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您从未想到的10大最重要技术

2020-01-09 17:08:02   来源:

我们当然生活在一个神奇的世界中。我们被技术所包围,但我们很少停止考虑我们每天赖以生存的惊人进步。无论我们是上网冲浪,通过手机打电话,还是在大屏幕电视上观看DVD电影,我们都将现代便利视为理所当然。

然后,在这里,魔术师的帽子里窥视了十种技术,这些技术是我们数字时代的关键。如果没有意识到这一点,您可能已经使用了至少其中之一(如果不是全部的话)。但是,无论您是否意识到它们,没有这些技术,我们的世界将是一个截然不同的地方。

Unicode

我们使用计算机进行各种通信,从即时消息到电子邮件,再到撰写美国小说。问题是,计算机不会说我们的语言。它们都是数字的;在它们可以存储或处理文本之前,必须首先将每个字母,符号和标点符号转换为数字。

那么我们使用哪些数字呢?早期的PC依靠一种称为ASCII的代码来处理西欧语言中使用的大多数字符。但是,在互联网时代还远远不够。西里尔文,北印度文或泰国文呢?

输入Unicode,即计算的Rosetta Stone。Unicode标准为30多种书面语言中的每个字母,符号或字形定义了一个唯一的数字,并且这个数字仍在增长。它几乎有1500页,并且还在不断增加,它非常复杂,但是自从Microsoft将其用作Windows NT操作系统家族的内部编码以来,它就一直受到关注。

我们大多数人永远都不需要知道哪个字符映射到哪个Unicode数字,但是如果没有Unicode,现代计算几乎无法做到。实际上,这就是让您立即在Web浏览器中阅读本文的原因。

数字信号处理

数字信号处理有助于使现代手机成为可能。数字音乐,数字照片,数字视频:很容易忘记我们生活在一个基本的模拟世界中。计算机只能通过应用高度复杂的数学(即数字信号处理(DSP))来处理我们所看到和听到的一切。

无论您在哪里找到数字媒体,DSP都可以通过专用芯片和电路的整个子类别来实现。当您的光盘驱动器从CD读取音乐时,DSP算法可纠正错误。当您将音频压缩到MP3文件中时,它们又在工作;当您通过环绕声扬声器播放时,它们又在工作。

DSP代表数字媒体,齿轮和弹簧代表怀表。它在表面下发挥其魔力:无形但完全必要。可以肯定地说,没有它,从DVD到手机,喷墨打印机到DSL宽带,我们今天理所当然的数字技术几乎都不可能实现。

托管代码

Microsoft的.NET是托管代码环境。编程比过去复杂得多。现代操作系统就像洋葱一样,具有子系统之间的层级以进行互连和管理。更糟糕的是,错误和不为人知的安全漏洞,即使是曾经看起来微不足道的漏洞,也可能是联网时代的严重威胁。

对于越来越多的开发人员,解决方案是使用旨在减轻某些负担的平台。为诸如Java和Microsoft .NET这样的托管代码环境编写的程序无法像传统程序那样在裸机上运行。相反,虚拟机充当软件和系统之间的中介。这就像是一个机器人保姆,负责计算机程序,默默地照顾着内存管理和其他家务劳动,同时在潜在的安全违规发生之前留意它们。

对于最终用户而言,托管代码程序似乎与传统程序没有什么不同,但是在虚拟机中运行的软件可提供更可靠,稳定和安全的计算体验。随着.NET迅速成为Windows开发的首选平台,托管代码可能很快就会成为规范,而不是例外。

晶体管

今年晚些时候,英特尔计划推出世界上第一个包含20亿个晶体管的集成电路。摩尔定律说,我们可以在集成电路中放入的晶体管数量大约每两年就会翻一番。那是很多晶体管-但是它们都做什么?

简而言之,晶体管很可能是20世纪最伟大的发明。它实际上只不过是一个电压控制的开关,但是这种谦逊的描述隐藏了难以置信的功率。晶体管以各种方式链接在一起,可以形成各种数字逻辑基础的电路,直到构成为现代PC和服务器供电的CPU为止。

使当今的芯片如此强大的原因在于,业界将组件紧密结合在一起的能力。PC内部处理器上的晶体管可能只有100个原子左右,而制造技术的进步将使它们不断缩小-至少暂时如此。

有一天,光学芯片甚至量子处理器可能会取代当前的芯片设计,并且性能要好很多倍。就目前而言,我们必须满足于不断改进已经为我们服务50年并不断增加的经常被忽视的技术。

XML

您可能听说过XML,但这是什么?它在哪里?

尽管您可能从未直接遇到过XML,但XML无处不在。到了第十个年头,它实际上已成为数据交换的通用语言。

XML代表“可扩展标记语言”-可扩展,因为开发人员可以添加它以满足特定应用程序的需求。但是真正使它变得有价值的是它是一种语言,就像HTML。与某些数据格式不同,XML文件不仅是难以理解的数字流。XML旨在供人类和机器读取。“讲XML”的开发人员可以查看以不熟悉的XML方言编写的文档,但仍然可以理解它要说的内容。

功能的强大组合使XML对各种应用程序都非常有用。但是,最大的麻烦可能是Microsoft决定为Office 2007切换到基于XML的文件格式。事实证明,您实际上可能现在就将XML文档放在桌面上,而没有意识到。

非易失性RAM

奇怪吗?您的口袋大小保持不变,但每年您可以携带的口袋越来越多。

1956年,IBM的第一个硬盘驱动器使用了2英尺宽的磁盘。很难相信当今的微型驱动器使用的是本质上相同的技术。诸如巨型磁阻的发现和垂直记录头的发明之类的进步已经产生了惊人的结果。在1990年至2005年之间,磁性硬盘驱动器的存储容量增加了1000倍,甚至使摩尔定律也蒙羞。

但是即使有了这些惊人的改进,硬盘驱动器在便携式设备上还是碰壁了。对于许多小工具来说,它们仍然太大且太脆弱。输入基于非易失性RAM的固态驱动器。该技术自1970年代以来一直用于存储,但是在制造工艺满足需求之前,它仍然保持着惊人的昂贵。现在无处不在:在最新的Creative Zen等MP3播放器中,以及在数码相机,手机甚至某些笔记本电脑中。

制造商并没有坐以待;。诸如“跑道记录存储器”之类的尖端技术可能会导致固态存储比以往任何时候都更小,更快和更可靠。

锂离子电池

小时候,我们的玩具是“不包括电池”的。另一方面,对于我们成熟的高科技玩具,电池通常是最重要的功能之一。随着移动性成为我们使用技术的方式所必不可少的,如果我们的选择仍然限于D,C和AA,那就根本不可能。

锂离子电池的发明是关键。最早的可充电电池是用铅制成的,几乎没有便携性的规定。但是因为锂是最轻的金属,所以锂基电池在给定的重量下可以存储比其他任何种类的电池更多的能量。较轻的电池意味着更小,更轻的设备。从1990年代开始,您实际上可以将手机放在口袋里。

运行时间仍然是一个持续的挑战,但是研究人员并不缺乏解决方案。除了使用纳米技术的改进型锂离子电池外,许多替代电池也正在慢慢进入市场,包括超级电容器和燃料电池。实际上,请原谅我说电池技术已准备好进行下一次大规模爆炸-而且个人技术肯定会因此而发展。

IP语音(VoIP)

VoIP使使用预付费电话卡的廉价长途电话成为可能。您进行了几次Skype通话,并从宽带提供商那里寻求了数字电话服务,但与您的距离近在咫尺。我们已经使用了VoIP(IP语音)技术。还是你这样想。实际上,VoIP正在彻底改变电信行业,模糊了语音通话和数字网络之间的界限。

那些提供最低国际费率的预付费电话卡?VoIP使它们成为可能。同样,越来越多的企业在幕后使用VoIP消除分支机构之间的长途费用。

通过Internet路由呼叫避免了传统电话公司的费用,更少的费用和税款意味着更低的价格。数字呼叫更易于定向和管理,这使其甚至对传统电话公司也具有吸引力。如果您永远居住的座机很快被全数字替代产品所取代,请不要感到惊讶-尽管您可能更聪明。

图形加速

认为您看中的视频卡仅对游戏有用吗?再想一想。它的图形处理单元(GPU)实际上就像是第二个高度专业化的CPU。当涉及某些复杂的数学运算时,其性能使您的台式机CPU蒙羞。

直到最近,当您不使用碎片时,所有的能力都被浪费了。但是计算机科学家也在寻找新颖的方法来使用GPU加速来加速屏幕外的应用程序。例如,斯坦福大学的一个项目-使用世界各地的许多个人计算机作为超级计算机来协助蛋白质折叠相关疾病的研究-可以将计算任务转移到GPU上,以使其性能倍增。

由于用于绘制3D图形的计算类型也适用于许多其他问题,因此GPU加速对于从数学密集型科学和工程到复杂的数据库查询的各种应用程序都可能有用。更新,更复杂的芯片(例如nVidia的Aegia物理引擎)可以做得更多。难怪nVidia已开始为工作站市场开发芯片。

您的PC的性能越来越不取决于任何单个芯片的速度。随着AMD和Intel进入游戏领域,期望未来的台式机CPU将CPU和GPU功能整合到单个多核封装中,从而为游戏玩家和非游戏玩家带来两全其美的体验。

高速网络访问

WiMax比更常见的Wi-Fi提供更大范围的宽带访问。如果没有快速Internet访问,我们将在哪里?容易忘记,仅仅十年前,我们大多数人仍在使用普通调制解调器。宽带革命带来了流媒体视频,MP3下载,互联网电话和多人在线游戏。而且我们全部归功于电视。

在1980年代,有线电视公司承诺提供500个全天候频道的频道。电缆准备成为进入房屋的最重要的电线。但是电话公司却袖手旁观。一项新技术可以将高频信号通过普通电话线传输,而以前这只对低带宽语音通话有用。电话公司将此视为提供按需提供视频并在自己的游戏中与有线电视公司竞争的机会。

大概他们以为。到1990年代中期,电信公司对视频点播的计划已经干dried,但是技术仍然存在。现在被称为DSL,它已经演变成高速上网的家庭入口。有线电视公司也采用了可比的技术,紧随其后的是宽带速度竞赛(包括DSL和电缆)。

电缆和DSL仍然在铜线上使用传统的频率信令,但是新的突破有望成为主流。光纤到户(FTTP)有望实现闪电般的网络速度,而WiMax会将宽带推入当今有线无法到达的地区。至于下一轮宽​​带革命将带来什么应用,那么,我们才刚刚开始想象。