【摘要】：自計算機誕生以來，它的發(fā)展已經(jīng)影響到人類的社會發(fā)展進(jìn)程，在社會、經(jīng)濟、文化領(lǐng)域都有深遠(yuǎn)的影響。本文從計算機發(fā)展的現(xiàn)狀入手，分析了計算機發(fā)展迅速的原因，并總結(jié)了計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】：計算機科學(xué)；技術(shù)；發(fā)展趨勢

引言

自從1946年第一臺計算機的出現(xiàn)，它的發(fā)展己經(jīng)經(jīng)歷了60多年來的變遷。計算機在運算速度、增進(jìn)性能、縮小性強、降低成本以及開發(fā)應(yīng)用等方面得到了空前發(fā)展。隨著知識經(jīng)濟的不斷深入，計算機的發(fā)展趨勢不僅繼續(xù)深化，而且節(jié)奏加快。在計算機自身發(fā)展的同時，它的應(yīng)用領(lǐng)域也從過去的簡單化走向多樣化。在日常生活中，計算機的應(yīng)用無處不在。它已滲透到國民經(jīng)濟和社會生活的各個部門，在軍事、工業(yè)、教育和其他業(yè)務(wù)領(lǐng)域的各個領(lǐng)域。

1.計算機技術(shù)發(fā)展迅速的原因

1.1連續(xù)性的創(chuàng)造活動的出現(xiàn)

計算機技術(shù)快速發(fā)展的原因之一就是連續(xù)性的創(chuàng)造活動出現(xiàn)?，F(xiàn)實需求的驅(qū)動、關(guān)于計算機技術(shù)認(rèn)識部分或者說是計算機科學(xué)的發(fā)展、信息的共享可以用來解釋這種經(jīng)常性的創(chuàng)造活動。

持續(xù)不斷的創(chuàng)新是在需求的驅(qū)動下發(fā)生的正是二戰(zhàn)對信息的緊迫需求減少了創(chuàng)造的障礙，使得資源可以運用于基本的技術(shù)試驗，促進(jìn)了計算機的出現(xiàn)。早期階段各研究所、大公司、大學(xué)和政府部門對科學(xué)運算的需求導(dǎo)致了計算機迅速地轉(zhuǎn)為民用、轉(zhuǎn)為工業(yè)產(chǎn)品，促進(jìn)了計算機工業(yè)的發(fā)展。在計算機行業(yè)，按照技術(shù)軌道領(lǐng)先一步推出新計算機技術(shù)產(chǎn)品意味著可能提前占有市場。競爭的壓力和對利潤最大化的要求往往在技術(shù)的發(fā)展上表現(xiàn)為：計算機技術(shù)的進(jìn)步比市場實際需求發(fā)展的更快。這給創(chuàng)造活動的速度、時間快慢提出了更高的要求。

1.2關(guān)于計算機技術(shù)的認(rèn)識

部分經(jīng)常提供計算機技術(shù)如何改進(jìn)的相對有力的指導(dǎo)計算機領(lǐng)域的工程師和科學(xué)家們的實踐是往復(fù)的，科學(xué)知識暗含在數(shù)量和種類極為可觀的設(shè)計中而這些設(shè)計又體現(xiàn)在計算機產(chǎn)品中，不但在理論上是可行的還必須經(jīng)過真實世界的約束檢驗。試錯、偶然的運氣，甚至有時是錯誤的原理，也極有可能導(dǎo)致行之有效的新的計算機技術(shù)。集成電路中的鋁—硅觸面，雖然理論上沒有問題，但在實際應(yīng)用時卻經(jīng)常出差錯，經(jīng)過反復(fù)的試錯，終于發(fā)現(xiàn)了“鋁—硅—氧化物”觸面控制，極大地促進(jìn)了后來超大型集成電路的發(fā)展。這些蘊含在新技術(shù)中的知識又被往復(fù)地用以產(chǎn)生新的知識，如“鋁—硅—氧化物”觸面控制的發(fā)現(xiàn)有利于攻破鋁—硅肖特基勢壘。此外，計算機中的新技術(shù)迅速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品首先運用于開發(fā)研制下一代的新技術(shù)，如計算機輔助設(shè)計在芯片制作、軟件開發(fā)中的運用，極大地縮短了研發(fā)周期，加快了創(chuàng)新活動的步伐。

1.3計算機技術(shù)的出現(xiàn)

PC機出現(xiàn)以后，越來越建立在共享信息的基礎(chǔ)上如同恩格爾巴特所認(rèn)為的那樣，這種信息共享思想是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵，這使得創(chuàng)造活動可以建立在最新信息的平臺上，極大的縮短研制時間、提高了研發(fā)的質(zhì)量。

2.計算機科學(xué)計算發(fā)展趨勢

2.1智能化的超級計算機

超高速計算機采用平行處理技術(shù)改進(jìn)計算機結(jié)構(gòu)，使計算機系統(tǒng)同時執(zhí)行多條指令或同時對多個數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)一步提高計算機運行速度。超級計算機通常是由數(shù)百數(shù)千甚至更多的處理器組成，能完成普通計算機和服務(wù)器不能計算的大型復(fù)雜任務(wù)。從超級計算機獲得數(shù)據(jù)分析和模擬成果，能推動各個領(lǐng)域高精尖項目的研究與開發(fā)，為我們的日常生活帶來各種各樣的好處。最大的超級計算機接近于復(fù)制人類大腦的能力，具備更多的智能成份。方便人們的生活、學(xué)習(xí)和工作。世界上最受歡迎的動畫片、很多耗巨資拍攝的電影中，使用的特技效果都是在超級計算機上完成的。超級計算機已在科技界內(nèi)引起開發(fā)與創(chuàng)新狂潮。

2.2新型高性能計算機問世

硅芯片技術(shù)高速發(fā)展的同時，也意味看硅技術(shù)越來越接近其物理極限。為此，世界各國的研究人員正在加緊研究開發(fā)新型計算機，計算機的體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)都將產(chǎn)生一次量與質(zhì)的飛躍。新型的量子計算機、光子計算機等，將會走進(jìn)我們的生活，遍布各個領(lǐng)域。

2.2.1量子計算機

量子計算機（quantum computer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。量子計算機中的數(shù)據(jù)用量子位存儲。由于量子疊加效應(yīng)，一個量子位可以是0或1，也可以既存儲0又存儲1。因此，一個量子位可以存儲2個數(shù)據(jù)，同樣數(shù)量的存儲位，量子計算機的存儲量比通常計算機大許多。除具有高速并行處理數(shù)據(jù)的能力外，量子計算機還將對現(xiàn)有的保密體系、國家安全意識產(chǎn)生重大的沖擊。量子并行本質(zhì)上是量子相干性的應(yīng)用，無論是量子并行計算還是量子模擬計算。世界各地的許多實驗室都懷著極大的熱情追求這個夢想。目前的方案主要是利用原子與光腔的相互作用、冷阱離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導(dǎo)量子干涉等。

2.2.2光子計算機

光子計算機是一種由光信號進(jìn)行數(shù)字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機。它由激光器、光學(xué)反射鏡、透鏡、濾波器等光學(xué)元件和設(shè)備構(gòu)成，靠激光束進(jìn)入反射鏡和透鏡組成的陣列進(jìn)行信息處理，以光子代替電子，光運算代替電運算。光的并行、高速，天然地決定了光子計算機的并行處理能力很強，具有超高運算速度。在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數(shù)據(jù)，可以對復(fù)雜度高、計算量大的任務(wù)實現(xiàn)快速地并行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎(chǔ)上呈指數(shù)上升。

2.2.3納米計算機

納米計算機指將納米技術(shù)運用于計算機領(lǐng)域所研制出的一種新型計算機?！凹{米”本是一個計量單位，采用納米技術(shù)生產(chǎn)芯片成本十分低廉，因為它既不需要建設(shè)超潔凈生產(chǎn)車間，也不需要昂貴的實驗設(shè)備和龐大的生產(chǎn)隊伍。只要在實驗室里將設(shè)計好的分子合在一起，就可以造出芯片。大大降低了生產(chǎn)成本。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍，質(zhì)地堅固，有著極強的導(dǎo)電性，能代替硅芯片制造計算機。納米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源，而且其性能要比今天的計算機強大許多倍。美國正在研制一種連接納米管的方法，用這種方法連接的納米管可用作芯片元件，發(fā)揮電子開關(guān)、放大和晶體管的功能。有專家預(yù)測，10年后納米技術(shù)將會走出實驗室，成為科技應(yīng)用的一部分。納米計算機體積小、造價低、存量大、性能好，將逐漸取代芯片計算機，推動計算機行業(yè)的快速發(fā)展。

結(jié)束語

計算機技術(shù)的發(fā)展日新月異，它已經(jīng)不僅僅是一種技術(shù)現(xiàn)象而是一種政治、軍事、經(jīng)濟和社會現(xiàn)象，在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著越來越重要的作用，我們應(yīng)該運用好計算機科學(xué)與技術(shù)，使其在生活中為人們提供越來越便捷的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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