利。
在云計(jì)算中，“云”另一端的計(jì)算機(jī)專業(yè)管理人員操控著終端計(jì)算機(jī)的硬件維護(hù)，這些專業(yè)人員可以根據(jù)終端用戶的個(gè)人需要來進(jìn)行軟件的安裝與升級(jí)，同時(shí)他們可以幫助你完成任何你想做的事情，不管是計(jì)算機(jī)的安全管理策略還是計(jì)算機(jī)的防病毒措施，都可以在“云”另一端專家的幫助下完成。
最后，例如“云下載”，計(jì)算機(jī)的云計(jì)算能夠輕松的將不同設(shè)備中間的數(shù)據(jù)和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)共享，并且可能性非常多，最明顯的例子就是迅雷。
其實(shí)這屬于一種信息共享技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式中只有一份云計(jì)算數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在“云”的另一端被保存著，只要你的電子設(shè)備能夠進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)你就可以訪問并使用同一份數(shù)據(jù)。
同時(shí)，在云計(jì)算下保存以及管理數(shù)據(jù)的方式具有無限多的可能性，用戶可以通過云計(jì)算來做無限多的事情，因?yàn)樵朴?jì)算為用戶端提供的計(jì)算機(jī)應(yīng)用計(jì)算能力無限大。
2 云計(jì)算的應(yīng)用方法
計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展也在迅速的發(fā)展，海量的數(shù)據(jù)對(duì)硬件形成了越來越高的要求，云計(jì)算可以將這一矛盾的復(fù)合體解決[3]。
云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)離不開網(wǎng)絡(luò)，所以用戶可以利用云計(jì)算進(jìn)行無限多的應(yīng)用，云計(jì)算對(duì)于電腦配置的要求并不高。
云計(jì)算通過互聯(lián)網(wǎng)就可以自由流通超高的計(jì)算能力，這樣一來，不管是企業(yè)用戶還是個(gè)人用戶都不必?fù)?dān)心需要投入高額的資金在計(jì)算機(jī)的硬件上，用戶們只要將自己想要做的事情交托給互聯(lián)網(wǎng)就可以。
計(jì)算機(jī)云計(jì)算的應(yīng)用包括信息技術(shù)應(yīng)用、軟件應(yīng)用以及與互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的應(yīng)用，當(dāng)然也可以是多種其它類型的服務(wù)，這些都表明計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力是可以被視作是一種商品進(jìn)行流通的，這種計(jì)算能力不僅價(jià)格低而且使用起來非常方便。
云計(jì)算提供給用戶計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力以無限的可能性，用戶不用擔(dān)心基選集硬件的配置問題，云計(jì)算的計(jì)算能力不會(huì)受到計(jì)算機(jī)硬件配置的約束，因?yàn)樵朴?jì)算只要通過網(wǎng)絡(luò)就能夠把一切都解決，甚至還能夠?qū)崿F(xiàn)超級(jí)計(jì)算這種任務(wù)。
3 云計(jì)算的發(fā)展前景
隨著不斷擴(kuò)張的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及用戶的需求，計(jì)算機(jī)終端的服務(wù)以及計(jì)算水平越來越不能跟上時(shí)代發(fā)展的腳步，計(jì)算機(jī)的云計(jì)算在這一時(shí)代背景下適時(shí)的出現(xiàn)了，雖然云計(jì)算在應(yīng)用中的成就并沒有十分顯著，但對(duì)于它的研發(fā)腳步一直沒有停，并且不斷有新的突破，而且越來越多的開發(fā)商開始看重云計(jì)算技術(shù)[4]。
云計(jì)算的潛力會(huì)在這些大型國際企業(yè)以及大量客戶需求的推動(dòng)作用下被慢慢的開發(fā)出來，同時(shí)會(huì)給人們的生活以及工作帶來巨大的影響。
3.1 有序信息管理
急速發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有利有弊，大量的信息既給人們帶來了無限的便利，促使了當(dāng)今信息化社會(huì)的形成，同時(shí)紛繁復(fù)雜的信息分類給人類也造成了一種災(zāi)難，用戶一旦不能快速并準(zhǔn)確的從龐大的信息當(dāng)中尋找到自己要用的信息時(shí)，這些信息資源越多，反而越會(huì)變成阻礙。
這一缺陷被云計(jì)算率先發(fā)現(xiàn)，云計(jì)算試圖將這一情況改變，它可以通過網(wǎng)絡(luò)快速輕松地將魚龍混雜的信息資源整理出來，使用戶能夠順利的根據(jù)自身的需求將自己需要的目標(biāo)信息尋找出來，最終使科學(xué)合理的網(wǎng)絡(luò)化信息平臺(tái)得以實(shí)現(xiàn)。
3.2 降低競爭門檻
對(duì)中小企業(yè)甚至個(gè)人而言，資金與規(guī)模的不足，專業(yè)人才的缺乏等硬傷使他們往往難以與大企業(yè)競爭，而云計(jì)算對(duì)他們而言意味著巨大的商業(yè)機(jī)遇，借助云計(jì)算的幫助他們可以在少投資少管理少維護(hù)的情況下可以在更高的層面上和大企業(yè)一較高低
3.3 創(chuàng)新信息技術(shù)
云計(jì)算簡單來說就是用戶能夠隨時(shí)隨地利用自己手中的任何設(shè)備使用其它地方的信息以及應(yīng)用，這使用戶能夠非常容易的使用小成本設(shè)備獲得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算能力。
可以作一個(gè)很好地比喻，用戶可以將全世界的網(wǎng)絡(luò)放在自己家里進(jìn)行使用但只要付小額的費(fèi)用。
新概念以及新思想必然會(huì)因?yàn)樵朴?jì)算的計(jì)算能力以及處理速度而加速出現(xiàn)，云計(jì)算還能夠加速新技術(shù)的出現(xiàn)，成為推動(dòng)世界發(fā)展的重要助力。
3.4 友好而又有效
專業(yè)人員對(duì)于現(xiàn)代科技以及軟件的發(fā)展速度都感到非常的驚訝，更勿論普通人群。
高級(jí)和復(fù)雜的現(xiàn)代化技術(shù)層出不窮，但是大多數(shù)用戶希望能夠得到顯而易見的服務(wù)，而不是對(duì)技術(shù)的發(fā)達(dá)程度以及設(shè)備的復(fù)雜程度進(jìn)行慢慢的體驗(yàn)。
用戶對(duì)于友好而又有效的技術(shù)更具有傾向性，他們希望買到的不是華麗復(fù)雜的科技而是簡約便捷的服務(wù)。
而云計(jì)算正好可以滿足用戶的這些要求，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算在設(shè)備要求上不會(huì)太復(fù)雜，只要比較簡單的設(shè)備就能夠獲取計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的大量應(yīng)用，不僅有更加先進(jìn)與快速的服務(wù)，還有低廉的成本。
4 結(jié)束語
商用數(shù)據(jù)以及科學(xué)數(shù)據(jù)的計(jì)算量隨著時(shí)間的推移在不斷地膨脹壯大，對(duì)于數(shù)據(jù)的計(jì)算能力將會(huì)轉(zhuǎn)變成一種戰(zhàn)略資本以及戰(zhàn)略資源。
隨著不斷深入的“云計(jì)算”技術(shù)研究以及不斷推出的各種類型的產(chǎn)品，用戶們都相信新興的計(jì)算機(jī)“云計(jì)算”模式最終會(huì)代替以個(gè)人電腦為中心的計(jì)算模式。
最后，云計(jì)算的廣泛應(yīng)用以及深入研究會(huì)隨著IT技術(shù)的不斷發(fā)展變得呼之欲出，所以國內(nèi)的IT行業(yè)在這種情況下應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)云計(jì)算進(jìn)行研究，并研發(fā)出相關(guān)的產(chǎn)品，使世界的IT領(lǐng)域能夠?yàn)橹袊脑朴?jì)算技術(shù)研究以及云計(jì)算產(chǎn)品讓出一席之地。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫偉龍.基于IasS云計(jì)算的Web應(yīng)用技術(shù)研究[D].南京理工大學(xué)，2011.
[2]龐偉偉.簡述計(jì)算機(jī)“云計(jì)算”技術(shù)的實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012(08)：172-173.
光子計(jì)算機(jī)【2】
【摘 要】以計(jì)算機(jī)為代表的信息產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)，發(fā)展速度驚人，目前已廣泛應(yīng)用在人類社會(huì)的各行各業(yè)。
本文淺談當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度受到了多種因素的制約，介紹了光子計(jì)算機(jī)的概述，研究狀況，光子計(jì)算機(jī)的光器件與光路，光子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】光子學(xué);光子計(jì)算機(jī);光子元件;集成光路
0 引言
目前，世界上技術(shù)先進(jìn)的國家正在大力開發(fā)第五代計(jì)算機(jī)，其中一個(gè)重要的動(dòng)向是加緊研制光子計(jì)算機(jī)。
科學(xué)家認(rèn)為，第五代計(jì)算機(jī)要求具有高得多的運(yùn)算速度和更加豐富的邏輯處理系統(tǒng)，而光子計(jì)算機(jī)可以較好地滿足這些要求[1-2]。
20世紀(jì)40年代，美國賓夕法尼亞大學(xué)(University of Pennsylvania)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)生以后，此后幾十年間，計(jì)算機(jī)制造工藝在不斷的變革中高速發(fā)展。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的歷史主要有以下發(fā)展階段電子管時(shí)期、晶體管時(shí)期、集成電路時(shí)期和超大規(guī)模集成電路時(shí)期。
1 電子計(jì)算機(jī)受到的制約
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)在人類社會(huì)的各行各業(yè)不斷應(yīng)用著，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷前進(jìn)的進(jìn)程中，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度超出了人們預(yù)料。
在人類社會(huì)各行各業(yè)的不斷應(yīng)用中，對(duì)計(jì)算機(jī)性能提出了越來越高的要求，例如復(fù)雜系統(tǒng)模擬、海量數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、精確制導(dǎo)系統(tǒng)等，其對(duì)運(yùn)算速度的要求達(dá)到1012次以上，對(duì)數(shù)據(jù)量的要求非常大[3-4]。
電子計(jì)算機(jī)的以下這些特點(diǎn)，限制了電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度：
(1)馮諾依曼(John von Neumann)的串行“瓶頸”問題，造成數(shù)據(jù)輸入與處理需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，使電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算處理速度不能進(jìn)一步提升，就像一個(gè)小口瓶里面的水，只能從瓶口慢慢地流出。
(2)帶寬有限問題，對(duì)信息傳輸系統(tǒng)來說載波頻率和信號(hào)頻率帶寬之比為100：1，微波頻段內(nèi)，電信號(hào)的頻率范圍在103兆赫茲-104兆赫茲，因而，傳輸信息時(shí)它的頻率帶寬是10兆赫茲-102兆赫茲。
為了改善電子計(jì)算機(jī)的處理速度，我們讓信號(hào)脈沖的間隔盡可能小，需要把每個(gè)脈沖脈寬變窄，才不致于使信號(hào)相互重合而分不開。
由于脈寬越窄，頻率帶寬會(huì)變寬，電子計(jì)算機(jī)的頻帶寬度不是無限的，要求信號(hào)的脈寬不能過窄，同時(shí)在傳輸過程中脈沖將會(huì)展寬，使得電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度提高是困難的。
(3)時(shí)鐘歪斜問題，這是由于超大規(guī)模集成電路的元器件數(shù)量大，各部件同步時(shí)鐘到各元件的距離差異比較大，到達(dá)的信號(hào)需要等候未到達(dá)的信號(hào)，聯(lián)接距離一大，時(shí)間就變得很長。
(4)電阻電容電路問題，由于電阻電容電路的響應(yīng)時(shí)間τ-RC，通常為10-9秒，這就阻礙了我們的核心元件―雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換速度，使傳輸速度和處理速度不能提高。
由于電子計(jì)算機(jī)以上這些阻礙運(yùn)算速度的缺點(diǎn)，這些年，研究新的結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)――光子計(jì)算機(jī)的專家不斷涌現(xiàn)。
2 光子計(jì)算機(jī)
2.1 光子計(jì)算機(jī)概述
光子計(jì)算機(jī)是靠光而不是靠電來運(yùn)行的，而光子運(yùn)動(dòng)的速度要比電子快得多。
光子計(jì)算機(jī)速度非�？欤纫阎圃斓母咚匐娮佑�(jì)算機(jī)(每秒13億次)快上千倍。
從理論上說，電子運(yùn)動(dòng)的速度可以接近光子，即每秒30萬公里，但在硅芯片上電子的實(shí)際速度還不到光速的1%。
光子計(jì)算機(jī)是一種通過光信號(hào)來進(jìn)行信息存儲(chǔ)、處理、運(yùn)算、操作的新型計(jì)算機(jī)。
1969年，研究光子計(jì)算機(jī)這一偉大征程由美國麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology)的研究者拉開了序幕，第一臺(tái)光子計(jì)算機(jī)在1984年6月制造出來，這是由國際商用機(jī)器公司研發(fā)的，是一臺(tái)能夠正常工作的光子計(jì)算機(jī)，只是它必須工作在接近絕對(duì)零度的環(huán)境下。
貝爾實(shí)驗(yàn)室在1990年制造了一臺(tái)光子計(jì)算機(jī)，它由棱鏡、透鏡和激光器等元器件完成，貝爾實(shí)驗(yàn)室走出了光子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵步伐。
由歐盟的幾個(gè)高校合作，已開發(fā)完成的光子計(jì)算機(jī)，處理速度是電子計(jì)算機(jī)的1000倍。
光子計(jì)算機(jī)主要有三大類：光模擬信號(hào)計(jì)算機(jī)(也叫光模擬機(jī))、全光數(shù)字信號(hào)計(jì)算機(jī)(也叫光數(shù)字機(jī))、光智能形式計(jì)算機(jī)，光子計(jì)算機(jī)起始于模擬機(jī)，模擬機(jī)具有并行快速計(jì)算和大信息容量的特點(diǎn)，在光學(xué)信息領(lǐng)域(如光編碼測距)獲得應(yīng)用[6]。
1990年至今，我們?cè)O(shè)計(jì)的全光子計(jì)算機(jī)，結(jié)構(gòu)基本都是按照電子的傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)來設(shè)計(jì)的，它用光控制器、光存儲(chǔ)器和光運(yùn)算器組合而成，相互之間和各自內(nèi)部以光互連這種方式來通信。
現(xiàn)在全光數(shù)字計(jì)算機(jī)處在研究過程中，要用到的相關(guān)技術(shù)難題已經(jīng)有了答案，主要問題是如何開發(fā)更高利用率的光學(xué)元器件。
光神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)處理研究中，它具有人工智能的系列優(yōu)點(diǎn)，帶給研究人員極大興趣，光神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的研究同時(shí)取得了非常好的進(jìn)展[7]。
但是理論模型還需要進(jìn)一步細(xì)化，要研制出利用率更高的空間調(diào)制器和性能更好的光開關(guān)列陣，其實(shí)真正實(shí)用的光子計(jì)算機(jī)還有很多路要走。
當(dāng)前全光數(shù)字計(jì)算機(jī)與光電混合計(jì)算機(jī)正在不斷發(fā)展，數(shù)字光計(jì)算的研究將成為所需要的光電器件的重要支撐。
2.2 光子計(jì)算機(jī)的研究狀況
光學(xué)器件是通過光子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行工作的器件，通過調(diào)整光的參數(shù)，比如，相位、偏振、振幅、強(qiáng)度或波長，來制造出光子晶體管、光邏輯元件、光子存儲(chǔ)器件、光子探測器件、光空間調(diào)制器件等功能元器件，如光存儲(chǔ)器件―光學(xué)雙穩(wěn)器件發(fā)展也很迅速，有一種半導(dǎo)體量子阱制成的雙穩(wěn)器件，這是很有可能成為光邏輯和光存儲(chǔ)器件的，已經(jīng)制造了光邏輯運(yùn)算和存儲(chǔ)陣列，它在將有望實(shí)現(xiàn)光高速運(yùn)算。
1970年以后，使用非線性闊值特性器件來作邏輯門，使用光雙穩(wěn)器件作存儲(chǔ)器，美國南加州大學(xué)(University of Southern California)研制的液晶光閥構(gòu)建了具有組合邏輯結(jié)構(gòu)功能的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種邏輯運(yùn)算。
通過多國的研究者們的努力，一種能夠?qū)⒐夥糯蠛途哂泄忾_關(guān)功能的光晶體管，先后在赫羅特-瓦特大學(xué)(Heriot-Watt University)、京都大學(xué)(Kyoto University)還有貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出來。
2.3 光子計(jì)算機(jī)中的光器件與光路
電子是電子計(jì)算機(jī)中信息的傳輸?shù)拿浇�，�?jì)算機(jī)的部件相互通信利用內(nèi)部或外部連線作為信號(hào)傳輸媒介，快信息流在傳輸時(shí)就會(huì)產(chǎn)生瓶頸阻塞效應(yīng)。
改用光子來傳輸信息，就不用考慮瓶頸阻塞效應(yīng)。
光子計(jì)算機(jī)有可能改變目前電子計(jì)算機(jī)的兩進(jìn)位制的計(jì)算和處理方式，創(chuàng)造出更加豐富的邏輯系統(tǒng)。
在光子計(jì)算機(jī)中，通過光子元件的激光亮度不斷增加而又有間隔，形成光脈沖串，在此基礎(chǔ)上可以創(chuàng)造出更加豐富的邏輯處理系統(tǒng)。
科學(xué)家預(yù)言，將從光學(xué)中產(chǎn)生全能的計(jì)算方式，光子互連具有高速度、大的時(shí)間帶寬和空間帶寬等眾多優(yōu)勢，光路能夠相互交叉通過但互相不受干擾，光互連的方式有自由空間的光互連、光纖和波導(dǎo)互連。
根據(jù)集成電路的思想，科學(xué)家設(shè)想將多種光電元器件集中做到在一塊芯片上，制造集成光路[7]。
隨著集成光路的發(fā)展，從1970年開始，在光學(xué)范疇產(chǎn)生了一個(gè)叫做集成光學(xué)的新興學(xué)科[8]。
這幾年通過光通信、光交換、光信息處理技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)成功開發(fā)了各種各樣的光子集成器件。
實(shí)現(xiàn)了把光存儲(chǔ)器、光開關(guān)、光源、光波導(dǎo)制做在一塊芯片上的整體系統(tǒng)。
研究者把偏振器、濾光片、光放大器、光調(diào)制器、透鏡、棱鏡、光柵、光衰減器等這些光學(xué)元件組成薄膜造在一塊母板上，大大縮小了光路所占據(jù)的空間，制成了微集成光路，用來進(jìn)行光信號(hào)高速傳輸與處理，實(shí)現(xiàn)了低功耗、高性能、便捷化、高效率[9]。
2.4 光子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)
把光子作為媒介的光子計(jì)算機(jī)有這些優(yōu)勢[12]：
(1)非常快的運(yùn)算處理速度，因?yàn)楣庾拥乃俣仁?×108米/秒，電子的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光子速度，光子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算處理速度將會(huì)比電子計(jì)算機(jī)快1000倍。
(2)光子器件具有非常寬的時(shí)間域帶，光波頻率大約是電信號(hào)頻率的104-105倍，以光波為載波，信號(hào)帶寬就會(huì)展寬，可以達(dá)到106兆赫茲-107兆赫茲，將擁有非常多的通道數(shù)量，而且光脈沖極窄，這樣就通過增大數(shù)據(jù)傳輸率實(shí)現(xiàn)了大量的高速傳輸。
(3)光子計(jì)算機(jī)在空間上的域帶寬是非常寬的，信息傳輸與處理能力非常強(qiáng);一個(gè)光波導(dǎo)中并行傳輸許多波長各異或偏振態(tài)有差的光波，彼此可以不受干擾，功能不同的元器件能夠在一個(gè)光波導(dǎo)中完成，同時(shí)傳輸多種信息。
(4)光子計(jì)算機(jī)的抗干擾效果非常好，因?yàn)楣饴房梢越徊婊ミB。
(5)直接使用光信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，避免了電子計(jì)算機(jī)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)處理然后轉(zhuǎn)換為光信號(hào)可能的錯(cuò)誤，能夠智能識(shí)別文字、圖像、手勢和聲音。
(6)信息容量大，沒有時(shí)鐘歪斜現(xiàn)象，處理精度高，由于光子速度是3×108米/秒，多種互連長度帶來的延時(shí)差極小，不會(huì)引起時(shí)鐘歪斜。
(7)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)性，光子計(jì)算機(jī)中單個(gè)元件失零，不會(huì)影響最后的運(yùn)算處理。
(8)能夠采用不同進(jìn)制，運(yùn)算速度成倍提高。
利用光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)元件進(jìn)行二進(jìn)制的光計(jì)算，利用多穩(wěn)態(tài)光學(xué)元件可以進(jìn)行四進(jìn)制計(jì)算和三進(jìn)制計(jì)算。
3 光子計(jì)算機(jī)的未來
毫無疑問，光子計(jì)算機(jī)一旦研制成功，將對(duì)當(dāng)前的新技術(shù)革命產(chǎn)生不可低估的影響[13]。
美國科學(xué)家認(rèn)為光子計(jì)算機(jī)是未來的總趨勢，他們預(yù)言五年之內(nèi)就可以制造出光子計(jì)算機(jī)。
光子計(jì)算機(jī)的很多工作現(xiàn)在還處于實(shí)驗(yàn)室之中，但是我們相信通過研究者們的不斷進(jìn)取，這個(gè)偉大夢想必然能夠?qū)崿F(xiàn)[14-15]。
伴隨著電子計(jì)算機(jī)的瓶頸，光子時(shí)代即將到來，科學(xué)家已經(jīng)斷言了的。
由于光學(xué)相關(guān)理論的研究和光子元器件制造等重點(diǎn)技術(shù)的進(jìn)展，光子計(jì)算機(jī)一定會(huì)走向世界的舞臺(tái)，就像美國著名的科學(xué)家比爾沃爾什(Walsh Bill)所說：“光子計(jì)算機(jī)必將逐步替代電子計(jì)算機(jī)�！�
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