略談對計算機科學與技術的認識

王金智

摘 要：計算機科學與技術從誕生到現在，經歷了無數次的突破：它最初的設計是單純的來提高處理速度的高速計算器，到目前可以幫助人類解決大多數問題的智能機器，許多人繼續研究對這一課題進行研究，使人們可以輕松享受由計算機帶來的便利。筆者將對計算機科學與技術進行簡要的分析，談談自己對計算機科學與技術的認識。

關鍵詞：計算機科學 技術 認識

一、計算機科學與技術的理解

計算機科學來源于對數理邏輯、計算模型、算法理論和自動計算機器的研究，形成于20世紀30年代后期。計算機科學是用來研究計算機設計、制造及計算機信息獲取、存儲表示、處理控制等理論和技術的學科，是描述和變換信息的算法，包括其理論、分析、設計、實現和應用的系統研究。計算機科學是一門包含各種各樣與計算和信息處理相關主題的系統學科，從抽象的算法分析、形式化語法等，

到更具體的主題如編程語言、程序設計、軟件和硬件等。計算機技術是研究計算設備的科學技術，它的內容非常廣泛，可粗分為計算機系統技術、計算機器件技術、計算機部件技術和計算機組裝技術等幾個方面。計算機技術包括：運算方法的基本原理與運算器設計、指令系統、中央處理器（CPU）設計、流水線原理及其在CPU設計中的應用、存儲體系、總線與輸入輸出。

二、計算機科學與技術的發展

從1946年第一臺計算機的出現算起，計算機的發展已有六十多年，計算機無論從運算速度、縮小性、降低成本或者開發上都得到了質的飛躍。

2.1 “技術突破”型科技逐漸讓位于“系統合成”型的科技

早期的三大發現（達爾文學說，能量轉換，細胞學），在1925--1950年重大科技突破有40多件。而19世紀40年代至50年代則為原子能、計算機、空間技術等寥寥幾項。50年代后這種技術突破是越來越少了，70年代至今，我們人類似乎在循環一個周期，我們將從前的科學原理及技術挖出挖深，并且把他們有機的結合在一起，從而形成新的技術。就好像計算機基本原理雖然有了極大的發展，但論起基礎仍然沒有離開100年前關于程序與存儲的設想。而阿波羅宇宙飛船技術，當中沒有任何一項是新的突破，而是把原有的理論加以結合組織，并且排列有條不紊準確無誤，通過實踐得來。從1904年發明電子管到1946年成功造出第一臺計算機，耗時42年。而從發明半導體晶體管到造出半導體計算機，僅為10年左右。微電子精細加工技術到集成電路計算機只用了2年不到的時間。超微細加工技術到第四代計算機的創造，可以說是同步突破的。“技術突破”型科技逐步讓位“系統合成”型科技。

2.2 向經濟、社會文化、商業流通等各方面滲透

科學是絕對的第一生產力，從前是，現在也是。計算機科學與技術作為現代社會中的潛在生產力，具有舉足輕重的地位，隨著科研工作投入的資金越來越多，工作的規模越來越大，難度和代價也隨之加大，為求經濟和社會活動能順利適應科學技術的發展，電子科技的廣泛應用勢在必行。

2.3 強化綜合性和專業化

從認識客觀世界到改造客觀世界，形成的專業化與綜合性這樣一對矛盾體。一方面要求深入客觀世界，要求科學技術分工仔細，而另一方面為了適應國家政策和經濟，又必須把細分的專業加以整合，畢竟許多工作單靠一方面專業是無法解決的。強化綜合性和專業化，正因為此，電子科技滲透國民生活才不致造成極大的困擾或混亂。

三、計算機科學與技術的發展前景

當今計算機科學發展趨勢，可以把它分為三維考慮。一維是向"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。像前幾年我們使用的都是286、386、主頻只有幾十兆。到現在出現了奔騰4微處理器，主頻達到2GHz以上。而且計算機向高的方面發展不僅是芯片頻率的提高，而且是計算機整體性能的提高。二維是向“廣”度方向發展，計算機發展的趨勢就是無處不在，以至于像“沒有計算機一樣”。近年來更明顯的趨勢是網絡化與向各個領域的滲透，即在廣度上的發展開拓。三維是向"深"度方向發展，即向信息的智能化發展。目前計算機"思維"的方式與人類思維方式有很大區別，人機之間的間隔還不小。人類還很難以自然的方式，如語言、手勢、表情與計算機打交道，計算機難用已成為阻礙計算機進一步普及的巨大障礙。隨著Internet的普及，普通老百姓使用計算機的需求日益增長，這種強烈需求將大大促進計算機智能化方向的研究。

計算機技術則面臨著一系列新的重大變革。諾伊曼體制的簡單硬件與專門邏輯已不能適應軟件日趨復雜、課題日益繁雜龐大的趨勢，要求創造服從于軟件需要和課題自然邏輯的新體制。并行、聯想、專用功能化以及硬件、固件、軟件相復合，是新體制的重要實現方法。計算機將由信息處理、數據處理過渡到知識處理，知識庫將取代數據庫。自然語言、模式、圖像、手寫體等進行人-機會話將是輸入輸出的主要形式，使人-機關系達到高級的程度。砷化鎵器件將取代硅器件。

二十一世紀已經進入了信息社會，席卷全球的信息科技給人類生產和生活方式帶來了深刻的變革。信息產業作為知識密集、技術密集的產業，其快速發展的關鍵是有一大批從事IT技術創新的人才。而計算機科學與技術的專業培養目標就適應社會現代化建設需要，德智體全面發展、基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高具有創新精神，系統掌握計算機硬件、軟件的基本理論與應用基本技能，具有較強的實踐能力，能在企事業單位、政府機關、行政管理部門從事計算機技術研究和應用，硬件、軟件和網絡技術的開發，是計算機管理和維護的應用型專門技術人才，故具有良好的發展前景。

四、結語

隨著計算機的不斷更新換代，計算機科學與技術這門專業已經成為社會主流，計算機科學的發展前景廣泛，有著巨大的的發展空間。但是，我們也應該注意到這門學科發展的困難與局限性。在今后的發展過程中，計算機科學仍將面臨著結構過于復雜、智能化解決難等問題，這些將是我們在今后的專業學習中需要主要思考的問題。

參考文獻

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