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淺談計算機科學與計算機發展趨勢:計算機科學與技術的發展趨勢探析

【摘 要】文章從計算機發展的現狀入手，簡述計算機發展史，通過計算機科技在現代生活中發揮的巨大作用，點明計算機科技在當代社會生產生活中的地位。探討了計算機技術迅猛發展的原因，從高性能計算機、智能化的計算機兩個方面分析計算機科學與技術的未來發展動向，對未來計算機科學與技術的發展趨勢做一些猜想。

【關鍵詞】計算機科學 技術 發展趨勢

1946 年，及時臺電子計算機出現，經過六十多年的發展，計算機的運算速度極大加快，體積向著小型微型轉變，生產成本極大降低。隨著人們生活節奏的加快，科技水平的提高，計算機越來越走進我們的日常生活，逐漸成為必備家電。工業領域、軍事領域和商業領域越來越多的看到電子計算機的身影，如今，它已經滲透到我們的日常生活，成為必不可少的電子產品。

1.計算機在現代科技中的應用

1.1 經濟、社會、文化等領域都離不開計算機身影

科學技術及時生產力。曾何幾時，“秀才不出門全知天下事”是夢想，而如今，人們坐在家里，只用看著電腦，便知道當今天下大聲的一切或大或小的事情。或是政治領域的近期動態，或是科學領域的近期發現，或是軍事領域的重大動作……人們的生活已逐漸習慣了電腦的存在，人們也更熱衷于通過電腦了解信息。正是由于人們對計算機質的要求和量的要求都不斷加大，這就要求計算機行業不打加快研發、擴大生產，從而滿足人們的需求。

1.2 電子產品更新周期大大縮短

1904年，發明了世界上及時根電子管，直到1946年及時臺計算機才被成功研制出來，這個過程耗時42 年。然而在那之后的半導體計算機的問世，僅用了10年左右。以現代手機技術的更新換代為例，上世紀90年代，一款新手機可以保障5-8年不被淘汰，到了本世紀初，則縮短為1-3年，而到2008年之后，幾乎每一年都有新的技術應用到手機之上，手機更新換代的速度則不足一年。手機產業的變革，是計算機科技在日常應用中的好體現。

1.3更加注重系統合成而不是單一的突破

在計算機問世以前，每隔十年左右就有十幾項技術突破，而到了50年代，這種突破速度逐漸放緩。70 年代至今，我們似乎不再單純關注于技術突破，而是將原有的技術深挖之后，加以整合形成新的技術。比如計算機技術雖然經歷的幾十年的飛速發展，但其單位還是二進制。而航天技術，更沒有一項是新的突破，他只是把原有的理論仔細研究，反復檢驗，總結其優點改正其不足。

2.計算機科技迅速發展的原因

2.1需求是推動計算機科技創新的動力

有需求就有動力。計算機的興起在二戰之后，當時經受戰亂的國家百廢待興，電子計算機的出現，能幫助他們迅速處理相關信息，安排資源配置，提高辦事效率。因而，各國花費人力物力投資在計算機領域，這直接促進了計算機行業的迅猛發展。同時，計算機的民用化是促進計算機技術發展的不竭動力。由于人們對計算機的需求，商人在利潤的刺激下，迅速擴大生產，計算機行業迅速發展壯大。

2.2信息共享是計算機科技發展的基礎

信息共享指不同層次、不同信息系統間，信息和信息產品的交流與共用。在計算機科技領域內實行信息共享，可以使落后國家技術起點比較高，可以獲得近期的技術與資料的支持，從而避免浪費，節約成本，縮短研究周期，提高質量。

2.3技術理論的發展是支撐

計算機的設計理念，往往來源于實際。科學家們在原有經驗中不斷總結，催生出新的產品。例如，鋁硅氧化物的發現，直接推動了型集成電路的發展。同時，新技術的不斷發現又會催生更新的技術。

3.計算機科技發展趨勢分析

3.1高性能計算機

更高、更快、更強是奧林匹克精神的體現，這一點用在今后計算機的發展趨勢上同樣適用。鑒于科技的發展速度和電子計算機發展的現狀，更高更快更強的電子計算機的出現，是時代必然。

3.1.1更高性能。從計算機的命名就可以知道，他最初的設計理念是用來計算――及處理數據的。但在今天，計算機用于生活的方方面面。如天氣預報的播報，出門訪友的導航，地貌水文的測繪等等。計算機的更高性能、更多功能為我們帶來了更多便利。不僅如此，隨著計算機科技的進步一發展，越來越多的性能將會被開發出來。

3.1.2更快速度。從1946年及時臺計算機每秒只能進行5000次加減運算到2000年銀河Ⅳ系超級計算機每秒能進行10000億次計算，這之間不過50多年，計算機的運算速度卻提升了2億倍。更快速度，是當今社會對計算機的要求。可以想象，未來幾十年內，計算機的運行速度將會更快，那將是我們難以想象的天文數字。

3.1.3更強內核。幾年之前，民用計算機普遍是單核，用專業一點的話說是單片處理器。現在，雙核處理器已經落伍，四核甚至八核才能跟上時代主流。有著多核處理器的計算機，能同時處理視頻、音頻、游戲等程序。計算機的娛樂功能更為強大，也更加符合民用計算機的特點與發展潮流。

3.2智能化計算機

基于生物進化的智能系統，人類的智能是通過極其漫長的進化過程中產生的。而計算機的進化過程則要快得多。從早期的單極管到后來的半導體直到現在的微型計算機、萬億次計算機，這個過程正變得越來越短。同時，計算機的智能化也是當前及以后一段時間研究的重要內容。目前，計算機在智能化方面已經取得了喜人的成就。如我國神舟系列飛船中，計算機能自動執行變軌、加壓、減壓、降落等指令，不需要人為操控，這大大減輕了相關工作人員的工作難度。不僅如此，只能計算機的衍生產品――智能機器人也在醫療、探險等發面發揮了不可替代的作用。

計算機已經成為現代生活中必不可少的工具，它在滿足人們需要的過程中，也逐漸出現了一些問題，如何解決這些問題，讓它更好地滿足人們的需要是計算機科技研發的主要課題。讓我們跟隨它的進步的腳印，跟它一起探索未來神秘未知的世界。

淺談計算機科學與計算機發展趨勢:淺談信息與計算機科學的發展趨勢

摘 要：現今的社會信息與計算機技術迅速發展，計算機技術發展迅速的原因來源于智能化的超級計算機、新型高性能計算機兩個方面，進而總結了計算機科學與技術的發展趨勢。

關鍵詞：計算機科學 技術 發展趨勢

一、引言

經常性的、連續性的創造活動的出現計算機技術快速發展的原因之一就是創造活動經常的、連續性的出現。現實需求的驅動、關于計算機技術認識部分或者說是計算機科學的發展、信息的共享可以用來解釋這種經常性的創造活動。持續不斷的創新是在需求的驅動下發生的正是二戰對信息的緊迫需求減少了創造的障礙，使得資源可以運用于基本的技術試驗，促進了計算機的出現。早期階段各研究所、大公司、大學和政府部門對科學運算的需求導致了計算機迅速地轉為民用、轉為工業產品，促進了計算機工業的發展。隨著計算機在尖端科學技術和其他科學技術與工程設計方面（如數學、物理、力學、化學天文、晶體結構分析、石油勘探與開發、橋梁設計、大地測量等）的普遍應用，對計算機的性能、容量也提出了更高的要求，使創造活動經常性、連續性的出現。在計算機行業，按照技術軌道經驗豐富一步推出新計算機技術產品意味著可能提前占有市場。競爭的壓力和對利潤較大化的要求往往在技術的發展上表現為：計算機技術的進步比市場實際需求發展的更快。這無疑給創造活動的速度、時間快慢提出了更高的要求。

二、信息與計算機科學展迅a速的原因

關于計算機技術的認識部分經常提供計算機技術如何改進的相對有力的指導計算機領域的工程師和科學家們的實踐是往復的，科學知識暗含在數量和種類極為可觀的設計中而這些設計又體現在計算機產品中，不但在理論上是可行的還必須經過真實世界的約束檢驗。此外，計算機中的新技術迅速轉化為產品首先運用于開發研制下一代的新技術，如計算機輔助設計在芯片制作、軟件開發中的運用，極大地縮短了研發周期，加快了創新活動的步伐。穩定的、明顯的和迅速的選擇機制在對相互競爭的技術價值做出一個共識性判斷之前需要一段時間，這段時間內不確定因素可能影響到的選擇機制。大多數情況下，圍繞計算機技術的若干選擇判據和機制及其影響要素在同時發揮作用，選擇的環境常常是非常敏銳和穩定的，這是計算機技術迅速發展的一個重要原因。在實踐方面，用戶和市場同時對新計算機技術進行選擇，在市場判據一定的情況下，優于他者的技術取勝，這樣經濟之間的競爭轉化為技術競爭。此外，認識和實踐的相互轉換是選擇機制穩定化、迅速化的另一論據。計算機技術的大多數領域以應用學科和工程學科的出現為標志，這些學科的職責是促進與實踐有關的認識的發展，這些學科常吸收更為基礎的學科，其本身也是當之無愧的認識部分。傳統認為，有認識的提高就能有實踐的進步，在對計算機技術研究中，發現常有另外一條路徑，這個過程存在著強烈的相互作用，在肖克利及其同事制造出一個運行的晶體管后，作為一個科學領域的熱力學建立起來，有關半導體是如何運行的理論也建立了起來，這是用來證明認識隨著實踐的提高而提高的經典實例。在工程學科和應用學科中，與實踐的密切聯系給我們這樣的啟發，認識的提高可以讓選擇判據更加明顯，它們能夠使計算機技術的實踐中普遍存在的問題得到解決，或者說是促進實踐的發展。如果沒有所說的認識的幫助，這一切會變的不可能實現或更困難一些。顯然，選擇機制在計算機技術的實踐進化和認識進化之間明顯地提供了一種雙向的連接，推動計算機技術的快速發展。

三、計算機科學計算發展趨勢

超高速計算機采用平行處理技術改進計算機結構，使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理，進一步提高計算機運行速度。硅芯片技術高速發展的同時，也意味看硅技術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新型計算機，計算機的體系結構與技術都將產生一次量與質的飛躍。新型的量子計算機、光子計算機、分子計算機、納米計算機等，將會在二十一世紀走進我們的生活，遍布各個領域。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究，量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。光子計算機是利用光子取代電子進行數據運算、傳翰和存儲。光子計算機即全光數字計算機，以光子代替電子，光互連代替導線互連，光硬件代替計算機中的電子硬件，光運算代替電運算。在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數據，可以對復雜度高、計算量大的任務實現快速地并行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升。分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機的運行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進行組織排列。分子計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。納米計算機是用納米技術研發的新型高性能計算機。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍，質地堅固，有著極強的導電性，能代替硅芯片制造計算機。計算機可以通過網絡控制著各種家電的運行，并通過互聯網下載各種新的家電應用程序，以增加家電的功能，改善家電的性能等等。也可以通過互聯網遠程遙控家中的家電，在辦公室的時候就可以提前讓家中的電器做好飯，煮好菜，開空調等等。隨著計算機的性能的提高，能耗也將越來越大；而且計算機在家庭生活中的扮演的角色越來越重要，運行的時間也將變長。

四、結語

綜上所述，我們可以看到信息與計算機科學主要朝著三個方向發展：一是向“高”的方向。性能越來越高，速度越來越快，主要表現在計算機的主頻越來越高。另一個方向就是向“廣”度方向發展，計算機發展的趨勢無處不在，以至于像“沒有計算機一樣”。第三個方向是向“深”度方向發展，即向信息的智能化發展。

一、引言

經常性的、連續性的創造活動的出現計算機技術快速發展的原因之一就是創造活動經常的、連續性的出現。現實需求的驅動、關于計算機技術認識部分或者說是計算機科學的發展、信息的共享可以用來解釋這種經常性的創造活動。持續不斷的創新是在需求的驅動下發生的正是二戰對信息的緊迫需求減少了創造的障礙，使得資源可以運用于基本的技術試驗，促進了計算機的出現。早期階段各研究所、大公司、大學和政府部門對科學運算的需求導致了計算機迅速地轉為民用、轉為工業產品，促進了計算機工業的發展。隨著計算機在尖端科學技術和其他科學技術與工程設計方面（如數學、物理、力學、化學天文、晶體結構分析、石油勘探與開發、橋梁設計、大地測量等）的普遍應用，對計算機的性能、容量也提出了更高的要求，使創造活動經常性、連續性的出現。在計算機行業，按照技術軌道經驗豐富一步推出新計算機技術產品意味著可能提前占有市場。競爭的壓力和對利潤較大化的要求往往在技術的發展上表現為：計算機技術的進步比市場實際需求發展的更快。這無疑給創造活動的速度、時間快慢提出了更高的要求。

二、信息與計算機科學展迅a速的原因

關于計算機技術的認識部分經常提供計算機技術如何改進的相對有力的指導計算機領域的工程師和科學家們的實踐是往復的，科學知識暗含在數量和種類極為可觀的設計中而這些設計又體現在計算機產品中，不但在理論上是可行的還必須經過真實世界的約束檢驗。此外，計算機中的新技術迅速轉化為產品首先運用于開發研制下一代的新技術，如計算機輔助設計在芯片制作、軟件開發中的運用，極大地縮短了研發周期，加快了創新活動的步伐。穩定的、明顯的和迅速的選擇機制在對相互競爭的技術價值做出一個共識性判斷之前需要一段時間，這段時間內不確定因素可能影響到的選擇機制。大多數情況下，圍繞計算機技術的若干選擇判據和機制及其影響要素在同時發揮作用，選擇的環境常常是非常敏銳和穩定的，這是計算機技術迅速發展的一個重要原因。在實踐方面，用戶和市場同時對新計算機技術進行選擇，在市場判據一定的情況下，優于他者的技術取勝，這樣經濟之間的競爭轉化為技術競爭。此外，認識和實踐的相互轉換是選擇機制穩定化、迅速化的另一論據。計算機技術的大多數領域以應用學科和工程學科的出現為標志，這些學科的職責是促進與實踐有關的認識的發展，這些學科常吸收更為基礎的學科，其本身也是當之無愧的認識部分。傳統認為，有認識的提高就能有實踐的進步，在對計算機技術研究中，發現常有另外一條路徑，這個過程存在著強烈的相互作用，在肖克利及其同事制造出一個運行的晶體管后，作為一個科學領域的熱力學建立起來，有關半導體是如何運行的理論也建立了起來，這是用來證明認識隨著實踐的提高而提高的經典實例。在工程學科和應用學科中，與實踐的密切聯系給我們這樣的啟發，認識的提高可以讓選擇判據更加明顯，它們能夠使計算機技術的實踐中普遍存在的問題得到解決，或者說是促進實踐的發展。如果沒有所說的認識的幫助，這一切會變的不可能實現或更困難一些。顯然，選擇機制在計算機技術的實踐進化和認識進化之間明顯地提供了一種雙向的連接，推動計算機技術的快速發展。

三、計算機科學計算發展趨勢

超高速計算機采用平行處理技術改進計算機結構，使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理，進一步提高計算機運行速度。硅芯片技術高速發展的同時，也意味看硅技術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新型計算機，計算機的體系結構與技術都將產生一次量與質的飛躍。新型的量子計算機、光子計算機、分子計算機、納米計算機等，將會在二十一世紀走進我們的生活，遍布各個領域。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究，量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。光子計算機是利用光子取代電子進行數據運算、傳翰和存儲。光子計算機即全光數字計算機，以光子代替電子，光互連代替導線互連，光硬件代替計算機中的電子硬件，光運算代替電運算。在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數據，可以對復雜度高、計算量大的任務實現快速地并行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升。分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機的運行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進行組織排列。分子計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。納米計算機是用納米技術研發的新型高性能計算機。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍，質地堅固，有著極強的導電性，能代替硅芯片制造計算機。計算機可以通過網絡控制著各種家電的運行，并通過互聯網下載各種新的家電應用程序，以增加家電的功能，改善家電的性能等等。也可以通過互聯網遠程遙控家中的家電，在辦公室的時候就可以提前讓家中的電器做好飯，煮好菜，開空調等等。隨著計算機的性能的提高，能耗也將越來越大；而且計算機在家庭生活中的扮演的角色越來越重要，運行的時間也將變長。

四、結語

綜上所述，我們可以看到信息與計算機科學主要朝著三個方向發展：一是向“高”的方向。性能越來越高，速度越來越快，主要表現在計算機的主頻越來越高。另一個方向就是向“廣”度方向發展，計算機發展的趨勢無處不在，以至于像“沒有計算機一樣”。第三個方向是向“深”度方向發展，即向信息的智能化發展。

淺談計算機科學與計算機發展趨勢:探析計算機科學與技術的發展趨勢

【摘 要】隨著社會經濟的快速發展，我們步入了信息網絡化時代，計算機被廣泛應用在生活的各個領域，本文分析了計算機科學與技術迅速發展的原因，從智能化計算機與新型的計算機兩方面探析了計算機科學與技術的發展趨勢。

【關鍵詞】計算機；科學；技術；發展趨勢

計算機從1946年被發明到現在，已有六十多年，隨著經濟的快速發展和科學的不斷進步，使人們進入信息化時代，計算機被廣泛應用于生活的各個領域，如教育領域、經濟領域、軍事領域等。本文對科學與技術的迅速發展趨勢給出自己的建議。

1.計算機科學與技術的迅速發展的原因

1.1科學與技術持續進步，推動了計算機科學與技術的發展

由于第二次世界大戰對信息的需求迫切，花費大量的人才與資源，創造出計算機。隨著科研所、政府機關、學校、企業對信息處理和科學運算的需求強烈，使計算機被民用化，社會的不斷進步，尖端的技術領域，如數學、工程測量、天文地理等對計算機運算的速度與存儲量的要求越來越高。計算機技術人員對計算機進行反復的實驗，在試驗中不斷的得到靈感，得出新的計算機設計理念，如：鋁圭觸面集成電路。這種不斷循環的研究、創新、設計過程，讓計算機科技與技術被迅速發展起來。

1.2共享信息的建立，使計算機科學與技術得以迅速發展

共享信息平臺的建立成為計算機的發展的關鍵，信息的共享可以為計算機科學與技術在進行創新時提供近期資料，能減少計算機創新研究的周期，避免了不必要的浪費，同時還提高了研究的質量。

1.3迅速、穩定、明顯的懸著機制

信息的共享推動了國際經濟的發展，企業家們為了讓自己能在激烈的競爭中獲取較大的利益，需要在及時時間利用計算機，選擇出正確的機制，選擇的環境往往是非常穩定和敏銳的。因此，企業需不斷加大對計算機科學與技術的科研的力度，這些原因讓計算機科學和技術能發展快速。

2.計算機科學與技術的發展趨勢

為了適應社會、經濟的發展要求，計算機科學與技術不斷地在進行創新，因此，計算機不但沒有時代淘汰，反而被廣泛應用，成為了人們生活的必須品，不僅使人們的生活品質得到提升還提高了生產的效率。

2.1智能化計算機

因為智能化的超級計算機采用了獨有的設計結構與新型的平行處理技術，能夠同時對多條指令和數據進行處理與執行，使得智能化的超級計算機能比普通計算機的運算速度高出許多。而且，超級計算機是利用大量的處理器并行完成對指令與數據的處理工作，因此可以輕易的完成普通計算機與服務器完成不了或是需要大量時間來完成的計算工作。

智能超級計算機可以被利用在高端精尖的領域中，推動其研究項目的時間與開發，因為，它不但能對數據進行分析，還能進行模型推演，能夠通過計算機對實驗進行模擬運行，能夠節約大量的實驗成本一時間。在日常生活中，智能超級計算機擁有接近人類大腦的復制性能，比人類大腦具備的只能成分更多，為人們的工作、生活、學習提供了方便。如：現在受到全世界歡迎的動畫片，將靜態的漫畫，利用超級計算機與后期軟件進行處理，使其放映出來的效果絢彩奪目，沖擊人們的視覺感官。目前美國、日本、中國、以色列及印度成為了世界計算機每秒運行1萬億次的國家，超級計算機已經成為了科技行業創新和開發的重點對象。

2.2新型計算機

近年里，硅芯片的高速發展，使硅技術的開發潛力已快要到達極限，因此，世界各國的計算機技術人員，通過摩爾定律，不斷地研究與開發，使計算機技術與結構有了質和量的變化，新型的量子計算機、光子計算機、分子計算機和納米計算機被研發出來，相信這些新型計算機將會在不久的未來被廣泛使用。

2.2.1量子計算機

量子計算機概念的提出，建立在可逆計算機研究的基礎上，量子計算機利用量子力學的規律，讓計算機能夠實現高速數學、邏輯運算、處理大量的量子信息及存儲的一種物理裝置，它是開發源自于量子效益，這類計算機是透過激光脈沖使一種鏈狀的分子聚合物發生變化后的特性，來表示量子計算機的開、關狀態，開、關的狀態不斷進行轉換，讓信息能沿著聚合物移動來完成運算的整個過程。量子計算機的數據是利用量子位來儲存的，一個量子位能夠對2個數據進行儲存，由于量子計算機的量子能夠疊加，與同樣有著相同數量儲存位的創痛計算機相比，數量的儲存量高出許多。量子計算機因為可以并行運算，所以運算速度比傳統計算機Pentium DI晶片還要快上10億倍。此外，量子計算機的保密體系和對安全性能也是傳統計算機不能相比的。

量子計算機利用量子的相干性，世界各國的計算機技術人員還在對其進行各種實驗，提出不同的方案，如超導量子干涉、量子點操縱、電子或核自旋共振、冷阱束縛離子等。對量子計算機的編碼進行糾錯、防錯、預錯的方法，讓量子計算機的設計概念能夠煥然一新。

2.2.2光子計算機

光子計算機是一種用光子代替電子對數據的進行運算、儲存、傳輸的計算機，光子計算器將創痛計算機的導線相互連接變為了關的互聯，把電子硬件替換成了光硬件，運算方式也由光運算替代了電運算。用不同的波長光來代表不同的數據，因此關子計算機能夠對快速的完成計算量較大、較為復雜的并行處理，大大的提升了目前的運算速度的指數。

2.3納米計算機

納米計算機將納米技術與計算機的研發相結合，因為耐你管元件的尺寸只有幾至幾十納米的范圍之內，所以元件小于現在的電子元件許多，而且質地堅固、還具備極強的導電性能，能夠取代硅芯片制造的計算機。納米是種計量單位，納米技術是在80年代才被興起的，當時主要是利用納米自由的控制原子，現在，把納米技術引入到微電子機械系統中，將電動機、傳感器和處理器都放在同一個硅芯片上，構成一個系統。用納米技術制造的計算機內存芯片的體積相當于人頭發直徑的千分之一，因此納米計算機的耗能很小，小到能夠忽略不計，并且納米計算機的整體性能高于傳統計算機很多。納米計算機由于造價較低、儲存量大、體積小、整體性能好，不久之后將會漸漸地取代芯片計算機，使計算機行業得到快速的發展。

3.結束語

計算機科學與技術的發展主要是朝著高、廣、深三個方向發展。“高”，是使計算機的操作系統的性能變高、速度變快，讓各個處理期間能夠進行高速的通信工作，對成百上千的機算計的能協調運行，提高管理的有效性“廣”，讓計算機能夠無處不在，存在在生活的各個領域，讓計算機成為家中最平常的日常必需品；“深”，也就是讓信息向智能化的方向發展，讓計算機中的虛擬內容變為現實。

現今，智能化的超級計算機，處理速度快，讓人們的學習、生活、工作變得更為方便；新型的高性能計算機，由于硅的使用快要到達極限，因此出現了量子、光子、納米等新型的計算機，運行快、耗能少、儲存量大、保密系統高。特別是納米計算機造價較低，在不久的將來能夠代替芯片計算機。大大的推動了計算機科技與技術的發展。

淺談計算機科學與計算機發展趨勢:淺議發展計算機科學與技術的現實意義

摘 要：隨著大科學時代的到來及科技水平的高速發展，計算機科學與技術已經滲透到我國經濟、社會的各個領域。計算機科學與技術的發展與應用，不僅有利于全球經濟的發展，還極大地推動了社會的進步，計算機已經成為當前這個時代的“運籌者”，因此，發展計算機科學與技術具有十分重要的現實意義。

關鍵詞：計算機科學與技術；發展；現實意義

自首臺計算機誕生之日起，計算機已經歷經了六十多年的發展，并獲得了巨大的進步，無論是體積、運算速度，還是開發成本方面，均得到了顯著的改善。在社會生活節奏不斷加快的今天，計算機不僅在各經濟領域、社會生活方面得到了廣泛應用，還充分滲透了教育、軍事、法律等各個領域，呈現多元化的發展態勢。因此，大力發展計算機科學與技術，對于我國社會主義現代化建設具有十分重要的現實意義。

1 計算機科學與技術的發展歷程

計算機科學技術奠基人――圖靈，于1936年發表了《論可計算及其在判定問題中的應用》一文，并由此開創了計算機科學與技術發展的新紀元；1946年到1959年屬于電子管計算機時期，世界首臺通用計算機成功問世，這一時期，由于計算機體積過于笨重，且成本極高，運行速度相對較慢，因而多用于科研計算領域；1959年到1964年為晶體管計算機時期，在這一時期，除了科研計算領域專用計算機進一步發展以外，各種中、小型計算機，尤其是成本較為低廉的小型計算機也開始投入規模化生產和應用；1964年后，隨著集成電路的不斷發展，計算機科學技術成功步入了產品系列化發展時期，與此同時，計算機科學與技術的應用領域也隨之逐步擴大；上世紀90年代以來，計算機科學技術逐步朝著智能化、微型化方向發展，其在經濟發展與社會進步中所發揮的作用也越來越重要，其超強的生命力使其在未來的經濟社會發展中擁有無與倫比的發展前景。

2 發展計算機科學與技術具有十分重要的現實意義

當前，計算機科學與技術已經參與到了經濟、社會生產及人類生活的各個領域，極大地提高了人們的生活質量與生產效率，在現代化社會的發展和進步中發揮著極為重要的推動作用。隨著科技的進一步創新，計算機科學與技術在社會生產、人類生活、文化娛樂等領域所發揮的作用也越來越大，對社會及經濟發展的促進作用也將更為顯著。

2.1 在經濟領域所發揮的作用

計算機科學與技術發展極大地推動了經濟的高速發展，Heckman認為：現代經濟離不開以計量經濟學為基礎的實證分析法的應用，計算機技術催生的經濟分析軟件在經濟分析中發揮了巨大的作用。

當前，應用于經濟分析的軟件類型有很多，如SPSS、EVIEWS、MATLAB、SAS、LINDO等等。其中，SPSS是應用最廣的經濟分析軟件，幾乎可以處理所有類型的經濟數據統計工作。SPSS可對樣本數據進行預處理及描述，可以假設參數、非參數及其他檢驗，還可進行方差、回歸、時間序列、性等分析，同時，可以根據實際情況，對軟件程序進行修改，以獲取所需結論。EVIEWS較SPSS而言，側重于分析時間序列，可以對經濟動態發展情況進行分析。這兩種軟件操作簡單、無需過多處理程序，因而應用十分廣泛。對于LINDO軟件而言，其功能較單一，著重進行線性或非線性規劃和分析，適用于物流供應鏈、效率評價等方面的研究。而MATLAB軟件需要進行復雜的編程，但在經濟分析應用中具有巨大的優勢，可以進行模擬分析，該軟件提供六百多種數學模型，因而實際工程計算中能夠發揮巨大的作用。

此外，計算機技術在經濟領域另一個重要應用即可以對實際經濟問題進行模擬，由于經濟現象多數異常復雜，因此，采用計算機軟件所得出的結論不一定科學，因此，需設計有效的程序，對經濟模型運算方面的問題進行處理，這是處理許多經濟問題過程中的關鍵之處，下文根據實例對經濟問題中計算機模擬技術的作用進行分析。1987年，美國經濟學家Krugman層提出“國會山保姆公司模型”，該模型在此后十幾年間得到了廣泛而深刻的應用，但從未有人對該模型進行定量分析。隨后，我國經濟學家借助于計算機模擬技術，以復雜適應系統理論為依據，采用了Swarm系統對此模型進行了模擬與定量分析，并得出了具有創造性的結論。我國學者借助于VisualBasic6.0，針對我國化工行業評價方法，構建了科學、簡便的輔助評價系統，該系統可以對固定資產的投資、利息及返本期、產品成本等進行科學評估，并將評價所需的經驗數據以原圖形式嵌入系統界面中，設計人員可以根據需要隨時調出，系統以VisualBasic6.0和Word間的有效鏈接為基礎，實現了整個計算過程，且所得結果會自動生成相應的Word文檔。

2.2 在社會各領域中的滲透

計算機科學與技術的社會化，使其逐步滲透了教育、法律、軍事、工農業等領域，以其在教育和法律領域的應用為例進行說明。

2.2.1 在教育領域的滲透。以計算機技術為基礎發展起來的多媒體技術為教育模式的發展與改革提供了途徑。一方面，計算機多媒體技術為教學目標的設計、教學策略的實施提供了軟硬件基礎，利用多媒體對教學內容進行顯示，使得教學信息可以超文本方式組織，因而更加符合學生的聯想記憶模式；另一方面，多媒體交互界面友好，學生能夠在交互操作過程中汲取知識，同時，可以利用CD-ROM對教學信息進行儲存，擁有極大的信息量；此外，計算機網絡為“網絡教學”提供了便利的條件，不僅有效提高了網絡資源的利用效率，還打破了傳統教育受時間、空間、地域的限制，學生可以更以根據興趣，自主地選擇學習內容；計算機仿真技術為教學過程提供了“虛擬現實模式”，該模式是多媒體技術與計算機仿真技術結合所形成的人機交互式世界，可營造一種身臨其境的學習環境。

2.2.2 在法律領域的滲透。首先，計算機技術為偵查工作的進行提供了便利。利用計算機進行取證有效提高了偵查效率，由于犯罪嫌疑人通常會將案件所涉及的文件進行隱藏，要求偵察過程必須擁有較強的技術性，因此，偵察過程中常常會采用Pctools對存儲記錄進行檢索，使所隱含的文件顯示出來，且可以利用CMOS上跳線短接等方面避開犯罪嫌疑人所設置的開機密碼；其次，利用計算機技術可以輔助判決。由于法律數量日趨增加，因此，當事人，甚至律師及法官也無法弄清某個問題所涉及到的法規及判例共有多少，因此，需要借助于計算機技術，建立一套完善的檢索系統，協助法律人員對法律法規進行檢索，當前，我國該領域常用的軟件為“法律之星”。在判決時，可以將法律所規定的假定及酌定因素進行科學量化，并以程序的形式輸入計算機中，利用計算機對案件進行輔助判決。

3 結束語

總而言之，計算機科學與技術的發展已經不僅僅是一種技術現象，更是一種經濟、政治、文化、軍事及社會現象，其在現代社會中所發揮的作用是其他技術所無可替代的，因此，必須積極推動計算機科學與技術的發展和完善，充分發揮其在社會經濟發展中的作用。

淺談計算機科學與計算機發展趨勢:淺談計算機科學與技術的發展

[摘要]計算機科學技術廣泛應用于社會各個領域，其每一次進步都會加快網絡技術、集成電路技術、材料科學、軟件工程、光導纖維技術和超導技術的發展，這些技術的發展又會推動計算機科學技術的進步，兩者相互作用，使計算機科學技術更加完善、壯大，提高人們日常生活質量，增強國家的綜合競爭力。本文我們將針對計算機科學與技術的發展問題展開分析與探究。

[關鍵詞]計算機；科學；技術；發展

一、計算機科學技術的發展歷史

1946 年美國賓尼法尼亞大學和科研機構共同研制出 ENIAC 計算機，是世界上及時臺電子計算機，標志著全球進入計算機時代。它由 1.8 萬個電子管組成，體積和重量較大，計算機運算速度為五千次每秒，運算成本較高，以通信技術、核物理電子計數計數、雷達脈沖技術為基礎。ENIAC 計算機主要應用于軍事方面。1956 年科學家們成功研制出第二代電子計算機―晶體管電子計算機。1959 年，集成電路電子計算機的問世標志著計算機技術進入第三代。計算機的硬件由單一轉為固件、軟件組合系統，降低了生產成本，計算機技術發展越來越快，提升了計算機使用性能，種類也多種多樣，如微型計算機、小型計算機、通用型計算機、中型計算機、大型計算機和巨型計算機等，標志著計算機科學技術趨于成熟。1976 年，計算機技術進入第四代，美國研制出小型化、智能化的計算機―“克雷 1 號”，一些個人用戶和小型公司都開始使用計算機。20世紀 90 年代，計算機科學技術逐漸向大型化和微型化發展。進入 21 世紀后，隨著科學家們對集成電路的研究，集成電路廣泛應用到企業、工廠，計算機也隨之趨于智能化、專業化，運算速度更快，操作更方便、簡單，逐漸應用到社會生產的各個行業和領域。

二、計算機科學技術的發展現狀

1、計算機科學技術在生活中應用廣泛

在這個信息化時代，計算機網絡作為人們社會生活的重要部分，已經進入千家萬戶。人們不用出門就可以通過計算機了解國內外新聞、天氣預報資訊、股市行情、世界地圖、收發電子郵件、檢索信息等 ；不用逛街就可以通過互聯網中的購物網站買到喜歡的東西 ；通過計算機可以與相隔較遠的朋友在線聊天、視頻聊天等，加強了人們之間的交流和溝通，進一步增進了友誼 ；人們可以通過計算機網絡訂購飛機票、火車票等，節省排隊時間 ；教師可以更及時、更方便地通過計算機科學技術實現對學生的在線授課 ；動漫工作者可以使用計算機科學技術制作動漫 ；政府機關也可以通過計算機科學技術建立城市網站，及時了解市民反映的問題，并通過計算機與各個行業的工作人員在線交流 ；很多企業使用計算機來處理大量數據和信息，代替傳統的人工處理，提高工作效率。計算機科學技術潛移默化地影響著人們的生產、工作和學習。

2、計算機科學技術更加智能化和專業化

計算機科學技術的快速發展和廣泛應用，推動了集成電路、微電子和半導體晶體管的發展，計算機科學技術更加智能化和專業化。計算機能根據使用對象的不同需要進行改裝、更新，對于有更高需求的用戶可以專門定做計算機，用戶可以根據使用環境的不同選擇臺式計算機、筆記本電腦、掌上電腦和平板電腦等。計算機科學技術在其他特殊領域也能發揮自己的優勢，如智能化家用電器和智能手機，家庭式網絡分布系統代替了傳統的單機操作系統，滿足人們的生活需求。

3、計算機的微處理器和納米技術

微處理器能提高計算機的使用性能，縮小傳統處理器芯片中的晶體管線寬和尺寸。利用光刻技術，波長更短的曝光光源經過掩膜的曝光，將晶體管在硅片上制作的更精巧，將晶體管導線制作的更細小。計算機科學技術的快速發展使計算機運算速度更快，體積更微型，操作更智能，傳統的電子元件不能適應計算機的發展。納米技術是一種用分子射程物質和單個原子的毫微技術，可以研究 0.1 ～ 100 納米范圍內的材料應用和特性。計算機科學技術中利用納米技術，可以使計算機尺寸變小，解決運算速度和集成度的問題。

三、計算機科學技術的未來發展方向

現今，計算機科學技術的應用越來越廣，人們對掌握計算機科學的技術水平要求越來越高，促使數學家和計算機學家們不斷研究計算機科學技術，使計算機科學技術在各個領域、各個行業發揮更大的作用，滿足了人們的不同需求。下面從 DNA 生物計算機、光計算機和量子計算機三方面來探究計算機科學技術的發展前景。

1、DNA 生物計算機

DNA 生物計算機用生物蛋白質芯片代替傳統的半導體硅芯片。1994 年，美國科學家阿德勒曼率先提出關于生物計算機的設想。在計算機運算數據時，將生物DNA 堿基序列作為信息編碼載體，運用分子生物學技術和控制酶，改變 DNA 堿基序列，從而反映信息，處理數據。這一設想增加了計算機操作方式，改變了傳統的、單一的物理操作性質，拓寬了人們對計算機的了解視野。DNA 生物計算機元件密度比大腦神經元的密度高 100 萬倍，信息數據的傳遞速度也比人腦思維快 100 萬倍，生物計算機的蛋白質芯片存儲量是傳統計算機的 10 億倍。

2001 年，以色列科學家研制出世界上及時臺 DNA 生物計算機，體積較小，僅有一滴水的體積。2013 年，英國生物信息研究院的科學家們使用 DNA 堿基序列對文學家莎士比亞154首作品的音樂文件格式和相關照片進行編制，增加了儲存密度，使儲存密度達到2.2PB/克（1024TB=1PB），提高了人們對信息儲存的認識，這一重大突破使生物計算機的設想有望成為現實。

2、光信號和光子計算機

光子計算機是一種由光子信號進行信息處理、信息存儲、邏輯操作和數字運算的新型計算機。集成光路是光子計算機的基本構成部件，包括核鏡、透鏡和激光器。光子計算機和傳統計算機相比較，有以下幾點好處 ：（1） 光計算機的光子互聯芯片集成密度更高。在高密度下，光子可以不受量子效應的影響，在自由空間將光子互聯，就能提高芯片的集成密度。（2） 光子沒有質量，不受介質干擾，可以在各種介質和真空中傳播。（3） 光自身不帶電荷，是一種電磁波，可以在自由空間中相互交叉傳播，傳播時各自不發生干擾。（4） 光子在導線中的傳播速度更快，是電子傳播速度的 1000 倍，光計算機的運算速度比傳統計算機更快。

20 世紀 50 年代末，科學家提出光計算機的設想，即利用光速完成計算機運算和儲存等工作。與芯片計算機相比較，光子計算機可以提高計算機運行速度。1896 年，戴維 米勒首先研制出光開關，體型較小。1990 年，貝爾實驗室的光計算機工作計劃正式開啟。根據元器件的不同，光子計算機可以分為全光學型計算機和光電混合型計算機。全光學型計算機比光電混合型計算機運算速度快，還可以對手勢、圖形、語言等進行合成和識別。貝爾實驗室已經成功研制出光電混合型計算機，采用的是混合型元器件。研發制作全光學型計算機的重要工作就是研制晶體管，這種晶體管與現存的光學“晶體管”不同，它能用一條光線控制另一條光線。現存的光學“晶體管”體積較大較笨拙，滿足不了全光學型計算機的研發要求。

3、量子理論計算機

量子計算機將處于量子狀態的原子作為計算機 CPU 和內存，處于量子狀態的原子在同一時間內能處于不同位置，根據這一特性可以提高計算機處理信息的度，提高處理數據的運算速度，有利于數據儲存。量子計算機處理信息時的基本數據單元是量子比特，取代了傳統的“1”和“0”，具有極強的運算能力，運算速度比傳統計算機快 10 億倍。

四、結束語

總而言之，計算機科學技術已經涉及到社會生活的各個方面，改變了人們傳統的生活、工作、學習方式，推動社會的發展，具有廣闊發展前景的領域。隨著網絡和科技的不斷進步，未來計算機科學技術勢必會朝著高性能、環保化、功能化的方向發展。