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神经计算机（第1页）

神经计算机

传统的计算机在进行繁琐、复杂的数值运算时，例如，计算圆周率π，就显得十分有能耐，比人高强；然而，面对人类认为比较容易的有关识别、判断方面的问题时，就显得笨手笨脚，力不从心。

为了解决这个问题，科学家们一心想发明神经计算机，或叫神经元网络计算机。

神经网络计算机的工作原理类似人脑。人脑由100亿～150亿个神经元组成，而每个神经元又和数千到数万个神经元相连接。神经网络计算机正是利用与人脑非常相似的神经网络进行信息处理的。

神经网络计算机有着许多特点：

第一，有着极强的自学能力。人们利用神经网络计算机的自学特点，可以方便地“教”会它认读自然语言文字。

第二，神经元网络计算机的“智能”好像是自发产生的，不是严格设计出来的，这是各个神经元所做的简单事情集合起来的结果。这一点同人的大脑的工作原理极相似。

第三，神经元网络计算机的资料不是贮存在存储器中，而是贮存在神经元之间的网络中。这就是说，即使个别神经网络断裂、破坏，也并不影响整体的运算能力，即它具有重建资料的能力。

现在，人工神经网络技术的研究，已在许多部门获得了实际应用。例如，信息识别、系统控制、检测与监测智能化等。

可以预计，在21世纪，人工神经网络的研究将会有新的突破。虽然用无生命的元器件实现人脑的所有功能是不可能的，但在某些特定的智能方面，接近或达到人脑水平的神经网络计算机将会十分普遍，届时，神经网络计算机将渗透到人类生活的各个领域。

神经计算机是按照一种仿效人脑的神经网络模型工作的。由于这种模型能通过电路予以实现，因此人们不仅可以通过这一模型了解人的神经细胞是怎样工作的，而且还能把它制成集成电路的芯片，使计算机仿效神经系统工作。于是，便出现了利用神经网络工作原理的神经计算机。

神经计算机不仅能够进行并行处理，而且还具有以下两种能力：第一，具有联想能力，例如见到红的、圆的、有芬香味的东西，便会联想起这是苹果。第二，具有自我组织能力，神经计算机通过多次处理同类问题，能够把各神经元连接成最适于处理该问题的网络，通过做同类工作而有所改进便是具有学习功能。

最能发挥神经计算机长处的工作有图像识别、声音识别、运动控制等。

由于神经计算机采用并行处理方式，很适合用光计算机来实现。今后，光计算机得到实用时，光神经计算机将会有更诱人的前景。

光计算机

现有的计算机是电子计算机，它是由电子器件组成的，以电子作为传送信息的媒介。

科学家们在研究提高计算机运算速度时，想在这个问题上另辟蹊径。他们从光电传输和光电转换器件中得到启发，既然光子与电子都可作为传输信息的载体，并且借助某些装置还能实现光电或电光的转换，那么，为什么不能用光子取代电子，设计出光计算机昵?

将光与电加以比较，将会现许多优越性。

首先，光速为30万千米／秒，而电子的运动速度只有在理想条件下才能接近光速。

其次，在实际应用中，硅集成电路执行开关操作时，电子的运动会受到各种阻碍，其运行速度比光速至少要慢1000倍。电子运动遇到障碍时，还会释放热量，即消耗能量，而光则显得特别“轻松”。

再次，电子带有负电荷，运动时又会受到电磁场的制约；光子的运动是不受影响的。

还有，电子开关器件一次只能处理一个信号，如果将其变为光器件，则一次能够执行多个开关操作，因它可被多束光同时驱动，各束光之间相互独立，互不干扰。

光计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息贮存和处理的新型计算机。

光计算机的研制有着重要的意义，一旦成功，其运算速度可高达l万亿次，存贮量将达到100亿二进制单位。这个数字要比传统计算机的速度快1000倍，存贮量大100万倍，从而可使诸如三维图像的实时信息处理、模式识别等难题迎刃而解。这是一个多么让入激动而又诱人的前景啊!

尽管在研制光计算机的道路上荆棘遍布，但科学家们对此却十分乐观，并寄予厚望。

美国著名的电子学家比尔·沃尔什预言：“2000年以后，光计算机将开始取代电子计算机，而且将成为主要的计算机技术。”

光计算机有三个特点。第一，光的频率比电的频率高得多，所以信息传输速度快，传输容量大。第二，它的切换和运算元件的响应速度快，容易实现高速处理。第三，两种光波在一起行进时不容易发生干涉，不像两种电波在一起容易发生干扰，所以适合于进行并行处理。第四，容易相互连接。电信号在传输中，线路上的元件存在有阻抗匹配问题，而光信号传输无这种问题。

所以人们希望光计算机能成为新一代的高速计算机，尤其用于制造要求并行处理的神经计算机。但是，光计算机的基础技术、关键器件都还不成熟，因此还很难预测何时才能实用。