淺析計算機科學與技術的發(fā)展趨勢

楊玉華

［摘 要］隨著時代的不斷發(fā)展進步，計算機科學與技術的應用越來越廣泛，覆蓋各個行業(yè)和領域，極大地改變了我們的日常工作和生活。發(fā)展到現(xiàn)在，計算機科學與技術已不再單純是一種技術，而是發(fā)展成一種文化，對其的應用與研究，可以幫助我們更好地理解世界，并從中受益。為了推動行業(yè)的不斷進步和社會的不斷發(fā)展，人們還需要對計算機科學與技術進行深入研究，判斷其未來的發(fā)展趨勢，從而實現(xiàn)更廣泛的應用，為社會和群眾提供優(yōu)質(zhì)的服務。

［關鍵詞］計算機科學與技術；發(fā)展歷程；現(xiàn)狀；趨勢

［中圖分類號］TP3文獻標志碼：A

近年來，信息技術的飛速發(fā)展，使得計算機技術在許多領域得以普及，應用范圍廣泛。然而，想要更好地應用這些技術，需要相關人員了解技術的應用知識，掌握技術的本質(zhì)，并能準確判斷應用途徑和方法，從而為人們的工作和生活做出貢獻，更好地滿足社會日益增長的對先進技術的需求。計算機科學與技術已經(jīng)滲透到生活和工作的各個方面，給人們帶來了很大的便利。未來隨著社會的不斷變革以及人們對于先進技術需求的不斷變化，計算機科學與技術的發(fā)展正迎來前所未有的機遇［1］。對此，需要相關人員針對其應用和發(fā)展進行深入研究，不斷對其進行革新和優(yōu)化，從而為國家、社會、經(jīng)濟的發(fā)展做出更大的貢獻。本文主要通過對計算機科學與技術發(fā)展過程的探討，為相關人員提供一個全新的視角，評估其未來發(fā)展的方向。

1 計算機科學與技術的發(fā)展歷程

如今，計算機科學與技術給人類的社會和經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大的變革。1936年，圖靈（Turing）設計的第一臺電子計算機的出現(xiàn)，標志著科技邁入一個新臺階。這臺計算機擁有驚人的體積和占地面積，無法移動，重量很大，還有很多個工作臺，其運轉(zhuǎn)需要多個人員進行操控，被后人稱為第一臺通用計算機。這臺計算機的出現(xiàn)給人類的日常生活和工作帶來了巨大的改變。后來，隨著晶體管和電子管的出現(xiàn)，計算機的尺寸和重量逐漸減小，慢慢生產(chǎn)出小型計算機。這些先進材料和元件的使用，大大減小了計算機的占地面積和重量，以此為基礎制作的晶體管計算機也被稱為第二代計算機，其相關的微處理器技術不僅提高了微處理器的性能，還極大地改善了工作環(huán)境。后來，集成電路技術的出現(xiàn)有效地改善了計算機的操控程序和功能，使其更加便捷，并且為現(xiàn)代電子計算機的產(chǎn)生和使用打下了堅實的基礎。隨著技術的持續(xù)改善，計算機的功能和功耗得到有效的控制，能夠更好地滿足日常需求，并且逐漸朝向智能化、網(wǎng)絡化、微型和超級計算機等方向發(fā)展。

2 計算機科學與技術的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 普及性

隨著科技的快速發(fā)展，計算機科學與技術的存在不僅改善了社會的運行模式，也影響著國家的經(jīng)濟建設。目前，計算機技術正被越來越多的人群接受，也被越來越多的領域使用，其應用成功地幫助很多企業(yè)實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，改善了社會的運行狀況［2］。未來需要進一步提高計算機的普及率，實現(xiàn)對其更廣泛的利用。新時期，計算機技術正被越來越多的企事業(yè)單位和個體所應用，其使用范圍日益擴大，為社會的進步和繁榮做出了重要貢獻。

2.2 專業(yè)性

新時期，計算機科學與技術的應用越來越普遍，這讓我們越來越清楚地意識到其重要性。隨著先進技術的迅速普及，智能家居的出現(xiàn)，以及利用互聯(lián)網(wǎng)技術來實現(xiàn)各類設備的遠程操作，大大改善了我們的日常生活，提升了人們的生活質(zhì)量。同時，這也為其繼續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎。但需要注意的是，除了關注計算機科學與技術的獨特之處外，還應該充分認識其綜合性特點，將專業(yè)性與綜合性結(jié)合起來，更好地發(fā)揮協(xié)同作用，以期達到最佳的使用效果，為社會發(fā)展帶來積極影響。

2.3 創(chuàng)新性

時代的快速發(fā)展，代表了計算機科學與技術已成為當今社會和經(jīng)濟發(fā)展的重要技術支柱，其不僅為人類提供了極大的方便，還為其他先進技術的運用提供了全面的支持，推動了技術的不斷創(chuàng)新和完善，徹底顛覆了傳統(tǒng)的技術發(fā)展模式。而且其發(fā)展趨勢與時代的發(fā)展步伐一致，更加趨于集成化、高速化，還實現(xiàn)了快捷、靈活的應用，有效滿足了不同群體的多樣化需求，為提升社會綜合能力做出了極大的貢獻。

3 計算機科學與技術的發(fā)展特點

3.1 應用效率逐步提升

隨著時代的發(fā)展，人們的工作與生活節(jié)奏逐步加快，而且現(xiàn)在的社會和經(jīng)濟環(huán)境都變得更加復雜，這給我們的日常生活帶來了巨大的挑戰(zhàn)，要求我們能夠以最有效率的方式完成工作，否則可能被淘汰。計算機科學和技術的高效性發(fā)展，正好可以滿足這一需求。比如，新時期微處理器的規(guī)模和功能都得到了顯著的擴大，其中晶體管的集成規(guī)模已經(jīng)≥10億，使得計算機能夠輕松應對更復雜的處理器，大大提升了對于數(shù)據(jù)信息的處理能力和處理效率，從而為用戶的日常工作和生活帶來很大的便利。當前，計算機已經(jīng)被普遍運用到醫(yī)學和教育領域，而因為這些領域的獨特性，對計算機的使用也提出了更加嚴格的要求。因此，如何進一步改善計算機的運行能力，已成為新時期需要重點解決的問題。持續(xù)提高計算機科學與技術的應用效率，才能夠更好地滿足當今社會發(fā)展帶來的日益增長的迫切應用需求。

3.2 使用率得到提升

伴隨著經(jīng)濟全球化趨勢的不斷深入，傳統(tǒng)的手工操作方式已難以滿足日新月異的市場變化形勢。此外，人們的物質(zhì)欲望也表現(xiàn)出日益增長的趨勢，生活品味越來越高，對于社會提供的服務的需求也越來越嚴格。因此，計算機科學與技術的發(fā)展也需要做到與時俱進，才能滿足當前對其應用品質(zhì)與內(nèi)容產(chǎn)生的日益增長的需求。隨著時代的進步，更加先進的、更加節(jié)能的、更具創(chuàng)新性的高科技產(chǎn)品正逐漸成為我們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦械谋匦杵?，這些產(chǎn)品的應用更加廣泛，其便利性也更強。

3.3 應用逐漸變得人性化

智能化的發(fā)展趨勢使得計算機設備的感知能力大幅增強。而隨著AI技術的不斷推進，計算機科學與技術已經(jīng)成為一種可以與人類思考相互協(xié)作的強大力量，從而推動各種智能化產(chǎn)品的誕生，為消費者帶來了更加多元化的服務。

4 計算機科學與技術的發(fā)展趨勢

4.1應用范圍不斷擴大

計算機科學與技術擁有很高的先進性，備受使用者的認可。而在時代不斷發(fā)展的背景下，其技術水平也在不斷提升，使其應用范圍進一步擴大［3］。同時，時代的發(fā)展帶來的突出變化就是人們的消費理念、水平與方式都出現(xiàn)了很大的轉(zhuǎn)變。從消費結(jié)構進行分析，計算機已成為大多數(shù)人的生活必需品；從應用領域進行分析，計算機的應用范圍已經(jīng)擴展到教學領域，可以幫助提升學生的專業(yè)技能水平，拓寬學生的視野。而在事業(yè)單位中，計算機技術的應用大大提高了辦公效率；對于企業(yè)來說，計算機技術的應用顯著提升了生產(chǎn)效率，也能實現(xiàn)對很多環(huán)節(jié)生產(chǎn)質(zhì)量的實時監(jiān)控。但這些應用范圍的不斷擴大，也意味著管理人員和生產(chǎn)人員需要掌握更高的計算機科學與技術應用水平，以滿足生活和工作中的需求。同時，多樣化的電子設備的出現(xiàn)，如手機、電子書籍、筆記本電腦等，也意味著計算機技術正在朝向多層次與多領域方向發(fā)展。這些電子設備的使用，可以讓人們更快速地獲知、檢索和查詢信息，并對信息進行調(diào)整等，總之具有很高的便利性。

4.2 不斷出現(xiàn)新技術

由于科技的飛速進步和日益增長的物質(zhì)生活需求，計算機科學與技術的應用也變得越來越廣泛，面臨的應用要求也更高，推動了其更新效率的提升。當前時代背景下，計算機和智能手機的型號、性能、功能等都在快速地改進和完善，更新?lián)Q代速度極快。技術人員通過對使用新技術和設備的客戶的實時反饋，及時調(diào)整和改善現(xiàn)有的電子設備，解決存在的不足，實現(xiàn)技術上的更新，以更好地滿足客戶的需求，并為客戶帶來更佳的服務。從應用空間角度進行分析，計算機科學與技術已經(jīng)滲透到教學、醫(yī)學、軍事、科學院和其他重要領域，為社會發(fā)展做出了巨大的貢獻。特別是經(jīng)濟全球化的持續(xù)推動，各個國家的經(jīng)濟聯(lián)系日益緊密。面對這樣的大環(huán)境，需要積極推動計算機科學和技術的創(chuàng)新，拓寬產(chǎn)業(yè)鏈，更新新品種，從而有效增強國家的國際競爭力。

4.3 智能化水平不斷提高

AI技術的出現(xiàn)和發(fā)展，使得計算機科學與技術的智能化水平大幅提升，并面臨廣闊的發(fā)展空間。同時，其發(fā)展層次也逐漸深入，涉及的領域更加精細、精密以及重要，不再單純是滿足日常生活的需求。這個過程中，為了滿足人們的多元化需求，與之相關的其他技術也得到飛速發(fā)展，如無線網(wǎng)絡技術等。在相關技術的支持下，人們可以借助計算機技術收集全世界各個地區(qū)的數(shù)據(jù)信息，獲知最新的新聞事件，檢索自己需要的資源。同時，計算機科學與技術智能化水平的不斷提升，也使其在國防、軍事等重要和關鍵領域的應用更加普遍，這意味著其應用層次更加深入，或者說有新的提升。

4.4 發(fā)展方向不斷深入

這里所說的發(fā)展方向指的是計算機硬件設備的發(fā)展水平。CPU作為計算機的核心部分，其技術的進步、運算效率的提升，都可以有效提升計算機的運算能力，并且為計算機科學與技術的發(fā)展帶來新的機遇。為了應對這一時代機遇，需要不斷改進CPU的性能，使其具備足夠的功耗，從而實現(xiàn)最佳的性能和使用壽命組合［4］。當前一臺計算機的微處理器的數(shù)量支持同時多個運行，一個微處理器結(jié)構中存在幾億個晶體管，而且隨著技術的發(fā)展還會繼續(xù)增長。國外研究的專用機甚至可以實現(xiàn)上萬臺處理器的同時運行，其運行速度更快、處理速度更快。對此，國內(nèi)也需要緊跟國際發(fā)展趨勢，不斷推動計算機科學與技術的進步，以達到與世界先進水平同步或更高的層次。

4.5 出現(xiàn)很多新型計算機

一種是智能化超級計算機。其可以實現(xiàn)快速、精確地處理大規(guī)模的信息，從而為用戶帶來便利。為了實現(xiàn)最佳的性能，此類型計算機可以利用各種不同的處理器，最大限度地提高系統(tǒng)的性能，并且滿足各種不同應用場景的需求。此類型計算機具有完整、精細的信息和任務處理功能，可以同時處理多個數(shù)據(jù)和指令，所以被稱為超級計算機。此類型計算機的性能很高，不僅擁有極快的運行速度，還擁有極強的處理、分析數(shù)據(jù)的功能，極大地提升了工作的效率和質(zhì)量，節(jié)約了時間與成本。隨著技術的進步，越來越多的人開始利用智能計算機，使他們的生活和工作更加便捷。

一種是高性能新型計算機。近些年來，硅技術的優(yōu)化與應用推動了新型計算機的發(fā)展，但其的繼續(xù)發(fā)展空間有限。所以，要關注對新技術的研究與開發(fā)，研究出更多高性能的新型計算機。①光子計算機。其可以借助光子計算數(shù)據(jù)，替代傳統(tǒng)計算機中的電子傳輸、存儲以及計算過程。同時，導線也變成光互聯(lián)，替代了傳統(tǒng)的計算機導線。此類型計算機不僅結(jié)構上存在光子硬件，運行方式上也是選擇的光子運算方式。其中包括很多不同類別的數(shù)據(jù)，可以借助不同的波長信息表現(xiàn)出來，并且支持對大量的復雜數(shù)據(jù)進行極快速的計算，因此強化了其功能發(fā)揮。②量子計算機。此類計算機支持同步運算、存儲與處理海量的數(shù)據(jù)，屬于具有可逆性的物理裝置，建立在量子力學的基本規(guī)律基礎上，支持進行高數(shù)、邏輯運算。此類型計算機的原理，是發(fā)揮激光脈沖的作用，更改鏈狀聚合物，直接決定開/關的狀態(tài)，可以發(fā)揮量子位的作用存儲數(shù)據(jù)。其運算速度很快，存儲數(shù)量更多，而且可以保證系統(tǒng)運行的安全性、可靠性。③納米計算機。此類型計算機是將計算機技術與納米技術相結(jié)合，結(jié)構中包含納米元件，其體積要遠小于傳統(tǒng)的電子元件。此類型計算機的導電性能很強，質(zhì)地比較優(yōu)良，可以代替硅芯片進行使用。目前，納米技術的研究方向不再局限于微電子方向，而是集中在對傳感器與不同處理器硅芯片系統(tǒng)的研究，所以在計算機中應用廣泛。此類型計算機運行時產(chǎn)生的能耗很少，幾乎可以忽略不計，但其性能很優(yōu)越，超過現(xiàn)在的大部分類型計算機。

5 結(jié)語

計算機科學與技術的存在對于經(jīng)濟和社會的發(fā)展具有至關重要的作用，通過對其進行深入研究和分析，可以更好地掌握其發(fā)展趨勢，從而更好地服務于社會。但隨著時代的發(fā)展，當前的計算機科學與技術表現(xiàn)出一定的不足，需要研究人員不斷對其進行革新和優(yōu)化，不斷適應時代發(fā)展帶來的需求變化，提出新的科學與技術內(nèi)容，從而為國家和經(jīng)濟社會的發(fā)展做出應有的貢獻。

參考文獻

［1］趙宏敏. 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的計算機科學與技術發(fā)展探究［C］//廣東省教師繼續(xù)教育學會. 廣東省教師繼續(xù)教育學會第五屆教學研討會論文集（四）. ［出版者不詳］，2022：1611-1613.

［2］朱睿. 計算機科學與技術的應用與展望［J］. 集成電路應用，2022，39（11）：224-225.

［3］張泳富. 淺析人工智能時代下計算機科學與技術的應用與發(fā)展［J］. 信息記錄材料，2021，22（12）：43-44.

［4］楊遠智. 計算機科學與技術的應用及發(fā)展趨勢解讀［J］. 電子元器件與信息技術，2021，5（10）：206-207.