計算機科學與技術(shù)的發(fā)展趨勢探討

黃銘斌 羅海濤

【摘 要】計算機科學與技術(shù)已經(jīng)深入人們生活的方方面面，與我們每個人息息相關(guān)。文章從分析計算機科學與技術(shù)所具有的現(xiàn)實意義的角度來探討計算機科學與技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢，論述了計算機科學與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并且進行了系統(tǒng)的總結(jié)，希望能夠為同行業(yè)研究計算機科學與技術(shù)問題提供些許參考。

【關(guān)鍵詞】計算機科學與技術(shù)；發(fā)展趨勢；研究

【中圖分類號】TP3-1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）06-0015-03

計算機的應(yīng)用在當今社會發(fā)展過程中已經(jīng)變得越來越普遍，其功能也越來越強大、機身越來越小巧、操作反應(yīng)越來越快速、操作系統(tǒng)也越來越智能化，甚至能夠與人類的大腦相互連接，提升了人們處理問題的能力，人們的工作與生活越來越離不開計算機。

一直以來，計算機科學與技術(shù)在科學技術(shù)、素質(zhì)教育、軍隊軍事、醫(yī)院醫(yī)療、國家體育等諸多領(lǐng)域的用途都非常廣泛，各行各業(yè)都離不開計算機，并且計算機科學與技術(shù)先于其他技術(shù)成為個人所能夠掌握的技術(shù)，全面輻射到個人生活的方方面面。然而，隨著社會的發(fā)展，人們對計算機科學與技術(shù)的要求越來越高，計算機科學與技術(shù)促進人們物質(zhì)文化財富創(chuàng)造得越多，人越能全面發(fā)展，從而又不斷地激發(fā)著計算機科學與技術(shù)的飛速發(fā)展。在研究計算機科學與技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景時，要關(guān)注計算機科學與技術(shù)的評價標準表現(xiàn)在計算機帶來的現(xiàn)狀改變和技術(shù)革新的結(jié)果返回到現(xiàn)實的世界對我們的影響，從而認識到研究計算機科學與技術(shù)發(fā)展趨勢的必要性。

1 計算機科學與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 計算機相關(guān)產(chǎn)品更新?lián)Q代

由于計算機科學與技術(shù)飛速發(fā)展，其相關(guān)產(chǎn)品不斷地更新?lián)Q代?，F(xiàn)階段，計算機應(yīng)用已經(jīng)深入人文、地理、社會、科學技術(shù)等領(lǐng)域，人們在實際操作計算機的軟件和硬件時會遇到這樣或那樣意想不到的故障，然而在保證高效解決計算機故障的同時，研究計算機科學與技術(shù)的不斷完善與更新能夠找到計算機軟件和硬件出現(xiàn)的問題原因，然后提出與之相對應(yīng)的解決措施，這是計算機科學與技術(shù)發(fā)展的核心課題。

目前，舊的計算機科學與技術(shù)已經(jīng)遠遠不能滿足社會對計算機技術(shù)革新的需求，過時的科學技術(shù)對人們的生活與工作起到了反作用，這時，新的計算機科學與技術(shù)應(yīng)運而生，當前高新的計算機應(yīng)有最先進的并行算法、最高效的并行編程環(huán)境和高性能計算應(yīng)用及更加人性化的操作平臺與外觀。結(jié)合當前計算機科學與技術(shù)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢來看，近幾年高性能計算機科學與技術(shù)將以更快的速度更新?lián)Q代，計算機的硬件材料也會大大改進，集成電路的體積不斷縮小，這樣能夠更好地為計算機的功能擴展服務(wù)。除了計算機硬件設(shè)備的提升外，軟件系統(tǒng)也在不斷地升級，計算機軟件系統(tǒng)的更新?lián)Q代需要依靠程序員。計算機使用者不用理解計算機的制作過程，只要在使用過程中反饋使用感受給程序開發(fā)人員，計算機系統(tǒng)就可以得到預期的更新，實現(xiàn)技術(shù)上的持續(xù)創(chuàng)新，符合現(xiàn)代人的需要，使計算機系統(tǒng)更加智能化、人性化。

1.2 全社會、多領(lǐng)域的逐漸滲透

計算機科學與技術(shù)具有橫跨多學科、多領(lǐng)域的特點，突破了以往學科之間的間閡，強調(diào)計算機科學與技術(shù)應(yīng)用的開放性，可以結(jié)合所有學科的科學技術(shù)為人們的生產(chǎn)與工作提供服務(wù)。

計算機科學與技術(shù)的不斷完善，目前已經(jīng)建設(shè)成具有科學計算特色的網(wǎng)格系統(tǒng)，并滲透到我們生活和工作的各個領(lǐng)域。計算機涉及科學運算、數(shù)據(jù)庫處理、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，各種功能、資源的有效集成和共享逐漸增多，通過高性能計算應(yīng)用為全國各行業(yè)更多的用戶提供信息查詢、知識教育與學習等服務(wù)。

1.3 計算機科學與技術(shù)人才需求增多

計算機科學與技術(shù)的發(fā)展離不開人才的貢獻，由于社會的各個領(lǐng)域幾乎都涉及計算機技術(shù)，社會對這方面的專業(yè)人才的需求也越來越大，例如目前計算機科學與技術(shù)人才的缺口依然不小，其中包括研發(fā)、推廣、運營等各類人才。目前，國內(nèi)對計算機科學與技術(shù)人才的引進、培養(yǎng)的配套政策還有待提升。

計算機行業(yè)必須通過計算機科學與技術(shù)創(chuàng)新來提升自己的競爭力，最終還是需要計算機行業(yè)的企業(yè)自己想辦法，通過培訓等方式解決計算機科學與技術(shù)人才缺乏的難題。

2 計算機科學與技術(shù)的發(fā)展趨勢分析

計算機科學與技術(shù)的發(fā)展日新月異，因此我們要把握計算機技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，深入研究計算機科學與技術(shù)，最大限度地推動計算機科學與技術(shù)的發(fā)展。計算機科學與技術(shù)的發(fā)展速度異常之快，縱觀其發(fā)展歷程，主要向著“廣、深、高、速”發(fā)展。具體總結(jié)如下。

2.1 計算機科學與技術(shù)向深度發(fā)展

計算機科學與技術(shù)向深度發(fā)展主要體現(xiàn)在CPU（處理器）的不斷升級。隨著計算機科學與技術(shù)的發(fā)展，計算機CPU的更新速度越來越快，但內(nèi)存、硬盤等配件跟不上CPU的發(fā)展速度。倍頻的出現(xiàn)解決了這個問題，它可以使內(nèi)存等部件工作在相對較低的系統(tǒng)總線頻率下，而CPU的主頻可以通過倍頻理論無限提升。這樣能夠把外頻看作是生產(chǎn)機器的一條生產(chǎn)線，而倍頻則是生產(chǎn)機器生產(chǎn)線的所有條數(shù)，一臺機器生產(chǎn)速度的快慢（也就是主頻）自然就是生產(chǎn)線的速度（也就是外頻）乘以生產(chǎn)線的條數(shù)（也就是倍頻）。

2.2 計算機科學與技術(shù)向廣度發(fā)展

計算機科學與技術(shù)向廣度發(fā)展主要體現(xiàn)在現(xiàn)實生活中。隨著計算機科學與技術(shù)不斷地發(fā)展，加上寬帶和4G移動網(wǎng)絡(luò)的普及，人們的生活已經(jīng)脫離不了網(wǎng)絡(luò)，無論是工作方面還是生產(chǎn)方面，計算機的應(yīng)用越來越廣泛。未來的發(fā)展趨勢是除了三大白家電與計算機應(yīng)用相結(jié)合實現(xiàn)智能化控制外，其他房子、家具、窗戶、地板等都可以由計算機全面控制，到那時，云計算機的利用會全面普及。

2.3 計算機科學與技術(shù)向高度發(fā)展

計算機科學與技術(shù)向高度發(fā)展，即向人工智能方向發(fā)展。工信部編制印發(fā)了《軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》，到2020年，業(yè)務(wù)收入突破8萬億元。規(guī)劃提出，開展人工智能基礎(chǔ)理論、共性技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)研究支持軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)，重點突破自然語言理解、現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)、智能控制與決策等人工智能技術(shù)。

今后，隨著科技的不斷發(fā)展，計算機將越來越趨于智能化。計算機科學與技術(shù)將依托大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的智慧應(yīng)用，積極推動醫(yī)療、電力、城市規(guī)劃、城市管理、公共服務(wù)等領(lǐng)域的智慧化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

計算機科學與技術(shù)的高度發(fā)展成就了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了深入的發(fā)展，其在人們生活和工作中的應(yīng)用越來越普遍。

2.4 計算機科學與技術(shù)向速度發(fā)展

計算機的發(fā)展速度非?？?，從doc系統(tǒng)到Windows系統(tǒng)，從臺式機到超級計算機，可以說是質(zhì)的飛躍。隨著全球超級計算機的發(fā)展，量子計算機也應(yīng)運而生。下面對超級計算機與量子計算機的發(fā)展進行論述。

（1）超級計算機的發(fā)展。計算機科學與技術(shù)向速度發(fā)展主要體現(xiàn)計算機的計算速度不斷地呈指數(shù)級提高，機器學習算法可以通過并行處理具有許多相同算法的常見任務(wù)，比如執(zhí)行矩陣乘法、回歸、聚類技術(shù)及線性回歸等，顯著地提升了計算性能。計算機比人有更強的存儲和計算能力。雖然目前的計算機學習還沒有達到意識層面，但我們?nèi)耘f需要在初期設(shè)置時做好規(guī)則，計算機深度學習的開發(fā)也是要為人類工作為前提的。未來將構(gòu)建一套全新的平臺，旨在為廣大高校和前沿科研團隊提供具有資源使用保障和研發(fā)效率保障的科研環(huán)境，進一步拓展超級計算機在應(yīng)用領(lǐng)域的服務(wù)能力。

（2）量子計算機的發(fā)展。隨著量子計算機的發(fā)展，未來10～15年，傳統(tǒng)的摩爾定律或?qū)⒈涣孔佑嬎愕姆绞剿〈?。如今需要幾年時間計算的數(shù)據(jù)量，如果用量子計算的話也許只需幾秒鐘，因為量子的運算速度是10的24次方。量子人工智能的計算能力已經(jīng)為其發(fā)展提供了革命性的工具，利用相干疊加的方式，實現(xiàn)了無法比擬的超級計算能力，能夠指數(shù)加速學習速度，輕松地應(yīng)對大數(shù)據(jù)時代的挑戰(zhàn)。量子的計算能力十分快速，其未來的發(fā)展不可估量，顛覆傳統(tǒng)摩爾定律也只是時間問題。

3 結(jié)論

近年來，計算機科學與技術(shù)的高速發(fā)展及計算機科學與技術(shù)應(yīng)用萬能屬性，社會對計算機科學與技術(shù)人才的需求會越來越大，當前計算機行業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中一直保持蓬勃生機，我們必須嚴陣以待，認真研究計算機科學與技術(shù)的發(fā)展趨勢。

4 結(jié)語

本文首先從計算機技術(shù)革新、技術(shù)人才需求方面闡述了計算機科學與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后從“廣、深、高、速”幾個方向論述了計算機技術(shù)的發(fā)展趨勢。只有把握計算機技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，才可以最大限度地推動計算機科學與技術(shù)的發(fā)展。

瞬息萬變的社會和市場競爭是促進計算機科學與技術(shù)發(fā)展的最為核心的驅(qū)動因素，針對計算機的應(yīng)用功能的革新?lián)Q代是促進計算機科學與技術(shù)發(fā)展的一個行之有效的措施。

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[責任編輯：鄧進利]