略談對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的認(rèn)識(shí)

王金智

摘 要：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)從誕生到現(xiàn)在，經(jīng)歷了無數(shù)次的突破：它最初的設(shè)計(jì)是單純的來提高處理速度的高速計(jì)算器，到目前可以幫助人類解決大多數(shù)問題的智能機(jī)器，許多人繼續(xù)研究對(duì)這一課題進(jìn)行研究，使人們可以輕松享受由計(jì)算機(jī)帶來的便利。筆者將對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，談?wù)勛约簩?duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)科學(xué) 技術(shù) 認(rèn)識(shí)

一、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的理解

計(jì)算機(jī)科學(xué)來源于對(duì)數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、算法理論和自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的研究，形成于20世紀(jì)30年代后期。計(jì)算機(jī)科學(xué)是用來研究計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、制造及計(jì)算機(jī)信息獲取、存儲(chǔ)表示、處理控制等理論和技術(shù)的學(xué)科，是描述和變換信息的算法，包括其理論、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的系統(tǒng)研究。計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門包含各種各樣與計(jì)算和信息處理相關(guān)主題的系統(tǒng)學(xué)科，從抽象的算法分析、形式化語法等，

到更具體的主題如編程語言、程序設(shè)計(jì)、軟件和硬件等。計(jì)算機(jī)技術(shù)是研究計(jì)算設(shè)備的科學(xué)技術(shù)，它的內(nèi)容非常廣泛，可粗分為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)器件技術(shù)、計(jì)算機(jī)部件技術(shù)和計(jì)算機(jī)組裝技術(shù)等幾個(gè)方面。計(jì)算機(jī)技術(shù)包括：運(yùn)算方法的基本原理與運(yùn)算器設(shè)計(jì)、指令系統(tǒng)、中央處理器（CPU）設(shè)計(jì)、流水線原理及其在CPU設(shè)計(jì)中的應(yīng)用、存儲(chǔ)體系、總線與輸入輸出。

二、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展

從1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)算起，計(jì)算機(jī)的發(fā)展已有六十多年，計(jì)算機(jī)無論從運(yùn)算速度、縮小性、降低成本或者開發(fā)上都得到了質(zhì)的飛躍。

2.1 “技術(shù)突破”型科技逐漸讓位于“系統(tǒng)合成”型的科技

早期的三大發(fā)現(xiàn)（達(dá)爾文學(xué)說，能量轉(zhuǎn)換，細(xì)胞學(xué)），在1925--1950年重大科技突破有40多件。而19世紀(jì)40年代至50年代則為原子能、計(jì)算機(jī)、空間技術(shù)等寥寥幾項(xiàng)。50年代后這種技術(shù)突破是越來越少了，70年代至今，我們?nèi)祟愃坪踉谘h(huán)一個(gè)周期，我們將從前的科學(xué)原理及技術(shù)挖出挖深，并且把他們有機(jī)的結(jié)合在一起，從而形成新的技術(shù)。就好像計(jì)算機(jī)基本原理雖然有了極大的發(fā)展，但論起基礎(chǔ)仍然沒有離開100年前關(guān)于程序與存儲(chǔ)的設(shè)想。而阿波羅宇宙飛船技術(shù)，當(dāng)中沒有任何一項(xiàng)是新的突破，而是把原有的理論加以結(jié)合組織，并且排列有條不紊準(zhǔn)確無誤，通過實(shí)踐得來。從1904年發(fā)明電子管到1946年成功造出第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，耗時(shí)42年。而從發(fā)明半導(dǎo)體晶體管到造出半導(dǎo)體計(jì)算機(jī)，僅為10年左右。微電子精細(xì)加工技術(shù)到集成電路計(jì)算機(jī)只用了2年不到的時(shí)間。超微細(xì)加工技術(shù)到第四代計(jì)算機(jī)的創(chuàng)造，可以說是同步突破的?！凹夹g(shù)突破”型科技逐步讓位“系統(tǒng)合成”型科技。

2.2 向經(jīng)濟(jì)、社會(huì)文化、商業(yè)流通等各方面滲透

科學(xué)是絕對(duì)的第一生產(chǎn)力，從前是，現(xiàn)在也是。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)作為現(xiàn)代社會(huì)中的潛在生產(chǎn)力，具有舉足輕重的地位，隨著科研工作投入的資金越來越多，工作的規(guī)模越來越大，難度和代價(jià)也隨之加大，為求經(jīng)濟(jì)和社會(huì)活動(dòng)能順利適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子科技的廣泛應(yīng)用勢(shì)在必行。

2.3 強(qiáng)化綜合性和專業(yè)化

從認(rèn)識(shí)客觀世界到改造客觀世界，形成的專業(yè)化與綜合性這樣一對(duì)矛盾體。一方面要求深入客觀世界，要求科學(xué)技術(shù)分工仔細(xì)，而另一方面為了適應(yīng)國(guó)家政策和經(jīng)濟(jì)，又必須把細(xì)分的專業(yè)加以整合，畢竟許多工作單靠一方面專業(yè)是無法解決的。強(qiáng)化綜合性和專業(yè)化，正因?yàn)榇?，電子科技滲透國(guó)民生活才不致造成極大的困擾或混亂。

三、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展前景

當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)，可以把它分為三維考慮。一維是向"高"的方向。性能越來越高，速度越來越快，主要表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的主頻越來越高。像前幾年我們使用的都是286、386、主頻只有幾十兆。到現(xiàn)在出現(xiàn)了奔騰4微處理器，主頻達(dá)到2GHz以上。而且計(jì)算機(jī)向高的方面發(fā)展不僅是芯片頻率的提高，而且是計(jì)算機(jī)整體性能的提高。二維是向“廣”度方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)就是無處不在，以至于像“沒有計(jì)算機(jī)一樣”。近年來更明顯的趨勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)化與向各個(gè)領(lǐng)域的滲透，即在廣度上的發(fā)展開拓。三維是向"深"度方向發(fā)展，即向信息的智能化發(fā)展。目前計(jì)算機(jī)"思維"的方式與人類思維方式有很大區(qū)別，人機(jī)之間的間隔還不小。人類還很難以自然的方式，如語言、手勢(shì)、表情與計(jì)算機(jī)打交道，計(jì)算機(jī)難用已成為阻礙計(jì)算機(jī)進(jìn)一步普及的巨大障礙。隨著Internet的普及，普通老百姓使用計(jì)算機(jī)的需求日益增長(zhǎng)，這種強(qiáng)烈需求將大大促進(jìn)計(jì)算機(jī)智能化方向的研究。

計(jì)算機(jī)技術(shù)則面臨著一系列新的重大變革。諾伊曼體制的簡(jiǎn)單硬件與專門邏輯已不能適應(yīng)軟件日趨復(fù)雜、課題日益繁雜龐大的趨勢(shì)，要求創(chuàng)造服從于軟件需要和課題自然邏輯的新體制。并行、聯(lián)想、專用功能化以及硬件、固件、軟件相復(fù)合，是新體制的重要實(shí)現(xiàn)方法。計(jì)算機(jī)將由信息處理、數(shù)據(jù)處理過渡到知識(shí)處理，知識(shí)庫將取代數(shù)據(jù)庫。自然語言、模式、圖像、手寫體等進(jìn)行人-機(jī)會(huì)話將是輸入輸出的主要形式，使人-機(jī)關(guān)系達(dá)到高級(jí)的程度。砷化鎵器件將取代硅器件。

二十一世紀(jì)已經(jīng)進(jìn)入了信息社會(huì)，席卷全球的信息科技給人類生產(chǎn)和生活方式帶來了深刻的變革。信息產(chǎn)業(yè)作為知識(shí)密集、技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，其快速發(fā)展的關(guān)鍵是有一大批從事IT技術(shù)創(chuàng)新的人才。而計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)就適應(yīng)社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)需要，德智體全面發(fā)展、基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高具有創(chuàng)新精神，系統(tǒng)掌握計(jì)算機(jī)硬件、軟件的基本理論與應(yīng)用基本技能，具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，能在企事業(yè)單位、政府機(jī)關(guān)、行政管理部門從事計(jì)算機(jī)技術(shù)研究和應(yīng)用，硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)，是計(jì)算機(jī)管理和維護(hù)的應(yīng)用型專門技術(shù)人才，故具有良好的發(fā)展前景。

四、結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)的不斷更新?lián)Q代，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)這門專業(yè)已經(jīng)成為社會(huì)主流，計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展前景廣泛，有著巨大的的發(fā)展空間。但是，我們也應(yīng)該注意到這門學(xué)科發(fā)展的困難與局限性。在今后的發(fā)展過程中，計(jì)算機(jī)科學(xué)仍將面臨著結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、智能化解決難等問題，這些將是我們?cè)诮窈蟮膶I(yè)學(xué)習(xí)中需要主要思考的問題。

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