淺析計算機發(fā)展狀況

摘 要：隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機已經(jīng)被應(yīng)用到各行各業(yè)，我們的生活也已經(jīng)離不開計算機技術(shù)，如網(wǎng)上繳費、掛號預約、汽車導航等等機。計算機的應(yīng)用在很大程度上改變了我們的工作和學習環(huán)境。特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，讓人與人的溝通更容易，距離更短，讓工作變得更方便快捷。計算機技術(shù)的發(fā)展十分迅速，本文將論述計算機的發(fā)展過程，并展望計算機的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：計算機；技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 12-0000-01

計算機科學得到了飛速發(fā)展，尤其是微型計算機的出現(xiàn)和計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使計算機的應(yīng)用滲透到了社會的各個領(lǐng)域，推動了各行各業(yè)的發(fā)展，讓生活變得更方便和快捷。計算機是由電子元件組成的機器，在軟件的控制下進行運算和數(shù)據(jù)處理的。初期的計算機發(fā)展依賴于電子器件的發(fā)展，下面介紹計算機的發(fā)展過程

一、計算機科學技術(shù)的發(fā)展歷程

在20世紀40年代二戰(zhàn)時期，美國陸軍總部主持，賓夕法尼亞大學的莫克利（Mauchly）、艾克特（Eckert）等人于1946年設(shè)計制造了電子數(shù)字積分計算機（Electronic Numerical Integrator And Calculator，ENIAC）。ENIAC長30.48米，寬1米，占地面積約170平方米，30個操作臺，重達30噸，耗電量150千瓦，造價48萬美元。每秒執(zhí)行5000次加法或400次乘法，是手工計算的20萬倍。但ENIAC也存在著明顯的缺點，如體積龐大、耗電量大、字長短、存儲容量小、不能存儲程序、編程困難等。隨后數(shù)學家馮·諾依曼（John von Neumann）參加到ENIAC機研制小組，1945年，馮·諾依曼和他的研制小組在共同討論的基礎(chǔ)上，發(fā)表了一個全新的“存儲程序通用電子計算機方案”——EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Computer）在此過程中他對計算機的許多關(guān)鍵性問題的解決作出了重要貢獻，從而保證了計算機的順利問世。EDVAC方案明確奠定了計算機由五個部分組成：運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設(shè)備，并描述了這五部分的職能和相互關(guān)系，其基本組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 計算機硬件系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

直至1982年，人類第一臺個人計算機產(chǎn)生，計算機才逐步得到大家的認識，在企事業(yè)、科研機構(gòu)應(yīng)用，后來隨著計算機產(chǎn)量的增加以及價格的大眾化，才走入普通家庭。

二、現(xiàn)代計算機的特性

自上世紀90年代以來，計算機科學技術(shù)主要呈現(xiàn)出不同的發(fā)展趨勢，一種是強大優(yōu)勢；二是計算機已經(jīng)進入廣大普通家庭中，并已經(jīng)成為人們生活中補課缺少的一部分。

（1）巨型化。這里的巨型指的不是體積和重量，而是計算機的性能，比如高速運算、超大容量等。計算機的性能發(fā)揮到極致，主要用于大型企事業(yè)單位或科研機構(gòu)等。

（2）微型化。隨著超大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，計算機的體積越來越小巧，但性能優(yōu)良，價格合理，這類計算機的應(yīng)用體系現(xiàn)在儀表、小家電等。

（3）網(wǎng)絡(luò)化。計算機早已脫離了單機操作的時代，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，推動了計算機的網(wǎng)絡(luò)化進程，計算機計只要連接網(wǎng)絡(luò)，就可以足不出戶的瀏覽世界風光，聯(lián)系外地朋友等，生活中年輕人都選擇網(wǎng)購，還可以在網(wǎng)上繳費，計算機的網(wǎng)絡(luò)化讓我們的生活跟方便快捷。改變了人類的生活方式。

（4）智能化。智能化使計算機突破了“計算”這一初級的含義，從本質(zhì)上擴充了計算機的能力，可以越來越多地代替人類的腦力勞動。還記得上海世博會日本館展示的機器人樂手，它可以拉小提琴，還有梅西大戰(zhàn)機器人守門員。

三、計算機科學技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）生物計算機

脫氧核糖核酸（DNA）保存生物的遺傳密碼，其雙螺旋連結(jié)構(gòu)能保存大量的生物數(shù)據(jù)，人們早期就想把DNA的特性應(yīng)用到計算機上， 隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，生物計算機，主要原材料是生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子，并以此作為生物芯片，利用有機化合物存儲數(shù)據(jù)。信息以波的形式傳播，當波沿著蛋白質(zhì)分子鏈傳播時，會引起蛋白質(zhì)分子鏈中單鍵、雙鍵結(jié)構(gòu)順序的變化。運算速度要比當今最新一代計算機快10萬倍，它具有很強的抗電磁干擾能力，并能徹底消除電路間的干擾。能量消耗僅相當于普通計算機的十億分之一，且具有巨大的存儲能力。生物計算機具有生物體的一些特點，如能發(fā)揮生物本身的調(diào)節(jié)機能，自動修復芯片上發(fā)生的故障，還能模仿人腦的機制等。

（二）光子計算機

光子計算機是一種由光信號進行數(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、光學反射鏡、透鏡、濾波器等光學元件和設(shè)備構(gòu)成，靠激光束進入反射鏡和透鏡組成的陣列進行信息處理，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。光子計算機還具有與人腦相似的容錯性，系統(tǒng)中某一元件損壞或出錯時，并不影響最終的計算結(jié)果。光子在光介質(zhì)中傳輸所造成的信息畸變和失真極小，光傳輸、轉(zhuǎn)換時能量消耗和散發(fā)熱量極低，對環(huán)境條件的要求比電子計算機低得多。

（三）量子計算機

量子計算機（quantum computer）是一類遵循量子力學規(guī)律進行高速數(shù)學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當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。

參考文獻：

[1]www.baidu.com[OL].

[2]周波，韓娜，王麗芬.大學計算機基礎(chǔ)[M].北京：清華大學出版社，2014.

[3]張瑞.計算機科學與技術(shù)的發(fā)展趨勢探析[J].制造業(yè)自動化，2010.