信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展趨勢

季遙堯

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前言

計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展一直和信息技術(shù)息息相關(guān)，它們之間是先互相成關(guān)系。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展目的是對信息技術(shù)處理，而信息技術(shù)使用必須依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)為人類提供服務(wù)，需不斷研究計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此研究計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢有實(shí)際意義。

1.計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速因素分析

1.1 經(jīng)常性、連續(xù)性創(chuàng)造活動是計(jì)算機(jī)發(fā)展迅速的原因之一

（1）持續(xù)不斷發(fā)展需要以需求為動力：計(jì)算機(jī)發(fā)展于二戰(zhàn)，由于二戰(zhàn)時(shí)期迫切需要信息技術(shù)支持，因此發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)沒有創(chuàng)新阻力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在軍事方面運(yùn)用成熟，隨后該項(xiàng)技術(shù)被運(yùn)用在教育、行政、醫(yī)療和工業(yè)。由于計(jì)算機(jī)普遍運(yùn)用，也出現(xiàn)許多自身限制性因素，比如儲存量小，運(yùn)輸運(yùn)算速度不高等因素，制約計(jì)算機(jī)使用。為更有效發(fā)揮計(jì)算機(jī)功能，因此人們需不斷對計(jì)算機(jī)研究和創(chuàng)新，以此導(dǎo)致計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展。

（2）信息化時(shí)代促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展：計(jì)算機(jī)從誕生就和信息技術(shù)有著直接關(guān)系，隨著社會進(jìn)入信息化時(shí)代后，信息化技術(shù)發(fā)展需先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)作為支撐。特別是在信息共享中，極大方便人們對信息索取，為人們提供方便。但是信息儲存和傳輸，都離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)，而且要求計(jì)算機(jī)技術(shù)有更高性能來滿足信息技術(shù)使用需要，正是這種需求前提下，促使更多人力和財(cái)力投入計(jì)算機(jī)領(lǐng)域研究，促使計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展。

1.2 市場競爭機(jī)制促使計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展

不管是采用資本主義市場機(jī)制還在采用社會主義市場機(jī)制，市場機(jī)制需要有競爭力，同樣競爭力促使各種事物的創(chuàng)新和發(fā)展。計(jì)算機(jī)發(fā)展同樣需要參與市場競爭，比如現(xiàn)在電腦名牌企業(yè)聯(lián)想，其主要從事計(jì)算機(jī)生產(chǎn)和研究。在市場競爭機(jī)制作用下，聯(lián)想要獲得市場競爭力，在市場上占有更多資源，唯一解決方法是對主力產(chǎn)品研究，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)研究，不斷創(chuàng)新計(jì)算機(jī)技術(shù)。因此采用市場競爭機(jī)制，也是促進(jìn)計(jì)算機(jī)快速發(fā)展的一個(gè)因素。

2.信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)運(yùn)用發(fā)展趨勢

2.1 生物計(jì)算機(jī)技術(shù)

生物計(jì)算機(jī)技術(shù)主要采用設(shè)計(jì)原理是使用蛋白質(zhì)分子為原材料，研究生物工程技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域使用，該計(jì)算機(jī)技術(shù)主要解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體儲存缺陷，使用生物計(jì)算機(jī)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)大量和有效儲存。生物計(jì)算機(jī)不僅僅是數(shù)據(jù)存儲方面有優(yōu)勢，在運(yùn)轉(zhuǎn)速度方面也有著優(yōu)勢，如果該項(xiàng)技術(shù)研究成功，生物計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)速度比現(xiàn)存的如何計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度都快。生物計(jì)算機(jī)除有著儲存量大，運(yùn)轉(zhuǎn)速度快優(yōu)勢以外，另一個(gè)優(yōu)勢是運(yùn)行需使用的能量少，拿現(xiàn)有計(jì)算機(jī)使用能量相對比，生物計(jì)算機(jī)所需消耗能量是現(xiàn)有計(jì)算機(jī)10億分之一。生物計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展優(yōu)勢中還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，是生物計(jì)算機(jī)防干擾能力強(qiáng)。生物計(jì)算機(jī)在未來運(yùn)用領(lǐng)域非常廣泛，比如使用生物計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿生學(xué)相結(jié)合，可有效利用生物計(jì)算機(jī)活性功能，并且使用該功能和人體組織相結(jié)合，可幫助人腦控制身體機(jī)能。并且使用生物計(jì)算機(jī)技術(shù)在人體控制領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)對身體細(xì)胞能量補(bǔ)充等功能。但是生物計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展至今還不夠成熟，對其使用性能不佳，因此還需研究人員不斷研究，使該技術(shù)為人類服務(wù)。

2.2 納米計(jì)算機(jī)技術(shù)

納米技術(shù)發(fā)展時(shí)間比較長，而且納米技術(shù)運(yùn)用廣泛，比如在現(xiàn)在玻璃生產(chǎn)時(shí)使用納米技術(shù)，衣服布料生產(chǎn)時(shí)使用納米技術(shù)等，納米技術(shù)使用為人類帶來許多便捷性。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)納米技術(shù)可以運(yùn)用在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，使用納米技術(shù)制作計(jì)算機(jī)芯片，可有著體積小和運(yùn)行速度快優(yōu)點(diǎn)，因此納米技術(shù)運(yùn)用在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，主要研究方面是納米技術(shù)使用在計(jì)算機(jī)零部件的生產(chǎn)。采用納米技術(shù)生產(chǎn)計(jì)算機(jī)，可減少計(jì)算機(jī)的體積，方便計(jì)算機(jī)攜帶。特別是人們生活習(xí)慣改變，如果計(jì)算機(jī)能夠隨身攜帶，將會對人們生活帶來便捷性。納米技術(shù)使用在計(jì)算機(jī)運(yùn)用研究中，確除美國在該方面研究比較順利以外，其它國家研究納米技術(shù)運(yùn)用在計(jì)算機(jī)技術(shù)上還處在起步階段。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展主要優(yōu)勢是具備人體大腦的部分功能，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)分析，并且采用人工智能判斷和處理數(shù)據(jù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)研究對象是對狀態(tài)進(jìn)行設(shè)別，根據(jù)對象狀態(tài)采取相應(yīng)措施，該種功能和人體神經(jīng)節(jié)點(diǎn)功能有非常相似之處。比如使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，其運(yùn)算速度可達(dá)每秒1000億次，并且還可用根據(jù)其相關(guān)性進(jìn)行分成處理，將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分類以及重組，從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的篩選，把賽選的數(shù)據(jù)提供人類使用。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)可在處理時(shí)間上節(jié)約，為人類帶來便捷性。但是在目前科學(xué)技術(shù)影響下，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)還處于發(fā)展階段，各個(gè)方面性能還需研究。

2.4 光計(jì)算機(jī)技術(shù)

光計(jì)算機(jī)技術(shù)研究主要運(yùn)用在半導(dǎo)體芯片中運(yùn)用，采用光計(jì)算機(jī)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)將電子轉(zhuǎn)換為光子，從而把導(dǎo)線替換為光線，并且制作數(shù)字計(jì)算機(jī)。光計(jì)算機(jī)技術(shù)使用有著海量的數(shù)據(jù)分析能力，并且在傳輸信息方面，不會因?yàn)閭鬏敹霈F(xiàn)信息丟失。比如在天氣預(yù)報(bào)中，采用一般計(jì)算機(jī)對信息處理時(shí)，由于天氣有著變化多特點(diǎn)，普通計(jì)算機(jī)很難對天氣變化準(zhǔn)確預(yù)測。但是采用光計(jì)算機(jī)技術(shù)后，可對天氣預(yù)報(bào)中海量信息分析，并且在最短時(shí)間內(nèi)分析結(jié)果呈現(xiàn)在人們面前，以此來提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性。但是現(xiàn)如今該項(xiàng)技術(shù)還處于研究初級階段，要實(shí)現(xiàn)光計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用在實(shí)際生活，還需研究人員加大研究力度。

結(jié)束語

綜上所述，信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對人類的改變作用非常大，使用以上兩種技術(shù)，為人類生活帶來便捷性。同樣研究計(jì)算機(jī)未來發(fā)展趨勢，可根據(jù)發(fā)展趨勢獲得計(jì)算機(jī)技術(shù)使用情況，研究人員可根據(jù)分析結(jié)果明確研究方向，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)更有效人類服務(wù)。