未來計算機科學與技術的發展趨勢

楊作才

未來計算機科學與技術的發展趨勢

楊作才

（鐘山縣人工影響天氣辦公室 廣西賀州市鐘山縣 542699）

隨著我國社會經濟的不斷發展，計算機科學技術也取得了較大進展，計算機科學技術已經被廣泛應用于人們的工作和生活，給人們的生產生活帶來了極大的便利。因此，對計算機科學技術的未來發展趨勢進行探討，對社會發展以及人類進步，都有著非常重要的現實價值。本文就計算機科學與技術進行了簡要介紹，并對未來計算機科學與技術的整體發展方向和具體發展趨勢進行了探討，以供參考。

計算機；智能化；科學技術；發展趨勢

前言

計算機科學技術的發展，給人們的生產生活帶來了巨大改變，隨著計算機技術的發展，推動了信息化時代的到來，使人們的生活更加高速化、智能化。計算機在各領域中的應用，極大地推動了社會的發展和進步。未來，計算機科學技術還將朝著更高、更廣和更深的方向發展，為社會的發展做出更大貢獻。

1 計算機科學與技術

自第一臺計算機誕生以來，計算機科學與技術受到了各行各業極大的關注，隨著計算機科學技術的不斷完善，人們開始將計算機技術應用于各行各業，極大地改變了人們的生活方式。但是人們在享受計算機科學與技術所帶來的便利的同時，也逐漸認識到了計算機科學技術給社會所帶來的威脅，所以未來應充分發掘計算機科學與技術的優勢，規避不利因素，使計算機科學與技術能夠朝著更好的方向。

2 計算機科學與技術發展的原因分析

計算機科學與技術之所以能夠發展如此迅速，是多種因素共同作用的結果，其原因主要在于：①是時代發展的需求，隨著社會經濟的發展，人們對信息處理的需求也急劇增加，需求的增加在一定程度上刺激了計算機科學與技術的發展。計算機技術只有不斷發展，才能夠滿足人們的多樣化需求，計算機新技術的成功研發，能夠給企業帶來巨大利益，因而在利益的驅動下，越來越多的企業投入更多的人力和物力到計算機領域中，極大地促進了計算機科學技術的發展。②信息共享是計算機科學技術發展的基礎，信息共享能夠給計算機研發人員提供更多的資料與技術支持，有助于縮短研發周期，降低研發成本，加速計算機科學技術的進步。③隨著計算機技術研究的不斷深入，其理論基礎也更加完善，在實踐中應用這些理論和理念，能夠減少不必要的錯誤發生，另外通過不斷總結實踐經驗，有助于促進計算機技術的革新。

3 未來計算機科學與技術的總體發展方向

計算機技術的發展是非常迅速的，可以說是日新月異。計算機技術在未來還會有更為廣闊的發展前景，從計算機科學與技術未來的總體發展方向來看，計算機技術將會朝著更高、更深、更廣的方向發展，為人們的生活帶來更大便利，具體為：①朝更高的方向發展，主要表現在計算機主頻的提高，會使得計算機未來的整體性能更加穩定，其速度也會獲得更大提升。例如英特爾公司所研制的能集成10億個晶體管的微處理器，通過在一臺計算機使用成百上千個處理器，能夠極大地提高計算機的總體性能。②朝更廣的方向發展，即計算機的應用領域和網絡化范圍會進一步擴大，使得計算機無處不在，實現家用電器等用品的智能化和電子化。③超更深的方向發展，也就是說計算機未來會朝著人工智能的方向發展，計算機將會更加智能化，人們能夠將網絡上的復雜信息為己所用，計算機能夠具備各種邏輯思維能力和感知能力，使人機交流更加方便，給人們提供更好的服務。

4 未來計算機科學與技術的發展趨勢

計算機領域的變革是非常迅速的，隨著現代科技的進步，計算機領域的更新速度更快，每隔幾年，計算機領域就會發生較大變革。毋庸置疑，未來計算機科學與技術還會有更大的發展，計算機的功能也將會更加完善，給人們的生活會帶來更大變革，根據近年來的計算機研究成果來看，未來計算機科學與技術的發展趨勢主要有以下幾個方面：

4.1 計算機運行高速化

計算機的運算速度是計算機應用過程中人們非常關心的問題，有研究報道，美國人研究出了一種提高計算機運行速度的新技術，主要是利用空氣的絕緣性來實現，如果該技術能夠得到普遍應用，能夠使計算機的運行速度大幅提升。根據該原理，紐約保利技術公司研究出了一種新型電路，其芯片主要采用膠滯體導線連接，該膠滯體主要由90%的空氣組成，具有較好的絕緣性質。芯片或晶體管之間信號的傳遞速度會直接影響計算機的運行速度，目前信號傳遞主要采用的硅二氧化物導線，但是該類導線在傳遞過程中會吸收部分信號，從而會導致信息傳遞時間延長，但是應用膠滯體導線，信息傳遞過程中基本不會吸收任何信號[1]，速度也就更快，所以未來對該技術的應用，能夠極大提升計算機的運行速度。

4.2 光學計算機的發展

所謂光學計算機，就是把光作為傳輸媒介的計算機，與普通計算機相比，這種計算機具有非常明顯的優勢，首先光的速度是極快的，這是其他計算機所不具有的特征，另外光速具有一定的偏振和頻率特征，能夠極大地提高光學計算機的信息傳輸能力，提高計算機的運行速度。除此之外，光的發射可以不用任何導線，所以就算發生交會的情況，也不會對計算機的運行造成干擾，與普通計算機相比，光學計算機的智能化水平也明顯較高。由此可見，光學計算機是人們所追求的比較理想的計算機，世界各國早在20世紀90年代就已經開始了對“光腦技術”的重點研究，德國、英國等科研隊伍所研發出的光學計算機，不僅具有較高的運行速度，而且運行的準確率也非常高[2]。

4.3 生物計算機的發展

人們對于生物計算機的研究從20世紀80年代就已經開始了，生物計算機主要是利用生物芯片來改進計算機的整體性能。生物芯片中的信息傳遞主要采用波的形式，具有非常快的運算速度，所以生物計算機的運算速度是普通計算機的幾十萬倍，運算速度非常驚人，除此之外，生物計算機的能量消耗較小，具有非常強大的存儲空間，所以與普通計算機相比，生物計算機具有非常明顯的優勢。目前，對于生物計算機的研究已經取得了一定的進展，未來將會對其進行更深入的研究，研發出微型生物計算機，使其能夠取代人體器官進行修復和殺死病毒細胞的作用，更好地保障人們的身體健康。

4.4 量子計算機的發展

顧名思義，量子計算機就是基于量子理論所研發的計算機，具有較快的運行速度，量子計算機的相關信息數據都是采用量子的形式進行存儲和傳輸，有助于軟件利用率的提高。另外，量子態化的信息數據，主要基于測不準原理，所以很難被攔截和破譯，具有較高的安全性。美國研究機構完成的鋰離子量子纏結狀態，極大地推動了量子計算機的研發。雖然量子計算機目前還處于構想階段，實踐層面還存在較多缺陷，但未來會加大對其研究，解決存在的問題，促進量子計算機的發展和應用。

4.5 納米計算機的發展

就目前來看，納米計算機應當屬于比較高級的計算機，雖然納米計算機在尖端領域已經得到樂較為廣泛的應用，但是在社會領域的應用較少。納米計算機既具有計算機的優勢，又具有納米技術的優勢，能夠對新老技術進行科學整合。納米計算機能夠使用較小的體積，處理較為豐富的信息資源，而且在操作方面也較為便捷。隨著科學技術的發展，納米計算機技術也在不斷更新改進，在導電性能方面已經取得了較好的進展，納米元件也受到了計算機技術團隊越來越多的關注，納米技術在計算機科學與技術中的應用，能夠極大地提升納米計算機的實用價值（見圖1）。

5 結語

隨著計算機科學與技術發展，人們的生活也發生了根本性變化，人們對計算機技術研究的不斷深入，計算機科學將會有更為廣闊的發展前景，未來會出現更多各種新型材料的計算機，如光學計算機、生物計算機、納米計算機以及量子計算機等，計算機的運行速度也會獲得極大提升，計算機的各項性能更加完善，推動社會的發展和進步。

圖1

[1]魏紅霞.未來計算機與信息技術的研究熱點及發展趨勢探索[J].煤炭技術，2012，31（03）：188～189.

[2]努爾蘭·艾山拜.計算機科學與技術的發展趨勢初探[J].電子技術與軟件工程，2016，22（05）：163.

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1004-7344（2016）33-0260-02

2016-11-5