计算机智能化中冯·诺依曼体系结构的局限性

董晶晖

四川大学计算机学院2009级一班，成都 610225

计算机智能化中冯·诺依曼体系结构的局限性

董晶晖

四川大学计算机学院2009级一班，成都 610225

计算机经过了半个多世纪的发展，依旧无法和人脑相匹敌。这种差距在某种程度上，是由冯·诺依曼体系结构的局限性造成,具体体现在数据的表达方式和存储器的设计上。量子计算机具备的量子力学特性可以扩充经典计算机的逻辑和数学基础。这些特性为计算机提供了新的发展方向，很可能取得突破性进展。

冯·诺依曼体系结构；人脑；量子计算机

von Neumann architecture；human brain；quantum computer

引言

计算机初期除了运算速度高于人脑，其余的性能远低于人脑。计算机经过50多年的发展，性能已经超过了人脑，这为人工智能的实现提供了条件。但是计算机仍然没有达到人工智能阶段[1]。至今还没有任何一台计算机通过图灵测试。而冯·诺依曼体系正是现代计算机的结构基础。本文将从冯·诺依曼体系出发，讨论该体系对于现代计算机智能化的局限。这里将会重点讨论二进制的数据表达和存储器结构的局限性。

1 数字表达的局限

现代计算机主要采用冯·诺依曼体系结构，即二级制数字计算机[2]。数字计算机具有极高的准确度，可完成大量的复杂运算。人脑的生物脉冲频率为100Hz，仅相当于2bit或3bit十进制数字计算机的准确度水平。这种准确度甚至低于模拟计算机的准确度。但是，人脑却可以完成计算机都无法胜任的复杂工作。这种差距的出现，源于数字表达信号和逻辑门等价的局限性。……