摘 要：進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平得到了顯著的提高，這也促使我國(guó)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究也進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展嶄新高效的時(shí)代。當(dāng)代我們的世界就是計(jì)算機(jī)的世界。計(jì)算機(jī)的發(fā)展不但涉及其他學(xué)科的科研領(lǐng)域，而且更滲透在百姓的日常生活中。人們開(kāi)始逐步依賴于計(jì)算機(jī)，在工作、學(xué)習(xí)、生活等方面建立起日益龐大的人際關(guān)系網(wǎng)，也對(duì)計(jì)算機(jī)的性能要求提出了更高的要求。隨著計(jì)算機(jī)的不斷進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)已然成為現(xiàn)今的主流。本文就計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史階段和特點(diǎn)，對(duì)微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用，尤其是在高校中的應(yīng)用進(jìn)行分析說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)發(fā)展；計(jì)算機(jī)應(yīng)用；高校

中圖分類號(hào)：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-8882（2015）02-028-02

前言

當(dāng)今社會(huì)處于一個(gè)信息化時(shí)代，從科學(xué)研究領(lǐng)域到日常生活，充斥著巨大數(shù)量的信息。這也得益于計(jì)算機(jī)的蓬勃發(fā)展與不斷推廣。自1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生，功能單一、體積巨大的計(jì)算機(jī)已逐步演變?yōu)樾阅軓?qiáng)大、價(jià)值縮小、價(jià)格持續(xù)走低、信息處理速度更快、網(wǎng)絡(luò)化的微型計(jì)算機(jī)。我們也熟悉了在休閑娛樂(lè)場(chǎng)所，學(xué)校，銀行，家庭，甚至隨處可見(jiàn)的網(wǎng)吧里看到計(jì)算機(jī)的身影。不可否認(rèn)，作為學(xué)生，計(jì)算機(jī)已如無(wú)孔不入地滲入我們的生活，而且正在以我們無(wú)法預(yù)知的發(fā)展前景繼續(xù)樂(lè)觀前進(jìn)。

一、計(jì)算機(jī)發(fā)展階段

1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)在美國(guó)誕生。它由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電工學(xué)院研究制造，應(yīng)用于彈道的計(jì)算。但體積龐大，占地150平方米，總重量30噸，使用了18000只電子管，6000個(gè)開(kāi)關(guān)，7000只電阻，10000只電容，50萬(wàn)條線，耗電量140千瓦，可進(jìn)行5000次加法/秒運(yùn)算。這標(biāo)志電腦時(shí)代的到來(lái)。

1956年第二代電子計(jì)算機(jī)，晶體管計(jì)算機(jī)誕生。由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制，取名“催迪克”（TRADIC），裝有800個(gè)晶體管。具有尺寸小、重量輕、壽命長(zhǎng)、效率高、發(fā)熱少、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

1959年第三代電子計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。集成電路計(jì)算機(jī)最初由約翰·馮·諾依曼發(fā)明，體積占三個(gè)房間大小。

20世紀(jì)70年代以來(lái)計(jì)算機(jī)進(jìn)入了發(fā)展的最新階段。1976年，由大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路制成的“克雷一號(hào)”標(biāo)志著計(jì)算機(jī)進(jìn)入了第四代。

20世紀(jì)90年代，是計(jì)算機(jī)進(jìn)入智能化的時(shí)代。研究者們努力制造出媲美人腦的計(jì)算機(jī)，

實(shí)現(xiàn)記憶，計(jì)算，學(xué)習(xí)，通信交流等功能。

21世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)筆記本化、微型化、專業(yè)化的特點(diǎn)。不僅操作方便簡(jiǎn)單，而且價(jià)格更趨近于平民化，持續(xù)下降。能夠達(dá)到每秒超過(guò)100萬(wàn)次的運(yùn)算速度，在許多問(wèn)題解決起來(lái)輕松快捷，甚至超于人腦，大大便利了人們的日常生活。也因此計(jì)算機(jī)更多的被叫作電腦了。

二、微型計(jì)算機(jī)發(fā)展前景

（一）量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)就是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的計(jì)算機(jī)。不同于電子計(jì)算機(jī)（或稱傳統(tǒng)電腦），量子計(jì)算用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的對(duì)象是量子比特，它使用量子算法來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。量子計(jì)算機(jī)的輸入用一個(gè)具有有限能級(jí)的量子系統(tǒng)來(lái)描述，如二能級(jí)系統(tǒng)。量子計(jì)算機(jī)的變換包括所有可能的幺正變換。量子計(jì)算機(jī)的輸入態(tài)和輸出態(tài)為一般的疊加態(tài)，其相互之間通常不正交。量子計(jì)算機(jī)中的變換為所有可能的幺正變換。得出輸出態(tài)之后，量子計(jì)算機(jī)對(duì)輸出態(tài)進(jìn)行一定的測(cè)量，給出計(jì)算結(jié)果。迄今為止，世界上還沒(méi)有真正意義上的量子計(jì)算機(jī)。2013年6月8日，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士領(lǐng)銜的量子光學(xué)和量子信息團(tuán)隊(duì)的陸朝陽(yáng)、劉乃樂(lè)研究小組，在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)了用量子計(jì)算機(jī)求解線性方程組的實(shí)驗(yàn)。該研究成果發(fā)表在6月7日出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

（二）納米計(jì)算機(jī)

納米計(jì)算機(jī)是用納米技術(shù)研發(fā)的新型的高性能計(jì)算機(jī)。納米技術(shù)正從MEMS（微電子機(jī)械系統(tǒng)）起步；把傳感器、電動(dòng)機(jī)和各種處理器都放在一個(gè)硅芯片上而構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。應(yīng)用納米技術(shù)研制的計(jì)算機(jī)內(nèi)存芯片，其體積不過(guò)數(shù)百個(gè)原子大小，相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計(jì)算機(jī)不僅幾乎不需要耗費(fèi)任何能源，而且其性能要比今天的計(jì)算機(jī)強(qiáng)大許多倍。目前研究出四種工作機(jī)制，電子式納米計(jì)算技術(shù)，基于生物化學(xué)物質(zhì)與DNA的納米計(jì)算機(jī)，機(jī)械式納米計(jì)算機(jī)，量子波相干計(jì)算。2013年9月26日斯坦福大學(xué)周三宣布，人類首臺(tái)基于碳納米晶體管技術(shù)的計(jì)算機(jī)已成功測(cè)試運(yùn)行。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的成功證明了人類有望在不遠(yuǎn)的將來(lái)，擺脫當(dāng)前硅晶體技術(shù)以生產(chǎn)新型電腦設(shè)備。

（三）光子計(jì)算機(jī)

光子計(jì)算機(jī)以光子作為傳遞信息的載體，光互連代替導(dǎo)線互連，以光硬件代替電子硬件，以光運(yùn)算代替電運(yùn)算，利用激光來(lái)傳送信號(hào)，并由光導(dǎo)纖維與各種光學(xué)元件等構(gòu)成集成光路，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)。在光子計(jì)算機(jī)中，不同波長(zhǎng)、頻率、偏振態(tài)及相位的光代表不同的數(shù)據(jù)，這遠(yuǎn)勝于電子計(jì)算機(jī)中通過(guò)電子“0”、“1”狀態(tài)變化進(jìn)行的二進(jìn)制運(yùn)算，可以對(duì)復(fù)雜度高、計(jì)算量大的任務(wù)實(shí)現(xiàn)快速的并行處理。1990年初，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室制成世界上第一臺(tái)光子計(jì)算機(jī)。

（四）DNA計(jì)算機(jī)

DNA計(jì)算機(jī)是一種生物形式的計(jì)算機(jī)。它是利用DNA（脫氧核糖核酸）建立的一種完整的信息技術(shù)形式，以編碼的DNA序列（通常意義上計(jì)算機(jī)內(nèi)存）為運(yùn)算對(duì)象，通過(guò)分子生物學(xué)的運(yùn)算操作以解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)難題。具有體積小、存儲(chǔ)量大、運(yùn)算快、耗能低并行性高等優(yōu)點(diǎn)。

三、計(jì)算機(jī)在高校中的應(yīng)用

（一）計(jì)算機(jī)在日常生活的應(yīng)用

信息時(shí)代的到來(lái)意味著我們身處在一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)世界里。為了日常的工作學(xué)習(xí)生活，我們必須得能正確快捷地從大信息中獲取有用的信息，通過(guò)信息來(lái)拓寬更大的人際關(guān)系圈，豐富日常生活。古老的書信交流局限于空間和時(shí)間，計(jì)算機(jī)帶來(lái)的即時(shí)通信幫助我們跨越障礙，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)話，解決在外求學(xué)的學(xué)子與父母朋友的距離問(wèn)題。超市的采購(gòu)，數(shù)字化的信息存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)里，方便了經(jīng)營(yíng)者的管理，同時(shí)也提高了整個(gè)行業(yè)模式的巨大轉(zhuǎn)變。當(dāng)然計(jì)算機(jī)已經(jīng)擺脫了公共事業(yè)領(lǐng)域的使用，普及到了居民的家中各大場(chǎng)所，也說(shuō)明了人們?cè)絹?lái)越離不開(kāi)計(jì)算機(jī)了。

（二）計(jì)算機(jī)在高校管理中的應(yīng)用

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，高校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)安全的認(rèn)知水準(zhǔn)提高，各校的信息管理化的構(gòu)成已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。由傳統(tǒng)的紙質(zhì)化登記，到現(xiàn)在更多關(guān)注的信息安全，儼然成為了高校對(duì)信息安全，學(xué)生安全的主旋律。圖書館龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，宿舍門禁的一卡式使用，教務(wù)管理系統(tǒng)的逐步完善等都得益于微型計(jì)算機(jī)的不斷改進(jìn)。同時(shí)計(jì)算機(jī)的涉入使得信息的不安全性變大，也促使各校對(duì)信息的防護(hù)措施的增強(qiáng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)客觀上已成為一種新的危險(xiǎn)因素。不法分子利用間諜軟件窺視高校學(xué)生信息，進(jìn)行信息買賣，破壞高校的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，一旦奏效就會(huì)給學(xué)生造成巨大的困擾，甚至導(dǎo)致人身安全問(wèn)題。

（三）計(jì)算機(jī)在學(xué)校醫(yī)療中的應(yīng)用

醫(yī)療行業(yè)涉及廣泛，從正常的常規(guī)檢查到人造器官的研制，都需要裝備最為先進(jìn)的技術(shù)加以支撐。在以學(xué)生為主體的高校，學(xué)生醫(yī)療顯得尤為重要。遠(yuǎn)程醫(yī)療作為計(jì)算機(jī)發(fā)展帶來(lái)的成果，跨越了地區(qū)的限制，匯集了各地更多的醫(yī)療技術(shù)，顯著地降低了醫(yī)療成本。專家預(yù)言，這些技術(shù)將不斷成熟，最后達(dá)到全面醫(yī)療保健的局面，大大降低了醫(yī)療成本?；邶嫶蟮木歪t(yī)人群，學(xué)校建立起完善的醫(yī)療信息系統(tǒng)，不僅方便學(xué)生的就醫(yī)，大大減少學(xué)生就醫(yī)難的問(wèn)題，而且能夠?qū)崟r(shí)記錄學(xué)生的病情，自動(dòng)上傳云端，為以后的復(fù)診等醫(yī)療環(huán)節(jié)提供了可靠的保證。

（四）計(jì)算機(jī)在高校教育的應(yīng)用

學(xué)校里的教學(xué)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了多媒體教育。計(jì)算機(jī)輔助教育是教育領(lǐng)域繼發(fā)明印刷術(shù)、使用書面語(yǔ)言、創(chuàng)立學(xué)校之后的第四次革命。多媒體的運(yùn)用解決了傳統(tǒng)課堂里枯燥乏味導(dǎo)致效率低下的問(wèn)題，活躍了氣氛，達(dá)到了全面提高聽(tīng)說(shuō)讀寫能力的要求。遠(yuǎn)程教育的模式也是教學(xué)領(lǐng)域最為活躍新穎的一種方式，打破了傳統(tǒng)的學(xué)生老師教育的模式，不用受時(shí)間空間的因素的限制，讓不在課堂上的學(xué)生也能獲得更好的教育，減輕了老師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，激發(fā)出老師更多的潛能，大大發(fā)揮老師的作用。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上論述，對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段，微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展前景，計(jì)算機(jī)在高校中的應(yīng)用三個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析與探討。計(jì)算機(jī)作為人類歷史上不可抹去的重大發(fā)明，對(duì)人類歷史的發(fā)展起到了翻天覆地的作用。當(dāng)然計(jì)算機(jī)給人們的生活和工作帶來(lái)了極大的便利，加快了企業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)信息化時(shí)代的進(jìn)步。對(duì)高校而言，也是一個(gè)革命性的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)也繼續(xù)朝著微型化，智能化，巨型化（高性能、高速率、高存儲(chǔ)量、高精準(zhǔn)度）三個(gè)方向發(fā)展。在此形勢(shì)下，我們應(yīng)該繼續(xù)深入研究計(jì)算機(jī)，并為其努力，促進(jìn)計(jì)算機(jī)對(duì)各行各業(yè)的全面推進(jìn)，利用計(jì)算機(jī)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的發(fā)展，盡可能造福于人類社會(huì)。

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