生物計算機也稱為什麼分子計算機

㈠ 什麼是生物計算機

人們驚嘆於錢鍾書先生超凡的記憶力。據說有人從圖書館隨便翻出什麼古典文集來，錢鍾書都能准確無誤地復述其內容。20世紀的人，只能為之興嘆，稱之為天才；但是，生活在21世紀的人們就有可能與錢鍾書在記憶力上一試高低。這種可能性來自即將成為21世紀人類生活新夥伴的生物電腦。

中國科學院計算機研究所的專家胡偉武告訴記者，目前以集成電路為基礎的傳統計算機已經快要發展到極限。按照目前的速度，計算機發展遵循的「摩爾定律」（每18個月晶元速度翻一番，價格降低一半）將在2007年失效。生物技術與計算機技術聯姻的生物電腦成為計算機發展的一個新的突破口。

生物電腦就是利用生物分子代替硅，實現更大規模的高度集成。

傳統計算機的晶元是用半導體材料製成的，1毫米見方的矽片上最多不能超過25萬個。而生物晶元上生物計算機的元件密度比人的神經密度還要高100萬倍，傳遞信息的速度也比人腦的思維速度快100萬倍。

生物電腦的另一個顯著特點就是存儲量極大。單個的細菌細胞，大小隻有1微米見方，與一個硅晶體管的尺寸差不多，但是卻能成為容納超過1M位元組的DNA存儲器。生物晶元快捷而准確，可以直接接受人腦的指揮，成為人腦的外延或擴充部分，它以從人體細胞吸收營養的方式來補充能量。

生物電腦將能用來改善和增強人的記憶力。英國電信研究所所長科克倫甚至感慨道：「想想擁有一個真正快速處理數據和記憶的大腦吧，它不會曲解，不會老化。我們將不會忘掉任何東西，也可以加工一切信息……」

生物電腦最終會促使電腦與人腦的融合。目前最新一代實驗計算機正在模擬人類的大腦。英國劍橋大學研究發現了「生物電路」，一些蛋白質的主要功能不是構成生物的某些結構，而是用於傳輸和處理信息。人們正努力尋找神經原與硅晶元之間的相似處，研製基於神經網路的計算機。盡管目前研製出來的最先進的神經網路擁有的智力還非常有限，但大多數科學家認為，仿生計算機是未來發展之路。國外有科學家預言，到2020年，運算速度更快的生物將取代硅晶元。

生物計算機能夠如同人腦那樣進行思維、推理，能認識文字、圖形，能理解人的語言，因而可以成為人們生活中最好的夥伴，擔任各種工作，如可應用於通訊設備、衛星導航、工業控制領域，發揮它重要的作用。美國貝爾實驗室生物計算機部的物理學家們正在研製由晶元構成的人造耳朵和人造視網膜，這項技術的成功有望使聾盲人康復。

生物電腦的成熟應用還需要一段時間，但是目前科學家已研製出生物電腦的主要部件———生物晶元。美國明尼蘇達州立大學已經研製成世界上第一個「分子電路」，由「分子導線」組成的顯微電路只有目前計算機電路的千分之一。

生物電腦

電腦的性能是由元件與元件之間電流啟閉的開關速度來決定的。科學家發現，蛋白質有開關特性，用蛋白質分子作元件製成的集成電路，稱為生物晶元。使用生物晶元的計算機稱為蛋白質電腦，或稱為生物電腦。已經研製出利用蛋白質團來製造的開關裝置有：合成蛋白晶元、遺傳生成晶元、紅血素晶元等。
用蛋白質製造的電腦晶元，在1平方毫米面積上可容納數億個電路。因為它的一個存儲點只有一個分子大小，所以存儲容量可達到普通電腦的10億倍。蛋白質構成的集成電路大小隻相當於矽片集成電路的10萬分之一，而且運轉速度更快，只有10－11秒，大大超過人腦的思維速度；生物電腦元件的密度比大腦神經元的密度高100萬倍，傳遞信息速度也比人腦思維速度快100萬倍。
生物晶元傳遞信息時阻抗小，耗能低，且具有生物的特點，具有自我組織和自我修復的功能。它可以與人體及人腦結合起來，聽從人腦指揮，從人體中吸收營養。把生物電腦植入人的腦內，可以使盲人復明，使人腦的記憶力成千上萬倍地提高；若是植入血管中，則可以監視人體內的化學變化，使人的體質增強，使殘疾人重新站立起來
美國已研究出可以用於生物電腦的分子電路，它由有機物質的分子組成，只有現代電腦電路的千分之一大小。

㈡ 什麼是生物計算機

生物計算機又稱仿生計算機，是以生物晶元取代在半導體矽片上集成效以萬計的晶體管製成的計算機。它的主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子，並以此作為生物晶元。生物計算機晶元本身還具有並行處理的功能，其運算速度要比當今最新一代的計算機快10萬倍，能量消耗僅相當於普通計算機的十億分之一，存儲信息的空間僅佔百億億分之一。

㈢ 什麼是生物計算機

生物計算機也稱仿生計算機，主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子，並以此作為生物晶元來替代半導體矽片，利用有機化合物存儲數據。信息以波的形式傳播，當波沿著蛋白質分子鏈傳播時，會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化。運算速度要比當今最新一代計算機快10萬倍，它具有很強的抗電磁干擾能力，並能徹底消除電路間的干擾。能量消耗僅相當於普通計算機的十億分之一，且具有巨大的存儲能力。生物計算機具有生物體的一些特點，如能發揮生物本身的調節機能，自動修復晶元上發生的故障，還能模仿人腦的機制等。

生物計算機是以核酸分子作為「數據」，以生物酶及生物操作作為信息處理工具的一種新穎的計算機模型。生物計算的早期構想始於1959年，諾貝爾獎獲得者Feynman提出利用分子尺度研製計算機；20世紀70年代以來，人們發現脫氧核糖核酸(DNA)處在不同的狀態下，可產生有信息和無信息的變化。

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生物計算機的優點：

1. 體積小,功效高。

生物計算機的面積上可容納數億個電路,比目前的電子計算機提高了上百倍。同時，生物計算機，已經不再具有計算機的形狀，可以隱藏在桌角、牆壁或地板等地方，同時發熱和電磁干擾都大大降低。

2. 生物計算機的晶元永久性與可靠性

生物計算機具有永久性和很高的可靠性。若能使生物本身的修復機製得到發揮，則即使晶元出了故障也能自我修復。（這是生物計算機極其誘人的潛在優勢）蛋白質分子可以自我組合，能夠新生出微型電路，具有活性，因此生物計算機擁有生物特性。生物計算機不再像電子計算機那樣，晶元損壞後無法自動修復，生物計算機能夠發揮生物調節機能，自動修復受損晶元。因此，生物計算機可靠性非常高，不易損壞，即使晶元發生故障，也可以自動修復。因此，生物計算機晶元具有一定的永久性。

3. 生物計算機的存儲與並行處理

生物計算機在存儲方面與傳統電子學計算機相比具有巨大優勢。一克DNA存儲信息量可與一萬億張CD相當，存儲密度是通常使用磁碟存儲器的1000億到10000億倍。生物計算機還具有超強的並行處理能力，通過一個狹小區域的生物化學反應可以實現邏輯運算，數百億個DNA分子構成大批DNA計算機並行操作。尤其是生物神經計算機，具備很好的並行式分布式存儲記憶，廣義容錯能力。在處理玻爾茲曼自動機模型和一些非數值型問題時表現出巨大潛力。真正擺.脫馮諾依曼模型，真正實現智能。

4.發熱與信號干擾

生物計算機的元件是由有機分子組成的生物化學元件，它們是利用化學反應工作的，所以；只需要很少的能量就可以工作了，因此，不會像電子計算機那樣，工作一段時間後，機體會發熱，而生物計算機的電路間也沒有信號干擾。

5.數據錯誤率

DNA鏈的另一個重要性質是雙螺旋結構，A鹼基與T鹼基、C鹼基與G鹼基形成鹼基對。每個DNA序列有一個互補序列。這種互補性是生物計算機具備獨特優勢。如果錯誤發生在DNA某一雙螺旋序列中，修改酶能夠參考互補序列對錯誤進行修復。雙螺旋結構相當於計算機硬碟RAID1陣列，一塊硬碟位另一塊硬碟的鏡像，當第一塊硬碟破壞時，可通過第二塊硬碟進行數據修復。生物計算機自身具備修改錯誤特性，因此，生物計算機數據錯誤率較低。

㈣ 什麼是生物計算機

用生物晶元製造的計算機就是生物計算機。所謂生物晶元就是指用蛋白質分子作元件製造成的集成電路，因此也有人稱生物計算機為蛋白質計算機、下一代計算機。

生物計算機的外部用一種非常薄的玻璃膜製成，內裝精巧的晶格，晶格里安放生物晶元。由生物晶元組成的生物集成塊完成計算機主體工作。這種計算機有著廣闊的發展前景，因為它有很多優點：

第一、體積小。1平方毫米晶元可容納數億個電路，晶元密集度可達到每平方厘米1015～1016個，生物計算機的體積可縮小至現在計算機的103～105分之一。

第二、存儲容量大。生物計算機一個存儲點只有一個分子大小，所以生物計算機的存儲容量可達到普通計算機的10億倍。

第三、運算速度快。科學家估計，蛋白質集成電路大小是矽片集成電路的千分之一，甚至達到十萬分之一，而運算一次只需要10-11秒，僅為目前集成電路的運算時間的萬分之一。生物計算機運算比現在計算機快多了。生物計算機元件的密度比人腦神經細胞的密度高100萬倍。

第四、散熱快。生物晶元中傳遞信息時，由於受到的阻抗低，耗能低，僅相當於一般計算機的十億分之一，所以容易散熱。

第五、可靠性高。生物計算機一個重要特點就是具有自我組織自我修復功能，它若與人腦結合起來，聽從人腦指揮，就可以具有更高的性能。生物計算機可以用基因工程方法進行生產製造，成本相當低。

二十世紀八十年代初，美國海軍科研實驗室研究工作出現了「生物計算機機熱」。1984年，日本開始研究生物計算機，每年經費高達80億日元，到1985年，把這一研究列為國家重點開發計劃。1987年，英國撥款3000萬英鎊，用於進行生物計算機研究。

科學家利用蛋白質製造出「開關裝置」，並且已確定，可以利用細胞色素C、細菌視紫紅質、遺傳基因分子、導電聚合物等蛋白質製造生物晶元。美國科技人員已率先研究出用於生物計算機的分子電路，它由有機物質的分子組成。由分子導線組成的顯微電路，其大小僅為現代計算機電路的千分之一。

由於生物計算機有些關鍵技術還存在許多問題沒有解決，因此科學家預測，估計要到2015年左右，生物計算機才能廣泛應用。

㈤ 我想問一下，什麼是生物計算機

生物計算機是用生物材料取代晶體管的計算機，晶體管是計算機最重要的電子元件，一般由半導體製成，現在技術基本達到極限，而如果改為生物材料，如蛋白質分子，神經元細胞，計算機的運算速度將成數量級遞增。