探究計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

陳磊

摘 要：計(jì)算機(jī)一開始是為戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期處理繁雜的信息而研制的，而現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)不再只是局限于國(guó)防軍事，特別是微型計(jì)算機(jī)的使用，它融入到人們的生活當(dāng)中，改變著人們的生活方式，成為人們生產(chǎn)生活不可分割的組成部分。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)在國(guó)防、經(jīng)濟(jì)、教育以及醫(yī)療等方面起到了重大的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；科學(xué)技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；發(fā)展創(chuàng)新

計(jì)算機(jī)技術(shù)相對(duì)于其他傳統(tǒng)的技術(shù)來(lái)說(shuō)是一種較為新興的科學(xué)技術(shù)，但是隨著世界經(jīng)濟(jì)、科技的不斷發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮的作用越來(lái)越大，在某些領(lǐng)域其地位甚至無(wú)法被替代。現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為人們解決問(wèn)題的有效手段，它提高了人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活的水平與效率。

1 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史

有人認(rèn)為誕生于1939年的ABC是世界第一臺(tái)“電子計(jì)算機(jī)”，但是這臺(tái)計(jì)算機(jī)并沒有投入實(shí)際的使用，也有人認(rèn)為在1946年誕生的ENIAC為世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。現(xiàn)在大多數(shù)人以后者為準(zhǔn)（本文也這樣認(rèn)為）。之所以將ENIAC視為世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)初級(jí)SBC沒有實(shí)際使用之外，最重要的是ENIAC全部采用電子管裝置進(jìn)行工作，ENIAC的誕生是人類文明史上的一次巨大的飛躍，它宣告了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)。我國(guó)的電子計(jì)算機(jī)的研制始于1956年，在1957年研制出我國(guó)的第一臺(tái)模擬式電子計(jì)算機(jī)，并在1958年研制出了我國(guó)第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)—103機(jī)。

計(jì)算機(jī)主要分為以下幾個(gè)發(fā)展階段：1946-1957年，計(jì)算機(jī)采用電子管為電子元器件；1958-1964年，計(jì)算機(jī)采用晶體管為電子元器件；1965-1970年，計(jì)算機(jī)采用小、中規(guī)模的集成電路為元器件；1971-至今，計(jì)算機(jī)采用大、超大規(guī)模的集成電路為電子元器件。計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)是出現(xiàn)在第三個(gè)發(fā)展階段。

1.2計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與實(shí)際運(yùn)用

電子計(jì)算機(jī)是二十世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一。從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生至今，經(jīng)過(guò)70年的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為一門學(xué)科。隨著微型計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)漸漸的走進(jìn)人們的生活，融入人們的生活當(dāng)中，成為信息時(shí)代的主要標(biāo)志。

2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)不斷發(fā)展的原因

“有需求才有市場(chǎng)”這句話充分的說(shuō)明了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的根本原因。最開始研發(fā)計(jì)算機(jī)的原因是基于戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期需要處理各種復(fù)雜信息，因此投入了大量的人力財(cái)力進(jìn)行計(jì)算機(jī)的研發(fā)，這為計(jì)算機(jī)的誕生以及生產(chǎn)提供了良好的環(huán)境。目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了民用化，由于國(guó)防、航空航天等國(guó)防辦公需要更高要求的計(jì)算機(jī)，這就促進(jìn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展。

本世紀(jì)是一個(gè)信息化的世紀(jì)，信息化時(shí)代里的信息共享是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)大的發(fā)展基礎(chǔ)，在信息化的時(shí)代里計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的研發(fā)可以得到更快、更新、更全面的資料支持，這樣可以縮短技術(shù)的研發(fā)周期，并且提高研發(fā)質(zhì)量。在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)與研究中，技術(shù)人員的許多設(shè)計(jì)靈感與理念為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的研發(fā)提供了相關(guān)的理論基礎(chǔ)，也許有一些靈感在當(dāng)時(shí)的技術(shù)物質(zhì)條件下無(wú)法實(shí)現(xiàn)，但給未來(lái)提供了思考的空間。

2.2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著世界科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)及其科學(xué)技術(shù)將迎來(lái)更大的發(fā)展，可以展預(yù)見的是計(jì)算機(jī)將成為在信息社會(huì)生活與工作的必備工具。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)性能的突破式大發(fā)展有多種途徑，從提高CPU性能方面就可以通過(guò)光子計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)以及DNA計(jì)算機(jī)等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.2.1DNA計(jì)算機(jī)

嚴(yán)格的說(shuō)DNA計(jì)算機(jī)屬于生物計(jì)算機(jī)，它利用DNA的編碼序列作為計(jì)算機(jī)的運(yùn)行內(nèi)存，通過(guò)生物學(xué)的運(yùn)算解決復(fù)雜的運(yùn)算數(shù)據(jù)。DNA計(jì)算機(jī)是這個(gè)時(shí)代最重要的幾個(gè)發(fā)明之一，理論上來(lái)說(shuō)DNA計(jì)算機(jī)所存儲(chǔ)的信息是普通計(jì)算機(jī)的幾億倍，且運(yùn)行速度快效率高。

2.2.2量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)是一種全新概念的計(jì)算機(jī)，運(yùn)用處于多個(gè)狀態(tài)的量子比特進(jìn)行多進(jìn)制運(yùn)算，而不像傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制進(jìn)行運(yùn)算?；诹孔蛹夹g(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)，目前全球各個(gè)大國(guó)對(duì)量子技術(shù)的研發(fā)都投入了大量的人力物力，我國(guó)對(duì)量子技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展居世界前列。

2.2.3光子計(jì)算機(jī)

光子計(jì)算機(jī)是一種利用光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、邏輯操作以及信息的儲(chǔ)存和處理的計(jì)算機(jī)。光子計(jì)算機(jī)用光子運(yùn)算代替電子運(yùn)算，以減少信息在介質(zhì)中傳播的損失，同時(shí)光子計(jì)算機(jī)的使用限制條件比電子計(jì)算機(jī)小。

2.2.4計(jì)算機(jī)的巨型化與微型化

計(jì)算機(jī)的巨型化是指發(fā)展高速度、大存儲(chǔ)容量、強(qiáng)功能以及高可靠性的計(jì)算機(jī)，這類計(jì)算機(jī)主要運(yùn)用在國(guó)防、氣象、地質(zhì)等方面。計(jì)算機(jī)的微型化就是進(jìn)一步的提高計(jì)算機(jī)的整合能力，利用超大規(guī)模的集成電路實(shí)現(xiàn)兼具可靠、高效價(jià)廉的微型計(jì)算機(jī)。

2.2.5計(jì)算機(jī)的人性化

結(jié)合這個(gè)時(shí)代背景，未來(lái)無(wú)論計(jì)算機(jī)向何種方向發(fā)展都是為人類服務(wù)，因此計(jì)算機(jī)需要更加的人性化。為了實(shí)現(xiàn)人性化，人們對(duì)計(jì)算機(jī)的控制不應(yīng)只是局限于一種方式，還可以通過(guò)書寫、語(yǔ)言甚至眼睛、思維對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。

3 未來(lái)的計(jì)算機(jī)

雖然未來(lái)的計(jì)算機(jī)發(fā)展充滿了可變性，但是科學(xué)家們?cè)谘兄聘倪M(jìn)這一代計(jì)算機(jī)的同時(shí)，也在積極的探索下一代計(jì)算機(jī)，下一代計(jì)算機(jī)采用最新的研究成果，來(lái)實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的功能?？茖W(xué)家們大致的探索出了如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)以及光電子計(jì)算機(jī)等幾個(gè)比較可行的未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)是一種模擬人腦活動(dòng)的巨型信息處理系統(tǒng)，它能模擬人類的思維、記憶，進(jìn)行推理、分析以及決策，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)之間的自然通信。

生物計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理速度比當(dāng)今最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度還快百萬(wàn)倍以上，且能耗只有其的十幾億分之一。因?yàn)樯镉?jì)算機(jī)主要使用以蛋白質(zhì)為主要原料制成的生物芯片，因此生物計(jì)算機(jī)具有優(yōu)秀的自調(diào)節(jié)能力、自修復(fù)能力、再生能力。

世界在不斷發(fā)展、在不斷進(jìn)步，世界各國(guó)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的研究都投入大量的人力物力，隨著各種科技的發(fā)展進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)也將迎來(lái)發(fā)展的黃金時(shí)期。目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)雖然已經(jīng)深入到人們的日常生活中，但是仍然存在著諸多的不足之處，需要人們對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行更加契合實(shí)際的改進(jìn)，對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)的探究有助于人們對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)更好地應(yīng)用。

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