Что может компьютер

Обновлено: 04.07.2024

В рамках этой четырехлетней программы бакалавриата Cal U сочетает теоретические знания в области компьютерных наук с практическим практическим опытом. Вы приобретете навыки работы с компьютером, которые пользуются большим спросом у работодателей в современной бизнес-среде.

Компьютерные науки – одна из самых быстрорастущих академических дисциплин на сегодняшний день, и она обещает отличные возможности для карьерного роста. По всей стране существует большой спрос на специалистов в области компьютерных наук в государственном и государственном секторах, в корпорациях всех размеров, в некоммерческих организациях, а также в колледжах и университетах.

Разработчик программного обеспечения – наиболее распространенная должность среди выпускников компьютерных специальностей. По прогнозам Бюро статистики труда США, к 2026 году занятость разработчиков программного обеспечения вырастет на 24%, что быстрее, чем в среднем по всем профессиям. Ожидается, что спрос на выпускников компьютерных наук будет расти в связи со спросом на компьютерное программное обеспечение.

Будьте готовы к лучшим карьерам

Согласно данным Бюро труда и статистики США, в период с 2020 по 2030 г. ожидается рост числа занятых в сфере компьютерных наук на 13 %. Некоторые из лучших профессий для выпускников компьютерных наук включают:

Веб-разработчик
Администратор базы данных
Программист
Разработка программного обеспечения
Веб-дизайн
Информационная безопасность
Администратор сети
Системный аналитик
ИТ-архитектор
Ученый по данным

Студенты Калифорнийского университета, изучающие информатику, выполняют практические проекты в рамках стажировок или кооперативов в таких компаниях, как U.S. Steel, FedEx, PTC, Mellon Bank и других фирмах. Например, один студент Калифорнийского университета разработал систему внутренних транзакций для PTC во время летней стажировки.

В кампусе студенты также разрабатывают системы для решения реальных задач во время своего основного проекта. Первая версия виртуального онлайн-тура по кампусу была разработана студентами, изучающими информатику, чтобы потенциальные студенты могли познакомиться с кампусом Калифорнийского университета.

Компьютерный клуб в Калифорнийском университете дает учащимся возможность обмениваться знаниями, устанавливать сетевые связи за пределами кампуса и участвовать в мероприятиях, мероприятиях спикеров и программах по созданию компьютеров.

Студенты, изучающие информатику, могут принять участие в ежегодной конференции Strike a Spark, проводимой Калифорнийским университетом, где студентам предлагается представить свои исследовательские работы с помощью плакатов, устных занятий, творческих выставок и представлений. Студенты могут представить исследования, которые они сделали сами или под руководством преподавателей. Центр исследований бакалавриата Калифорнийского университета также принимает предложения о поддержке исследований бакалавриата. При наличии спонсора факультета студенты могут подать предложение с максимальным уровнем финансирования 2000 долл. США за семестр.

Ваши курсы информатики Калифорнийского университета дадут вам возможность изучить и изучить всесторонне компьютерное программирование, приложения баз данных, визуальное программирование, анализ алгоритмов и многое другое. Вы также изучите более широкий контекст компьютеров в нашем мире. Например, курс «Глобальные, экономические и социальные этические проблемы в области вычислительной техники» посвящен этическим проблемам, связанным с компьютерными технологиями, компьютерными преступлениями и хакерскими атаками, конфиденциальностью баз данных, профессиональной ответственностью, а также международными законами и управлением.

Будьте готовы к работе и пользуйтесь спросом

К моменту выпуска 100 % выпускников Калифорнийского университета по информатике устраиваются на работу или продолжают обучение в аспирантуре. Перспективы работы сильные. Среди лучших работодателей, нанимающих выпускников факультета компьютерных наук Калифорнийского университета:

Расширенные акустические концепции.
Амазонка.
Байер.
Консультационные услуги в г. Честнат-Ридж.
Фонд компьютерного дистанционного обучения.
Программные решения Datel.
Эрнст энд Янг.
Фастеналь.
ФБР.
ГНК.
Компания Goodwill Industries из Питтсбурга.
Ингерсолл-Рэнд.
Медрад.
Фурнитура Miller's Ace.
Корпорация Northrop Grumman
ПТК
Страхование совхоза.
С. Сталь.
Бдительные умы.
UPMC

Самая распространенная профессия для выпускников компьютерных наук – разработчик программного обеспечения. В 2017 году средняя зарплата составила 103 560 долларов США. Выпускники компьютерных наук в настоящее время работают на различных карьерных должностях, включая директора по ИТ, программиста, веб-разработчика, клинического системного аналитика, профессора, инженера-программиста и аналитика приложений.

По данным Бюро статистики труда США, спрос на менеджеров по компьютерам и информационным системам будет расти в ответ на растущий спрос на компьютерное программное обеспечение. Разработчики программного обеспечения будут нести ответственность за достижение этих целей.

Рост занятости также увеличится, чтобы удовлетворить потребность в усилении кибербезопасности в компьютерных и информационных системах, используемых предприятиями.В таких отраслях, как розничная торговля, потребуется внедрить более надежную политику безопасности по мере роста киберугроз.

Рост популярности облачных вычислений может привести к тому, что фирмы будут передавать услуги сторонних ИТ-отделов компаниям, занимающимся облачными вычислениями. Это переместит ИТ-службы из ИТ-отделов в некомпьютерных отраслях, таких как финансовые фирмы или учебные заведения, в фирмы, занимающиеся проектированием компьютерных систем и сопутствующими услугами, а также компаниями, занимающимися обработкой данных, хостингом и сопутствующими услугами.

Cal U открывает для вас путь к интересной карьере и солидному будущему в глобальной компьютерной индустрии. Применить сейчас !

10 главных причин получить степень в области компьютерных наук

Ваша степень в области компьютерных наук Калифорнийского университета может открыть вам путь к лучшим должностям и зарплатам, помочь вам построить успешную карьеру и дать вам возможность глубоко изучить область, которой вы действительно увлечены.

Получите практический опыт в области компьютерных наук

Стажировки и кооперативы

Большой опыт стажировок, а также обучение у опытных преподавателей и инструкторов по информатике позволяют студентам Калифорнийского университета сделать успешную карьеру.

Студент бакалавриата
Аспирант
Иностранный студент
Онлайн-учащийся
Военные и студенты-ветераны
Студент непрерывного образования

Академики
Прием
Расходы и помощь

Калифорнийский университет станет Западным университетом Пенсильвании 1 июля 2022 г.

Трудоустройство
Связаться с нами
Поиск людей
Новости и СМИ
События и календарь
Легкая атлетика
Экстренная информация
Мошенничество/Растрата/Злоупотребление
Книжный магазин
Конвокационный центр
Раздел IX
Отношения с выпускниками

Люди всегда стремились облегчить свою работу. Для этого изобрели разнообразные приспособления, механизмы и машины, повышающие различные физические возможности. Но очень немногие механизмы помогли человеку выполнять умственную работу. Это можно было терпеть сотни лет, пока большинство людей не занималось в основном физическим трудом. Однако за последние несколько десятилетий все изменилось. Сейчас почти половина всех работающих в развитых странах занимается исключительно умственным трудом. Было понятно, что никакие автомобили не способны резко повысить умственные способности человека, просто не могут.

Первая такая машина появилась в 1945 г. Она называлась ENIAC и предназначалась для расчета артиллерийских таблиц. Сегодня «умных» автомобилей миллионы. Это - электронные вычислительные машины (ПК). Часто используют другое название: компьютеры. Они предсказывают погоду и результаты футбола, контролируют стыковку космических кораблей и техники, играют в шахматы и рисуют мультфильмы. Вряд ли среди вас есть люди, которые никогда не видели компьютер, хотя бы по телевизору.

Загадочные мигающие огни, огромные магнитофоны, которые вдруг Искусственный интеллект внезапно начинает лихорадочно перематывать ленту и так же внезапно останавливаться, замечательные пишущие машинки, работающие с огромной скоростью без какого-либо вмешательства человека, волны перфоленты, перфокарты и эффектное зрелище! К сожалению, это немного проясняет, на что способны компьютеры.

В лабораторных работах вы убедитесь, что у компьютера много возможностей. Одним из них является способность мысленно моделировать поведение механизмов живых существ и даже объектов, которых не существует. Вы увидите, что эта способность в какой-то мере присуща компьютеру. Именно поэтому с помощью компьютера можно еще до воплощения нового самолета в металле узнать его поведение в экстремальных погодных условиях, без карандаша и бумаги по разрозненным описаниям свидетелей создать портрет преступника, без учителя научиться печатать на пишущей машинке.

Человек, конечно, немного к машине просто обладал некоторыми его способностями. Ведь существовать для того, чтобы в чем-то быть лучше человека: быстрее экскаватор выкопает траншею, кран поднимет больший груз, машина точно вырежет деталь. Электронный компьютер посрамит любого из вас умением быстро и точно считать. Компьютеры и были созданы в первую очередь для того, чтобы освободить людей от громоздких и утомительных вычислений.

А ведь всего несколько десятков лет назад существовала большая армия людей, которые всю свою трудовую жизнь проводили по расчету. Опытный оценщик тратил на выполнение одной арифметической операции около 20 секунд. Современные компьютеры выполняют десятки миллионов операций в секунду. Всего за 40 лет благодаря компьютерам скорость вычислений увеличилась в сотни миллионов раз. Для сравнения, если бы скорость ракеты во столько же раз превышала скорость пешехода, ракета летела бы со скоростью света.

Производительность компьютера позволяла легко решать многие практические задачи, требующие больших вычислений. До появления компьютеров решение каждой задачи было настоящим научным подвигом.

Так, великий математик Л. Эйлер ослеп после трех дней напряженной работы по расчету траектории кометы. Компьютеры могут решить эту проблему за считанные минуты.

Навсегда в историю науки вошло открытие «кончиком пера» планеты Нептун. У. Леверье рассчитал его траекторию, проанализировав результаты наблюдений за планетой Уран. Он потратил на расчеты более трех лет. Компьютер потратил бы несколько часов.

Подобные расчеты компьютера выполняются постоянно. Ведь каждый день нужно рассчитывать траектории сотен спутников.

Конечно, работа Эйлера, Леверье и других подвижников не прошла даром. Без созданных ими методов расчета многие важные проблемы остались бы нерешенными, даже если бы компьютер работал в миллионы раз быстрее. Некоторые из этих методов будут обсуждаться в последующих главах.

Часто новые пользователи компьютеров могут не знать всех возможностей своего нового компьютера, ноутбука или планшета или хотят узнать больше о том, что он может делать. Ниже приведен список вещей, которые может делать компьютер. Щелкните ссылку в списке для получения дополнительной информации.

Подключение к Интернету

Интернет — один из самых популярных способов доступа и использования на компьютере, и каждый новый пользователь должен попробовать его.

Используйте текстовый процессор

Некоторые современные компьютеры оснащены текстовым процессором. Ниже приведены некоторые действия, которые можно выполнять в большинстве текстовых процессоров.

Напишите документ, отчет или даже книгу.
Помогите проверить текст на наличие орфографических и грамматических ошибок.
Просмотр других документов, руководств или других файлов текстового процессора.
Свяжите текстовый процессор с внешним источником, например Outlook, Excel или другим источником, и создайте ярлыки.
Создавайте листовки, раздаточные материалы и другие страницы с графикой и изображениями.

Используйте электронную таблицу

В некоторых современных компьютерах также есть программа для работы с электронными таблицами. Ниже приведены некоторые действия, которые можно выполнять в программе для работы с электронными таблицами.

Создайте список числовых значений. Например, вы можете создать электронную версию своего расчетного или сберегательного счета, что позволит вам видеть общую сумму на каждом счету.
Создайте список статистики, например, Computer Hope ведет статистику того, сколько пользователей посещают ее страницы. Эту статистику можно просмотреть, чтобы увидеть увеличение или уменьшение значений.
Создайте список контактной информации или другой информации, которую можно сортировать и просматривать по разным столбцам.

Расширьте свои знания

Существуют тысячи программ, которые позволяют вам или вашим детям больше узнать о том или ином предмете. Ниже приведен список различных программ, чтобы дать вам представление о том, что доступно. Многие из этих программ можно найти в местном магазине компьютерного программного обеспечения или в интернет-магазинах компьютерного программного обеспечения.

Словарь, тезаурус, энциклопедия. Существуют сотни доступных программных версий словарей, тезаурусов и энциклопедий. Вы можете использовать их для просмотра и получения дополнительной информации обо всем или в качестве справочного материала для поиска информации.
Географическое или картографическое программное обеспечение. Несколько компаний создают сложные картографические программы, которые позволяют пользователям узнать больше о мире или определенном месте, найти маршруты, найти местный магазин и т. д. Список бесплатных программ см. на странице с информацией о картах. сервисы онлайн-карт.
Программа для изучения языков. Доступно множество программ, которые помогают пользователям изучать разные языки и даже переводить текст с одного языка на другой.

Кроме того, существует множество бесплатных веб-страниц в Интернете, на которых большая часть вышеуказанной информации предоставляется бесплатно. Хотя многие из этих сайтов могут быть не такими обширными. Идеи см. в разделе Чем заняться, когда скучно в Интернете.

Играть в игры

Игры — еще одно популярное занятие на компьютере независимо от вашего возраста. Ниже приведен список различных игр для разных возрастных групп.

Обучающие игры для детей. Существуют сотни игр для детей младше 12 лет, в которые не только приятно играть, но и обучать.
Игры для подростков и старше: самые популярные игры, в которые часто играют ради развлечения.
Обучающие игры. Многочисленные обучающие игры для всех людей и всех возрастных групп. Например, доступно множество авиасимуляторов, которые помогают пользователям научиться летать и в то же время доставляют истинное удовольствие.
Онлайн-игры. Пользователи, имеющие доступ к Интернету, также имеют доступ к миллионам сайтов с бесплатными онлайн-играми, например играм MSN. На сайтах онлайн-игр представлены сотни игр, в которые вы можете играть против других пользователей Интернета со всего мира.

Слушайте музыку, создавайте музыку или музыкальные компакт-диски

Файлы MP3 и растущая популярность легального и нелегального обмена музыкой делают компьютеры отличным способом получать новую музыку и слушать любимых исполнителей. Ниже приведена общая информация о том, как можно слушать музыку на компьютере.

Установить звуковой проигрыватель

Для прослушивания музыки на компьютере необходим проигрыватель. Новые версии Windows поставляются с проигрывателем Windows Media и несколькими программами, такими как Winamp, которые можно бесплатно загрузить из Интернета и слушать музыкальные файлы.

Скачать или скопировать звуковые файлы

Каждая песня, а иногда и целый компакт-диск, содержится в звуковом файле, часто в формате MP3. Эти файлы можно загрузить с различных сайтов в Интернете за небольшую плату или, если они являются общественным достоянием, бесплатно. Имейте в виду, что если песня не является общественным достоянием (то, что вы не купите в магазине), бесплатное скачивание песни считается незаконным, хотя многие сайты предоставляют такую возможность.

Вы также можете копировать песни с компакт-дисков, которые у вас уже есть, и создавать файлы MP3. Бесплатная и отличная программа, которую мы предлагаем для создания песен с вашего компакт-диска, — это CDex. Другой вариант — использовать проигрыватель Windows Media для копирования аудио компакт-диска.

После того как песни будут скопированы на ваш компьютер, вы сможете в любое время прослушать их в плеере. Наличие песен на компьютере означает, что вам не нужно вставлять компакт-диск, и вы можете иметь тысячи песен вместо нескольких.

Интернет-радио

Пользователи с доступом в Интернет также могут слушать миллионы онлайн-радиостанций. Как упомянутые выше звуковые проигрыватели, так и большинство новых проигрывателей поддерживают возможность прослушивания потокового контента.

Просматривайте изображения, сканируйте изображения, импортируйте изображения и создавайте изображения

Компьютеры способны хранить миллиарды изображений и могут иметь доступ практически к любому вообразимому изображению. Вы также можете переносить изображения на компьютер с цифровой камеры, сканеров или других компьютерных периферийных устройств.

После переноса изображений на компьютер вы можете изменить в них почти все, отредактировав их в графическом редакторе. Примерами являются улучшение внешнего вида изображения, обрезка или копирование элементов изображения. Закончив редактирование, вы можете переместить изображения в другую программу и создать собственное слайд-шоу или записать изображения на компакт-диск.

Смотрите видео, создавайте фильмы или смотрите телевизор

Теперь пользователи могут смотреть короткие видеоклипы и фильмы на своих компьютерах и создавать их. Ниже приведены некоторые из различных способов просмотра и создания видео и фильмов.

DVD-фильмы

Сегодня многие новые компьютеры оснащены DVD-приводом, что означает, что вы можете смотреть DVD-фильмы на своем компьютере. Если у вас нет DVD-плеера для телевизора, компьютер можно подключить к телевизору для просмотра DVD-дисков.

Короткие видеоролики

В Интернете можно найти миллионы коротких видеороликов, включенных в программное обеспечение. Это видеоролики продолжительностью не более 10 минут, часто созданные в домашних условиях или сопровождающие программное обеспечение.

Создавать фильмы

Сегодня существует множество программ, помогающих создавать и редактировать фильмы. Пользователи с соответствующим оборудованием и соединениями также могут подключать внешние источники к своему компьютеру для копирования фильмов. Например, пользователь может подключить свою видеокамеру к компьютеру и копировать с нее свои личные фильмы.

Посмотреть телевизор

Установив в компьютер карту ТВ-тюнера, вы можете смотреть на нем телепередачи, а также использовать компьютер для других задач.

Хранить личную информацию и контакты в электронном виде и делиться ими с другими устройствами

Смартфоны, способные хранить контакты, списки дел и календари, получили широкое распространение. Храните контакты на компьютере и синхронизируйте их со смартфоном, чтобы иметь доступ ко всем контактам на обоих устройствах.

Используйте свой компьютер для управления бытовой техникой и освещением в вашем доме

При наличии подходящего программного и аппаратного обеспечения ваш компьютер может автоматизировать работу различных бытовых приборов, осветительных приборов, разбрызгивателей и даже термостата.

"Все современные технологии компьютерных устройств действительно ограничены скоростью движения электронов.Это ограничение довольно фундаментальное, потому что самая быстрая возможная скорость передачи информации — это, конечно же, скорость света, а скорость электрона — уже существенная часть этой скорости. Мы надеемся на будущие улучшения не столько в скорости компьютерных устройств, сколько в скорости вычислений. Сначала это может показаться одним и тем же, пока вы не поймете, что количество операций компьютерного устройства, необходимых для выполнения вычислений, определяется чем-то другим, а именно алгоритмом.

"Очень эффективный алгоритм может выполнять вычисления намного быстрее, чем неэффективный алгоритм, даже если аппаратное обеспечение компьютера не меняется. Таким образом, дальнейшее совершенствование алгоритмов открывает возможный путь к дальнейшему ускорению работы компьютеров; улучшенная эксплуатация параллельных операций, предварительное вычисление частей задачи и другие подобные приемы — все это возможные способы повышения эффективности вычислений.

"Эти идеи могут звучать так, как будто они не имеют ничего общего с "физическими ограничениями", но на самом деле мы обнаружили, что, принимая во внимание некоторые квантово-механические свойства будущих компьютерных устройств, мы можем разрабатывать новые типы алгоритмов. которые намного, намного более эффективны для определенных вычислений.Мы все еще очень мало знаем об окончательных ограничениях этих «квантовых алгоритмов». "

Сет Ллойд, доцент кафедры машиностроения Массачусетского технологического института, подготовил этот обзор:

«Скорость компьютеров ограничена тем, насколько быстро они могут перемещать информацию из того места, где она сейчас находится, туда, куда она должна перейти дальше, и тем, насколько быстро эта информация может быть обработана после того, как она попадет сюда. Электронный компьютер выполняет вычисления, перемещая электроны. Таким образом, физические ограничения электрона, движущегося через материю, определяют, насколько быстро могут работать такие компьютеры. Однако важно понимать, что информация может перемещаться по компьютеру намного быстрее, чем сами электроны. Рассмотрим садовый шланг: когда вы поворачиваете на кране, сколько времени потребуется, чтобы вода потекла с другого конца? Если шланг пустой, то количество времени равно длине шланга, деленной на скорость, с которой вода стекает по шлангу. Если шланг полон, то количество времени, которое требуется для выхода воды, равно длине шланга, деленной на скорость, с которой импульс распространяется по шлангу, скорость, приблизительно равная скорости звука в воде.

«Провода в электронном компьютере подобны полным шлангам: они уже заполнены электронами. Сигналы проходят по проводам со скоростью света в металле, примерно вдвое меньше скорости света в вакууме. обработка информации в обычном компьютере подобна пустым шлангам: когда они переключаются, электроны должны перемещаться с одной стороны транзистора на другую. В этом случае «тактовая частота» компьютера ограничивается максимальной длиной, которую сигналы должны пройти, разделенные на на скорость света в проводах и на размер транзисторов, деленную на скорость электронов в кремнии.В современных компьютерах эти числа составляют порядка триллионных долей секунды, что значительно меньше, чем реальное время часов в миллиардные доли секунды. во-вторых, компьютер можно сделать быстрее, просто уменьшив его размер. Улучшенные методы миниатюризации были и остаются наиболее важным подходом к ускорению компьютеров в течение многих лет.

«На практике электронные эффекты, отличные от скорости света и скорости электронов, по крайней мере так же важны для ограничения скорости обычных компьютеров. Провода и транзисторы обладают емкостью, или C, которая измеряет их способность накапливать электроны- - и сопротивление, R, которое измеряет степень, в которой они сопротивляются потоку тока. Произведение сопротивления и емкости, RC, дает характеристическую шкалу времени, в течение которой заряд течет от устройства и от него. Когда компоненты компьютера становится меньше, R увеличивается, а C уменьшается, так что обеспечение того, чтобы у каждой части компьютера было достаточно времени, чтобы сделать то, что ему нужно, представляет собой сложный процесс балансировки. настоящее исследование.

"Как отмечалось выше, одним из ограничений скорости работы компьютеров является принцип Эйнштейна, согласно которому сигналы не могут распространяться быстрее скорости света. Поэтому, чтобы сделать компьютеры быстрее, их компоненты должны стать меньше. При нынешних скоростях Миниатюризации поведение компьютерных компонентов достигнет атомного масштаба через несколько десятилетий. В атомном масштабе скорость, с которой может обрабатываться информация, ограничена принципом неопределенности Гейзенберга. Недавно исследователи, работающие над «квантовыми компьютерами», сконструировали простые логические устройства. которые хранят и обрабатывают информацию об отдельных фотонах и атомах.Атомы могут «переключаться» из одного электронного состояния в другое примерно за 10 15 секунд.Однако пока неизвестно, можно ли из таких устройств соединить вместе компьютеры.

"Насколько быстро могут в конечном итоге работать такие компьютеры? Сотрудник IBM Рольф Ландауэр отмечает, что экстраполяция существующей технологии до ее "предельных" пределов – опасная игра: многие предлагаемые "предельные" пределы уже пройдены. Лучшая стратегия для поиска предельных ограничения на скорость компьютера - подождать и посмотреть, что произойдет."

Роберт А. Саммерс (Robert A. Summers) — профессор электронных инженерных технологий в Государственном университете Вебера в Огдене, штат Юта. В его ответе больше внимания уделяется текущему состоянию компьютерных технологий:

"Физические барьеры, как правило, ограничивают скорость обработки данных компьютерными процессорами с использованием традиционных технологий. Но производители интегральных схем изучают новые, более инновационные методы, которые обещают большие перспективы.< /p>

"Один из подходов основан на постоянном сокращении размера дорожки на микрочипах (то есть размера элементов, которые можно "нарисовать" на каждом чипе). Меньшие дорожки означают, что теперь можно изготовить до 300 миллионов транзисторов. на одном кремниевом чипе. Увеличение плотности транзисторов позволяет интегрировать все больше и больше функций в один чип. Провод длиной в один фут обеспечивает временную задержку примерно в одну наносекунду (миллиардную долю секунды). Если данные необходимо перемещаться всего на несколько миллиметров от одной функции на чипе к другой на том же чипе, время задержки данных может быть уменьшено до пикосекунд (триллионных долей секунды).Чипы с более высокой плотностью также позволяют обрабатывать данные 64 бита за раз, поскольку в отличие от восьми, 16 или, в лучшем случае, 32-разрядных процессоров, которые сейчас доступны в персональных компьютерах типа Pentium.

"Другие производители интегрируют несколько избыточных жизненно важных цепей процессора параллельно на одном чипе. Эта процедура позволяет выполнять несколько этапов обработки данных одновременно, что опять же увеличивает скорость передачи данных. При другом, совершенно другом подходе производители работают над интеграцией всего компьютера, включая всю память, периферийные элементы управления, часы и контроллеры, на одном куске кремния площадью квадратный сантиметр. Этот новый «суперчип» будет полноценным компьютером, в котором не будет только человеческого интерфейса. компьютеры, которые мощнее, чем наши лучшие настольные компьютеры, станут обычным явлением; мы также можем ожидать, что цены будут продолжать падать.

"Еще один вопрос, который рассматривается, — это программное обеспечение, которое будет лучше использовать возможности существующих машин. Удивительная статистика состоит в том, что примерно в 90% случаев новейшие настольные компьютеры работают в виртуальном режиме 86, т. е. чтобы они работали, как если бы они были древними восьмибитными машинами 8086, несмотря на все их причудливые высокоскоростные 32-битные шины и возможности суперцветной графики.Это ограничение возникает из-за того, что большая часть коммерческого программного обеспечения все еще написана для архитектуры 8086. Windows NT, Windows 95 и подобные — это несколько попыток использовать ПК в качестве 32-разрядных высокопроизводительных машин.

"Что касается других технологий, большинство компаний очень ревностно относятся к своей безопасности, поэтому трудно понять, на что на самом деле обращают внимание новые вещи. Волоконно-оптические и световые системы сделают компьютеры более устойчивыми к шуму, но легкие распространяется точно с той же скоростью, что и электромагнитные импульсы в проводе. Использование фазовых скоростей может принести некоторую пользу для увеличения скорости передачи и обработки данных. Фазовые скорости могут быть намного больше, чем основная несущая волна. Использование этого явления может открыть совершенно новая технология, в которой будут использоваться совершенно другие устройства и способы передачи и обработки данных."

Дополнительную информацию о возможных преимуществах оптических вычислений предоставил Джон Ф. Уолкап, директор Лаборатории оптических систем факультета электротехники Техасского технологического университета в Лаббоке, штат Техас:

«Электронные компьютеры ограничены не только скоростью электронов в материи, но и растущей плотностью взаимосвязей, необходимых для связи электронных вентилей на микрочипах. Уже более 40 лет инженеры-электрики и физики работают над технологиями аналоговые и цифровые оптические вычисления, в которых информация в основном переносится фотонами, а не электронами. Оптические вычисления, в принципе, могут привести к гораздо более высоким скоростям компьютеров. Достигнут значительный прогресс, и процессоры оптических сигналов успешно используются для приложений таких как радары с синтетической апертурой, оптическое распознавание образов, оптическая обработка изображений, улучшение отпечатков пальцев и анализаторы оптического спектра.

«Ранние работы в области обработки оптических сигналов и вычислений носили в основном аналоговый характер. Однако за последние два десятилетия много усилий было потрачено на разработку цифровых оптических процессоров.Основные прорывы были связаны с разработкой таких устройств, как VCSELS (лазер с поверхностным излучением с вертикальным резонатором) для ввода данных, SLM (пространственные модуляторы света, такие как жидкокристаллические и акустооптические устройства) для размещения информации о световых лучах. и высокоскоростные APD (лавинные фотодиоды) или так называемые устройства Smart Pixel для вывода данных. Прежде чем цифровые оптические компьютеры станут широко доступны в коммерческих целях, предстоит еще много работы, но в 1990-е годы темпы исследований и разработок ускорились.

"Одной из проблем, с которыми столкнулись оптические компьютеры, является недостаточная точность. Например, эти устройства имеют практический предел точности от восьми до 11 бит в основных операциях. Недавние исследования показали способы решения этой проблемы. Алгоритмы цифрового разделения, которые могут разбивать матрично-векторные продукты на субпродукты с более низкой точностью, работающие в тандеме с кодами исправления ошибок, могут существенно повысить точность операций оптических вычислений.

"Оптические устройства хранения данных также будут важны при разработке оптических компьютеров. В настоящее время изучаются такие технологии, как усовершенствованные оптические компакт-диски, а также технологии оптической памяти с записью/чтением/стиранием. Голографическое хранение данных также сулит большие надежды. для хранения оптических данных высокой плотности в будущих оптических компьютерах или для других приложений, таких как хранение архивных данных.

«Прежде чем цифровые оптические компьютеры получат широкое коммерческое использование, необходимо решить множество проблем при разработке соответствующих материалов и устройств. По крайней мере, в ближайшем будущем оптические компьютеры, скорее всего, будут представлять собой гибридные оптико-электронные системы, использующие предварительная обработка входных данных для вычислений и постобработка выходных данных для исправления ошибок перед выводом результатов. Однако перспектива полностью оптических вычислений остается весьма привлекательной, и цель разработки оптических компьютеров по-прежнему достойна внимания.

Читайте также: