信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程及在各領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

董力侖

（長(zhǎng)春大學(xué)理學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130022）

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷史

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷史并不漫長(zhǎng)，從其發(fā)展過(guò)程我們不難看出，計(jì)算機(jī)的未來(lái)將直接影響到人類(lèi)生活的未來(lái)。

在1946年，美國(guó)賓尼法尼亞大學(xué)研制出了世界上第一臺(tái)電子管數(shù)字計(jì)算機(jī)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)的主要功能是為軍工導(dǎo)彈的設(shè)計(jì)計(jì)算而設(shè)計(jì)。雖然第一臺(tái)計(jì)算機(jī)開(kāi)辟了計(jì)算機(jī)從無(wú)到有的歷史，但由于其體積龐大和計(jì)算能力有限，并沒(méi)有得到普及和廣泛的應(yīng)用，更沒(méi)有得到量產(chǎn)。

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，在第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后的10年后，也就是1956年，以晶體管為核心的第二代電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)了。與電子管計(jì)算機(jī)相比，晶體管電子計(jì)算機(jī)不僅具備電子管計(jì)算機(jī)的全部功能，而且又具備了體積小，重量輕、壽命長(zhǎng)，計(jì)算能力快，效率高，發(fā)熱少等優(yōu)點(diǎn)。不僅如此，一系列計(jì)算機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言也隨之出現(xiàn)，讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)變得更為穩(wěn)定，多重程序的設(shè)計(jì)讓計(jì)算機(jī)的應(yīng)用開(kāi)始變得逐漸寬泛起來(lái)。

可以說(shuō)，在1958年集成電路的出現(xiàn)，將計(jì)算機(jī)也帶進(jìn)了第三個(gè)時(shí)代，那就是集成電路計(jì)算機(jī)。在同一時(shí)期提出的還有計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)思想，計(jì)算機(jī)的主要存儲(chǔ)器也由芯片存儲(chǔ)逐步過(guò)度到半導(dǎo)體存儲(chǔ)，邏輯部件由笨拙繁多的晶體管改變?yōu)橹行⌒偷募呻娐?，從而在體積上實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步減小，為計(jì)算機(jī)的家庭化和普及化奠定了基礎(chǔ)。在運(yùn)算速度上和存儲(chǔ)量上，集成電路計(jì)算機(jī)在技術(shù)上也是突飛猛進(jìn)的。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的雛形，出現(xiàn)在1967年。當(dāng)時(shí)，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，為計(jì)算的現(xiàn)代化發(fā)展和應(yīng)用提供了完美的技術(shù)上的支持。計(jì)算機(jī)技術(shù)更加趨向于專(zhuān)業(yè)化和智能化的發(fā)展方向，其操作也更為簡(jiǎn)單，存儲(chǔ)量更大，運(yùn)算速度有了歷史性的飛躍。不僅如此，因?yàn)榇笠?guī)模集成電路的造價(jià)相對(duì)較低，其價(jià)格優(yōu)勢(shì)為計(jì)算的量產(chǎn)奠定了價(jià)格基礎(chǔ)，更為計(jì)算機(jī)的普及起到了決定性作用。

2 信息和計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)狀

信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門(mén)綜合性學(xué)科,集計(jì)算機(jī)、信息經(jīng)濟(jì)管理為一體 。在當(dāng)代社會(huì)里，我們時(shí)刻被來(lái)自各個(gè)渠道的信息所包圍，信息的重要性顯得尤為突出。信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)密不可分，相輔相成，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)信息的生成、收集、傳輸及再處理就是現(xiàn)代電子信息工程的主要作用。用最為形象和直白的語(yǔ)言來(lái)形容信息和計(jì)算機(jī)的關(guān)系就是：計(jì)算機(jī)幫助使用者，從眾多紛雜的信息中，通過(guò)計(jì)算、分辨和挑選出用的信息來(lái)供使用者參考。

2.1 專(zhuān)業(yè)性越來(lái)越突出

從1967年到現(xiàn)在，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展了整整50個(gè)年頭，在社會(huì)各行各業(yè)中的應(yīng)用也是十分普遍，成為現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展必不可少的工具之一?？v覽現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，其發(fā)展方向也越來(lái)越向?qū)I(yè)化發(fā)展，領(lǐng)域內(nèi)的獨(dú)特的計(jì)算需求表現(xiàn)的越來(lái)越突出。如在我國(guó)醫(yī)療、航天等行業(yè)內(nèi)，專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)不同的使用領(lǐng)域和對(duì)象，計(jì)算機(jī)的發(fā)展也開(kāi)始進(jìn)行著相應(yīng)的調(diào)整和改造創(chuàng)新，以滿(mǎn)足特殊領(lǐng)域的特殊計(jì)算需求，有很多專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，會(huì)根據(jù)某一領(lǐng)域的需求，量身定做出適合領(lǐng)域科研要求的計(jì)算機(jī)。

2.2 智能性越來(lái)越明顯

2015年，可以說(shuō)是人工智能發(fā)展的元年。在那一年，著名的圍棋計(jì)算機(jī)阿爾法狗，接連贏(yíng)下多位世界著名的圍棋選手。汽車(chē)無(wú)人智能駕駛，同樣出現(xiàn)在那一年。可以說(shuō)，人工智能所帶來(lái)的技術(shù)性改變，在很大程度上顛覆了人類(lèi)對(duì)傳統(tǒng)生活方式的認(rèn)知，更使得很多的不可能變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。

來(lái)自市場(chǎng)的數(shù)據(jù)顯示，計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展周期為一年半，也就是18個(gè)月。但目前，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展速度和軟件出現(xiàn)的速度，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展。智能系統(tǒng)、智能手機(jī)、智能機(jī)器人、智能門(mén)禁等等，越來(lái)越多的智能化電子設(shè)備出現(xiàn)在我們的生活當(dāng)中。因此，為了滿(mǎn)足智能化發(fā)展的需求，計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展方向也越來(lái)越智能化。

2.3 實(shí)用性越來(lái)越強(qiáng)

任何工具的出現(xiàn)，都是為了滿(mǎn)足方便人們需求而設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)作為一種高科技的技術(shù)性工具，其實(shí)用性的本質(zhì)也不會(huì)改變。如在飯店中，服務(wù)員點(diǎn)菜開(kāi)始使用平板電腦，在車(chē)輛交易現(xiàn)場(chǎng)，驗(yàn)車(chē)工作人員僅用一個(gè)平板電腦就能完成車(chē)輛的檢測(cè)、信息錄入等工作。

隨著移動(dòng)互聯(lián)的高度普及，信息和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)也逐漸向著輕便、靈巧的移動(dòng)互聯(lián)方向發(fā)展。如筆記本電腦在一些戶(hù)外工程上的應(yīng)用，就遠(yuǎn)比臺(tái)式電腦方便的多，而平板電腦的出現(xiàn)，更是將實(shí)用性和方便性上升到另外更高的高度。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的實(shí)用性越來(lái)越強(qiáng)，我們的生活質(zhì)量也會(huì)變得越來(lái)越高，信息化程度和智能化程度也將越來(lái)越高。

3 信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

從前面計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程上，我們不難看出，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)就是為人類(lèi)的發(fā)展需求而服務(wù)的，半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過(guò)程，已經(jīng)讓信息和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)前所未有的高度，其應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會(huì)的每一個(gè)角落之中。在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，也絕非用短短幾百字就能夠完全說(shuō)的清楚?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)將在以下幾個(gè)方向會(huì)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。

首先是在納米技術(shù)上的發(fā)展，納米是一個(gè)長(zhǎng)度單位，納米技術(shù)的應(yīng)用，可以改變計(jì)算現(xiàn)有的計(jì)算能力和處理速度，通過(guò)納米材料的應(yīng)用，存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)空間將會(huì)變得更加具有擴(kuò)展性。從而使得信息的存儲(chǔ)和處理更加方便，使得整體計(jì)算機(jī)水平再次得到質(zhì)的跨越。

其次是在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，眾所周知，IPv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的出現(xiàn)，有效解決了網(wǎng)絡(luò)IP地址緊缺的現(xiàn)狀，使得萬(wàn)物互聯(lián)由設(shè)想變得觸手可及。萬(wàn)物互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)，和大數(shù)據(jù)的處理和龐大的計(jì)算能力，以及信息處理能力密不可分，集群系統(tǒng)將成為計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要應(yīng)用方向，強(qiáng)大的大數(shù)據(jù)分析能力將會(huì)徹底改變我們目前的生活，使得人類(lèi)的生活變得更為智能化和便捷化。

最后要說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)云技術(shù)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，讓人們獲取信息的渠道變得更加方便和快捷，看似讓人們擺脫了電腦的限制。但實(shí)際上，我們從手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備上獲取信息的背后，是龐大的計(jì)算機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)云技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的核心技術(shù)，其發(fā)展和應(yīng)用也將帶動(dòng)著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。

4 結(jié)語(yǔ)

信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，為人們的現(xiàn)代化生活提供了有力的技術(shù)支持，為人們的生活和工作帶來(lái)了極大的便利，為當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生產(chǎn)力的提高有著重要的推動(dòng)作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)的是，未來(lái)的信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)將會(huì)變得更為人性化、智能化和普及化，在使用體驗(yàn)上也將會(huì)變得更加穩(wěn)定。

[1]王陽(yáng)陽(yáng).試析信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的綜合研究[J].科技與企業(yè),2014（4）:104

[2]教育部數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)規(guī)范（試行稿）[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2003，19（1）：6-10.

[3]崔國(guó)防.大學(xué)信息社會(huì)的理論與模式[M].北京：高等教育出版社，1999.