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数字化工程与计算机局限性

发布时间:2019-05-18 16:14 来源:未知 编辑:admin

  计算机是20世纪40年代人类的伟大发明之一。对于20世纪下半叶乃至21世纪的人类社会、经济、生活各个方面产生着深刻影响。但计算机处理信息的能力,在今天还远远不是无所不包。计算机仍然有着局限性。说清这一点,是科普工作者的责任。

  1.运算速度和存储容量还远不能满足实际的需要。虽然短短的50余年仅运算速度(5000次/秒到数百万亿次/秒)和存储容量(千量级到千兆量级)两项就提高了将近10的20次方的倍数,但是还远远不够。例如,国际象棋与围棋的问题。由于速度和容量的大幅度提高,兰深Ⅰ型机没有战胜国际象棋冠军,而Ⅱ型机战胜了国际象棋冠军卡斯波洛夫。围棋计算机尚未问世,也是因为速度和容量还远远不够,首先最根本的是容量,仅仅围棋的盘面就有3的161次方个状态(19X19=161点位,黑白空),存一个状态就要若干字节。这样一个巨大的存储容量是当今计算机远远不能解决的。

  2.计算机处理的信息必须量化,凡是不能数字量化的信息,当今的计算机都不能处理,这又是计算机的局限性之一。例如,汉字处理的问题,当汉字机内码、输入方法以及汉字信息处理软件解决后,就完成了汉字信息的数字量化的工作。同样,研制出了表述“色彩”量化的“色立体”,色立体是由色相、纯度、明度三个要素构成的三维立体模型,可以生成上万种色彩。此后,计算机就可以处理色彩问题了。

  3.要让计算机完成什么工作,必须由人为其编制一步不差的运行程序,错了一个符号,计算机也不能工作。今天的计算机还是一个刺激系统,发出一个正确的命令,计算机就有一个正确的反映,否则一定出错。还必须给电脑“指路”,这个“指路”就是程序,就是软件。当前,由于软件的发展或许指出比较模糊的路,电脑也能认识并走下去。但是要出现革命性的突破,还要取决于基本理论和人工智能有了突破性进展。另外,当计算机的速度和容量发展到足够的大时,也许将会发生量变到质变的飞跃过程。而人类的思维、触觉、感情等一类的信息尚不能数字量化,因此计算机还不能处理。

  对被处理的对象、事物或问题的信息进行数字量化的过程称为数字化。该过程包括:建立数学模型、构造数据库、进行量化计算、研究计算方法、编制运行程序,使之计算机可以接受并进行处理的文件。

  数字化的的工作,再加上对被处理的对象、事物或问题的信息进行研究分析,硬件建设,环境配套,使用界面,人员培训等各类问题,统称为数字化工程。

  数字化具有1.速度快(现今已达14.3(另有报道说13.6)万亿次/秒;实验室样机做

  到数百万亿次/秒)2.精度高(取决于字长和存储容量),通用性极强。3.除了高速数值计算能力外,有灵活的逻辑运算能力,可以完成比较、判断、推理功能。数字电子计算机的功能和作用,已经远远超出单纯用作计算工具的范畴。

  人工智能的实质性突破,需要生物、化学、医学专家和信息科学技术专家从人脑和电脑双方面研究并融合渗透,这里有大量的前瞻性研究、基础研究的课题以及工程技术问题, 也 包括大量的未来计算机的研究(详细请见附录)。在本世纪前半期是有希望取得突破性成果的。

  大约20世纪70年代,科学家们知道了人脑有1万亿个脑细胞,其中包括:1/10(1千亿)个是活动神经脑细胞;9/10(9千亿)个起着“粘着”、滋润和隔离活动神经脑细胞的其他脑细胞。这1千亿个活动神经脑细胞的每1个上面又可生长2万个“分支”。另外9千亿个其它细胞的机理和功能尚不清楚。科学家们预言:这9千亿个细胞当中的部分有可能进化为活动神经脑细胞。

  直到今天,人类对自身的“脑”如何完成信息的记忆、传递和处理还是很肤浅的。即使这样,我们可以计算对比,进化到今天的一个人的脑,就是一个巨大无比的信息网络,比今天的国际互联网(Inter)还要大。现在对未来计算机描绘出的容量、速度和体积就更加接近人脑。研究成果表明:人脑信息网络的信息传递是由化学电子完成的,可以准确地记录脑电波。“人机对话”非常重要;“脑机对话”已有研究。当科学家们对人脑和电脑研究到相当的程度并发生了融合与渗透,就会碰撞出人们意想不到的事情,就可能会出现量变到质变的飞跃。

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