淺談?dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)及未來(lái)發(fā)展

郭子健　黃威威

摘 要：自從世界第一臺(tái)計(jì)算機(jī)問(wèn)世將近一百年歷史了，從初代占地幾間房子到現(xiàn)在可隨身攜帶，計(jì)算機(jī)的發(fā)展大家有目共睹。計(jì)算機(jī)的進(jìn)步也方便了科學(xué)研究，變成良性循環(huán)。跟著科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)也將有不同的發(fā)展方向。本文主要闡述了世界計(jì)算機(jī)的歷史，并對(duì)計(jì)算機(jī)未來(lái)做出一些猜測(cè)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù);未來(lái)發(fā)展

一、計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史

在1946年2月，美國(guó)的賓夕法尼亞大學(xué)有兩個(gè)科學(xué)家發(fā)明了世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。電子計(jì)算機(jī)一般是由硬件和軟件構(gòu)成。一般電腦系統(tǒng)的硬件分為輸入、輸出、算術(shù)邏輯部分、控制器及存儲(chǔ)器，其中邏輯部分和控制器合稱(chēng)中央處理單元?！?】從使用元件不同，計(jì)算機(jī)可以劃分為四個(gè)階段。

（一）第一階段，第一代計(jì)算機(jī)使用了真空電子管作為邏輯元件，這種電子管的體積巨大，消耗的電量也不一般，所以工作時(shí)間不長(zhǎng)。第一代計(jì)算機(jī)采用了原始機(jī)器語(yǔ)言，沒(méi)有操作系統(tǒng)。它的產(chǎn)生源于戰(zhàn)爭(zhēng)，主要是用于戰(zhàn)爭(zhēng)中的彈道計(jì)算，也用于數(shù)學(xué)方面的理論研究。

（二）第二階段，第二代計(jì)算機(jī)采用晶體管作為邏輯元件，體積減少的同時(shí)耗電量也在減少，所以工作時(shí)間得到延長(zhǎng)。并且在計(jì)算機(jī)軟件方面有了一定的發(fā)展，出現(xiàn)了高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。用途方面，也擴(kuò)展了一些使用場(chǎng)景，并不只用于軍事和科研。

（三）第三階段，第三代中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)使用了集成電路作為邏輯元件，計(jì)算式在單晶硅片上集成電子元件，使計(jì)算機(jī)的體積變得更小，耗電量也大大降低。出現(xiàn)操作系統(tǒng)，方便人們的使用。還能接入多種外圍設(shè)備，應(yīng)用廣泛到各個(gè)領(lǐng)域。

（四）第四階段，第四代超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)同樣使用集成電路作為邏輯元件，世界現(xiàn)在正在這個(gè)階段，計(jì)算機(jī)采用的大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，壽命更長(zhǎng)，體積更小。出現(xiàn)更多家用或商用計(jì)算機(jī)，操作系統(tǒng)也是五花八門(mén)。各種軟件紛紛出現(xiàn)，同時(shí)有時(shí)候?yàn)榱颂幚砀卟l(fā)的狀況，出現(xiàn)了分布式技術(shù)。

二、計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

（一）巨大化

計(jì)算機(jī)巨大化是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)在科學(xué)研究中能力不足，有的科學(xué)研究運(yùn)算的數(shù)據(jù)量十分龐大，普通計(jì)算機(jī)是不能勝任的。所以需要更加巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī)。尤其是一些科學(xué)研究，需要加入多種影響因素，使結(jié)果更加精確，所以需要更大的空間和更高的性能。在當(dāng)下硬件技術(shù)沒(méi)有巨大提升時(shí)，只有加大體積才能滿(mǎn)足科研需要。

（二）微型化

計(jì)算機(jī)處理器的發(fā)展也帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)體積的縮小。計(jì)算機(jī)最終要的性能問(wèn)題得到解決，也就不再一定需要大體型的計(jì)算機(jī)，體積小，價(jià)格也就降低，促進(jìn)人們購(gòu)買(mǎi)計(jì)算機(jī)的能力。計(jì)算機(jī)體型的減小，使其攜帶越來(lái)越方便。由原來(lái)房子大小，到現(xiàn)在可隨身攜帶，計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)告訴我們未來(lái)計(jì)算機(jī)將會(huì)越來(lái)越小

（三）網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)最貼近我們生活的就是網(wǎng)絡(luò)了，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)，就少了許多作用。如今的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，人們習(xí)慣了在網(wǎng)上學(xué)習(xí)，交流，查閱資料，娛樂(lè)等活動(dòng)。特別是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)速越來(lái)越快，使用網(wǎng)絡(luò)也更加方便。

（四）人工智能化

如今人工智能已經(jīng)是我們耳熟能祥的詞語(yǔ)，人工智能就是一種獨(dú)特的計(jì)算機(jī)軟件。普通軟件都是人們編寫(xiě)好的程序，計(jì)算機(jī)按部就班的執(zhí)行就完了。而人工智能軟件不同，它具有自我學(xué)習(xí)的能力，如何讓計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)還是一個(gè)值得研究的方向。人工智能要求機(jī)器可以自己思考完成一些事情，有自己的主觀意志，才是強(qiáng)人工智能。如果人工智能發(fā)展成熟，我們就不用自己編寫(xiě)程序，直接告訴計(jì)算機(jī)就能完成想要的事情。

三、計(jì)算機(jī)的未來(lái)方向

第五代計(jì)算機(jī)是指有著人工智能能力的新型計(jì)算機(jī)，它能夠自己學(xué)習(xí)，自我判斷，處理突發(fā)事務(wù)，主要還是能夠深度學(xué)習(xí)。人工智能可以識(shí)別人們說(shuō)的話(huà)，進(jìn)行語(yǔ)義分析，分詞顯示，段落隔斷等技術(shù)，人們可以不用鍵盤(pán)鼠標(biāo)，直接和電腦進(jìn)行交流，當(dāng)人工智能技術(shù)發(fā)展成熟，也許就不用再使用鍵盤(pán)鼠標(biāo)等外接設(shè)備。

現(xiàn)如今的計(jì)算機(jī)都是電子計(jì)算機(jī)，也就是通過(guò)電子進(jìn)行邏輯判斷的。大規(guī)模集成電路是計(jì)算機(jī)的重要部件.隨著科學(xué)家的不斷研究和科技發(fā)展，我認(rèn)為計(jì)算機(jī)技術(shù)也將應(yīng)用在其他行業(yè).從目前計(jì)算機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r我們可以發(fā)現(xiàn)，將來(lái)計(jì)算機(jī)將會(huì)在光子計(jì)算機(jī)、分子計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、DNA計(jì)算機(jī)等計(jì)算機(jī)的研究上做出一定的進(jìn)展。

（一）光子計(jì)算機(jī)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)是用電子進(jìn)行運(yùn)算操作、邏輯判斷、信號(hào)傳輸、信息管理的，而光子計(jì)算機(jī)使用的是激光，所以又叫光腦。光子比起電子優(yōu)勢(shì)很大，光子計(jì)算機(jī)傳輸速率快得多且不使用電，所以傳輸信號(hào)時(shí)沒(méi)有磁場(chǎng)，傳輸?shù)臅r(shí)間不會(huì)有干擾;光子計(jì)算機(jī)傳輸能力強(qiáng)，因此運(yùn)算速度也比電子計(jì)算機(jī)快很多，光子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比電子計(jì)算機(jī)快上千倍。利用光導(dǎo)纖維和光學(xué)元件構(gòu)成線(xiàn)路傳遞信號(hào)。光子計(jì)算機(jī)也像電子計(jì)算機(jī)一樣靠一系列邏輯操作來(lái)進(jìn)行計(jì)算解決各種問(wèn)題。

（二）分子計(jì)算機(jī)。如今分子計(jì)算機(jī)還在籌備中。有科學(xué)家宣布他們已經(jīng)研究出分子計(jì)算機(jī)的邏輯元件，這種元件的大小使用分子為單位，寬度僅僅是幾個(gè)原子大小。分子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度是現(xiàn)在所有計(jì)算機(jī)所不能比的，據(jù)研究顯示，分子計(jì)算機(jī)的性能將是電子計(jì)算機(jī)的幾千億倍。如果分子計(jì)算機(jī)被制造出來(lái)，電子計(jì)算機(jī)就將被淘汰。

（三）量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)是一種能夠進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算，按照量子力學(xué)定律存儲(chǔ)和處理量子信息的物理設(shè)備?！?】量子計(jì)算機(jī)使用的是量子比特位來(lái)進(jìn)行邏輯判斷，它不但能是0或1，還能是0和1.根據(jù)理論研究，量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度超過(guò)目前任何能夠想到的計(jì)算機(jī)。

四、結(jié)語(yǔ)

社會(huì)的前進(jìn)離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的幫助，這種新型技術(shù)對(duì)人類(lèi)的發(fā)展有著很大的作用?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)進(jìn)入了信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)也是成為無(wú)論是國(guó)家還是個(gè)人最有力的幫手。所以我們每個(gè)人都需要多加關(guān)注計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，緊跟時(shí)代的步伐，進(jìn)一步發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]計(jì)算機(jī)（2） .昌平科普網(wǎng)

[2]章巖扉.量子計(jì)算機(jī)的原理、發(fā)展及應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018.