計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展綜述

孫永康

摘 要 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)自誕生以來(lái)，經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次變革與創(chuàng)新，由最初的高速計(jì)算器，到目前可以幫助人類解決眾多難題的智能機(jī)器人……目前，日益完善、不斷壯大的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)生活的方方面面，給人類帶來(lái)越來(lái)越多的便利。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)；智能化；人性化；家庭化

科學(xué)技術(shù)往往會(huì)產(chǎn)生巨大的生產(chǎn)動(dòng)力，這是歷史實(shí)踐證明的?，F(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)和助力，它不僅影響傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，還改變著人們的生活方式。伴隨著更高科研經(jīng)費(fèi)的投入和科研人員的不懈努力，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)會(huì)更加成熟，在性能更高、運(yùn)算更快、影響更深方向走得更遠(yuǎn)，更加順應(yīng)人類社會(huì)發(fā)展的需要，產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。

1 計(jì)算機(jī)動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展史

整個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史跟計(jì)算機(jī)自身的“革新”息息相關(guān)，自第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生至今70余年的時(shí)間里，計(jì)算機(jī)在體型、運(yùn)算速度、運(yùn)算成本上都在不斷發(fā)生著變化，由最初的龐然大物，到可以適應(yīng)多元需求量身定制，應(yīng)用范圍也從最初的軍事擴(kuò)展到社會(huì)方方面面。

1.1 ENIAC為軍事而生

世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的名字叫ENIAC，于1946年2月14日在美國(guó)誕生，由美國(guó)國(guó)防部使用。它由1.8萬(wàn)個(gè)電子管組成，得兩間房子打通后才能放下，重30噸，每秒可運(yùn)算五千次，耗費(fèi)大，但在當(dāng)時(shí)卻是破天荒的。

1.2 集成電路計(jì)算機(jī)問(wèn)世

第一代電子計(jì)算機(jī)電子管體積大，耗電量大，易發(fā)熱，不能長(zhǎng)時(shí)間工作。1956 年第二代電子計(jì)算機(jī)―晶體管電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世。20世紀(jì)50年代末，集成電路電子計(jì)算機(jī)“出生”，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入新紀(jì)元。計(jì)算機(jī)的硬件變成組合系統(tǒng)，既降低了生產(chǎn)成本，還大大提高了計(jì)算機(jī)性能，微型、小型、通用型、中型、大型、巨型計(jì)算機(jī)等不同型號(hào)和功能的計(jì)算機(jī)相繼而生，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)邁向成熟發(fā)展軌道。

1.3 計(jì)算機(jī)發(fā)展更加智能化、專業(yè)化

1976 年，“克雷 1 號(hào)”在美國(guó)問(wèn)世，一些小型公司甚至個(gè)人家庭開(kāi)始使用。上世紀(jì)末，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展大型化和微型化趨勢(shì)日益明顯。進(jìn)入 21 世紀(jì)，集成電路廣泛應(yīng)用到企業(yè)工廠車間，同時(shí)，計(jì)算機(jī)操作更加簡(jiǎn)單，運(yùn)算速度更快，朝著更加智能化、專業(yè)化發(fā)展。

1.4 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)代社會(huì)瞬息萬(wàn)變，不同行業(yè)、生活方式不同的人們對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的需求也不盡相同且更加多元化，可以說(shuō)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)提出了更高的要求。下面我們從正處于研究階段的三類計(jì)算機(jī)來(lái)分析探討一下，未來(lái)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

（1）生物計(jì)算機(jī)：建立在脫氧核糖酸基礎(chǔ)上的分子計(jì)算機(jī)

區(qū)別于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，這種生物計(jì)算機(jī)的電路板是由生物蛋白質(zhì)芯片高密度集成，速度要比當(dāng)下最快的計(jì)算機(jī)再快一萬(wàn)倍，關(guān)鍵還能自我修復(fù)。

2001年，世界上誕生了第一臺(tái)DNA生物計(jì)算機(jī)，體型僅有一滴水大小，由以色列科學(xué)家發(fā)明。2013 年，英國(guó)科學(xué)家利用 DNA 堿基序列編制莎士比亞作品的音樂(lè)文件格式和相關(guān)照片，儲(chǔ)存密度竟增加到2.2PB/克（1024TB=1PB），使得生物計(jì)算機(jī)的設(shè)想有望成為現(xiàn)實(shí)。

（2）光子計(jì)算機(jī)：集成光路、激光器透鏡等組成

這種計(jì)算機(jī)以光信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，耗能低、速度快、計(jì)算能力強(qiáng)。目前貝爾實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)取得重大突破。

（3）量子計(jì)算機(jī)：根據(jù)量子力學(xué)原理工作

它每秒可運(yùn)算一萬(wàn)億次，比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快 10 億倍，還跟人腦相似，有容錯(cuò)性，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，原始數(shù)據(jù)可以繞過(guò)出錯(cuò)部分繼續(xù)計(jì)算。

可見(jiàn)，未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，不僅在計(jì)算機(jī)體型、運(yùn)算速度、整體性能等方面不斷革新，還伴隨著生物科學(xué)、光學(xué)、量子力學(xué)、納米技術(shù)等的日益成熟，而不斷創(chuàng)造著新的奇跡[1]。

2 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)無(wú)處不在

與最初只應(yīng)用于軍事領(lǐng)域不同，當(dāng)前社會(huì)，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展?jié)B透，可以說(shuō)是無(wú)處不在，而且產(chǎn)生的影響也越來(lái)越大。在工廠里，它改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，在日常生活中，它影響著人們的溝通模式、購(gòu)物模式等。當(dāng)然，它潛移默化的影響還不止這些。

2.1“互聯(lián)網(wǎng)+”模式影響深遠(yuǎn)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟，各種“互聯(lián)網(wǎng)+”模式蓬勃發(fā)展，處處影響著社會(huì)發(fā)展和人們的日常生活，給人類帶來(lái)越來(lái)越多的便利和驚喜。只要家里有電腦（或智能手機(jī)）有網(wǎng)絡(luò)，就可以讓相隔萬(wàn)里的朋友在線語(yǔ)音或視頻聯(lián)絡(luò)，真正實(shí)現(xiàn)了“天涯若比鄰”；有想要獲取的信息，不管是國(guó)內(nèi)外新聞大事，還是天氣、股市等便民信息，都可以到網(wǎng)上搜索尋找，應(yīng)有盡有；方便省事的網(wǎng)購(gòu)越來(lái)越被人們所接受，這從每年淘寶“雙十一”的成交額就可看出；有些公共交通企業(yè)針對(duì)實(shí)際客流需求，開(kāi)通“互聯(lián)網(wǎng)+公交快車”，緩解早高峰坐車難的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了多快好省的目的。

2.2 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)更加人性化

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)不斷向著智能化和專業(yè)化努力，可以根據(jù)不同對(duì)象需求量身打造計(jì)算機(jī)類型和功能，這也表明計(jì)算機(jī)在應(yīng)用領(lǐng)域中更為人性化。

如今，方興未艾的“智能家居”、“智慧小區(qū)”便是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在家庭、住宅小區(qū)中，與智能家用電器和智能手機(jī)構(gòu)建起家庭式物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的；不少企業(yè)更新?lián)Q代的自動(dòng)化生產(chǎn)流水線，幫助企業(yè)降低人工成本，提高生產(chǎn)效益；在企業(yè)管理中，以科技為承托，搭建生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)內(nèi)部辦公、員工交流系統(tǒng)，提高工作效率。

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)給現(xiàn)代教育手段帶來(lái)很大的改變。多媒體技術(shù)讓校園課堂更加豐富多彩，為打造“實(shí)時(shí)互動(dòng)”課堂提供了技術(shù)支撐；通過(guò)計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，不少家庭為孩子選擇網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)課程，比如英語(yǔ)外教課，足不出戶便可以跟加拿大的外教連線進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)，為家庭節(jié)省成本[2]。

3 思考

未來(lái)，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)會(huì)繼續(xù)革新不斷發(fā)展，不會(huì)止步，運(yùn)算速度會(huì)更快，整體性能也會(huì)逐步提高，智能化程度進(jìn)一步提升，應(yīng)用范圍會(huì)越來(lái)越寬闊，影響力越來(lái)越深遠(yuǎn)。

當(dāng)前社會(huì)，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起著至關(guān)重要的推動(dòng)作用。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新思維是分不開(kāi)的，只有敢于設(shè)想，勇于嘗試，才能在科學(xué)發(fā)展之路上越走越遠(yuǎn)，同時(shí)科學(xué)工作者需要具備吃苦耐勞、百折不撓的良好品質(zhì)，耐得住寂寞，忍得了質(zhì)疑，守得了堅(jiān)持，才能在科學(xué)研究領(lǐng)域取得更多的突破，為人類造福。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁琳.淺談?dòng)?jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展[J].中國(guó)科技博覽，2014，（18）： 240-240.

[2] 李思遠(yuǎn).淺談對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的認(rèn)識(shí)[J].科技與企業(yè)，2013， （20）：162-162.