第一节微电子与计算机技术(8)

专业知识

自从美国英特尔公司1971年设计制造出4位微处理器芯片以来，在30年的时间内，CPU从Intel 4004，8008、8086、80286，80386，80486发展到Pentium 4，数位从4位、8位、16位、32位发展到64位；主频从几兆到1GHz；中央处理器CPU芯片里集成的晶体管数由2000个跃升到2800万个以上；半导体制造技术规模由小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路，达到甚大规模集成电路。封装的输入／输出引脚从几十根，逐渐增加到几百根。

目前，芯片制造所采用的光刻技术已经开始接近极限，一种被称为EUV(Extreme Ultra Violet)的高级光刻技术被视为保证摩尔定律今后依旧适用的法宝，它可以使半导体制造商在芯片上蚀刻电路线的等级达到0．1μm以下。研究人员指出，其芯片性能可以比现在提高100倍，存储容量也可以达到目前的100倍以上。

利用EUV技术所生产的首枚芯片的时钟频率将达10GHz，而目前Intel和AMD所销售的最快的芯片速度为1GHz。对于这项下一代光刻技术所能达到的精度，可以将其类比为从航天飞机识别地球上一个区所需要达到的精度。

总而言之，1975年后的计算机大规模应用主要归功于英特尔公司发明了微处理器，并得到不断发展；其次要归功于软件的开发与研制，美国微软公司具有市场敏锐性和组织商务能力，在PC机刚问世的时候便投入操作系统软件的研制，并成为当今计算机操作系统的霸主。

三、人工智能技术

人工智能(Artificial Intelligence)是指用计算机模拟人的思维和推理过程。由计算机来表示和执行人类的智能活动，如判断、识别、理解、学习、规划和问题求解等，这就是人工智能。人工智能的研究对象和内容可概括为“机器智能、智能机器”。“机器智能”是研究如何提高机器的应用水平(主要指计算机应用的智能水平)；“智能机器”是研究如何设计高智能水平的机器(特别是智能计算机)的。目前，常见的人工智能系统有专家系统、知识库系统、智能机器人、机器视觉和模式识别、自然语言理解等。随着技术发展和社会进步，这些系统将获得越来越广泛的应用。

1．人工智能的发展

1950年，著名的计算机专家阿兰：图灵(Alan Turing)在《心灵》杂志上发表了一篇划时代的论文——《计算机器和智能》。在这篇论文中，图灵认为，机器能不能思维的问题应当用机器能否通过他设计的“图灵测试”的问题来代替。如果机器能通过这个测试，就可以说机器具有思维。虽然当时还没有机器能通过他的测试，但他认为，到20世纪末，人们所设计的智能机器将通过他的测试。

计算机诞生的初期主要用于帮助人们进行数值计算，在这方面，计算机表现出卓越的能力。与此同时，人们也开始尝试用计算机进行下棋、翻译语言和定理明等智能行为。在这方面，计算机的表现也非同凡响。1976年，美国伊利诺斯大学的阿佩尔在三台计算机上用了1200h，做出了200亿个逻辑判断，终于证明了100多年来人们一直想证明而没能证明的四色定理。这一成果说明：在专门领域内，计算机的运算能力远远超过了人类。1997年5月 11日，IBM“深蓝”计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕罗夫。这是机器智能水平的一次荣誉记录，也是人工智能软件的一个成功范例。

(1)专家系统。人们解决问题时，不仅需要一定的策略，更需要有一定的技巧和知识，包括常识性和专门性知识。各个领域的专家之所以成为专家，其主要原因在于他们拥有大量的专门知识，特别是那些通过长期实践摸索出来的经验知识。因此，在一个模拟人类求解的程序中，不能没有知识，尤其是处理难解问题的专门知识。完善的知识系统加上合适的推理手段构成的智能系统，就是专家系统(Expert System)。专家系统的出现，标志着人工智能开始走向应用化阶段。