探究計算機科學與技術的發展趨勢

陳磊

摘 要：計算機一開始是為戰爭時期處理繁雜的信息而研制的，而現在的計算機技術已經不再只是局限于國防軍事，特別是微型計算機的使用，它融入到人們的生活當中，改變著人們的生活方式，成為人們生產生活不可分割的組成部分。計算機科學與技術在國防、經濟、教育以及醫療等方面起到了重大的推動作用。

關鍵詞：計算機；科學技術；發展趨勢；發展創新

計算機技術相對于其他傳統的技術來說是一種較為新興的科學技術，但是隨著世界經濟、科技的不斷發展計算機技術在人們的生產生活中發揮的作用越來越大，在某些領域其地位甚至無法被替代。現在的計算機技術已經成為人們解決問題的有效手段，它提高了人們日常的生產生活的水平與效率。

1 計算機科學與技術的發展歷程

1.1計算機科學與技術的發展史

有人認為誕生于1939年的ABC是世界第一臺“電子計算機”，但是這臺計算機并沒有投入實際的使用，也有人認為在1946年誕生的ENIAC為世界上第一臺電子計算機。現在大多數人以后者為準（本文也這樣認為）。之所以將ENIAC視為世界上第一臺計算機初級SBC沒有實際使用之外，最重要的是ENIAC全部采用電子管裝置進行工作，ENIAC的誕生是人類文明史上的一次巨大的飛躍，它宣告了現代計算機時代的到來。我國的電子計算機的研制始于1956年，在1957年研制出我國的第一臺模擬式電子計算機，并在1958年研制出了我國第一臺數字電子計算機—103機。

計算機主要分為以下幾個發展階段：1946-1957年，計算機采用電子管為電子元器件；1958-1964年，計算機采用晶體管為電子元器件；1965-1970年，計算機采用小、中規模的集成電路為元器件；1971-至今，計算機采用大、超大規模的集成電路為電子元器件。計算機的操作系統是出現在第三個發展階段。

1.2計算機科學技術的發展現狀與實際運用

電子計算機是二十世紀人類最偉大的發明之一。從第一臺計算機誕生至今，經過70年的高速發展，計算機科學技術已經成為一門學科。隨著微型計算機與網絡技術的高速發展，計算機漸漸的走進人們的生活，融入人們的生活當中，成為信息時代的主要標志。

2計算機科學與技術的發展趨勢

2.1計算機科學與技術不斷發展的原因

“有需求才有市場”這句話充分的說明了計算機科學技術飛速發展的根本原因。最開始研發計算機的原因是基于戰爭時期需要處理各種復雜信息，因此投入了大量的人力財力進行計算機的研發，這為計算機的誕生以及生產提供了良好的環境。目前的計算機技術已經實現了民用化，由于國防、航空航天等國防辦公需要更高要求的計算機，這就促進了計算機科學與技術的不斷發展。

本世紀是一個信息化的世紀，信息化時代里的信息共享是計算機科學與技術大的發展基礎，在信息化的時代里計算機科學與技術的研發可以得到更快、更新、更全面的資料支持，這樣可以縮短技術的研發周期，并且提高研發質量。在計算機科學與技術的相關實驗與研究中，技術人員的許多設計靈感與理念為計算機科學與技術的研發提供了相關的理論基礎，也許有一些靈感在當時的技術物質條件下無法實現，但給未來提供了思考的空間。

2.2計算機科學與技術未來的發展趨勢

隨著世界科技的不斷發展，計算機及其科學技術將迎來更大的發展，可以展預見的是計算機將成為在信息社會生活與工作的必備工具。實現計算機性能的突破式大發展有多種途徑，從提高CPU性能方面就可以通過光子計算機、納米計算機、量子計算機以及DNA計算機等技術來實現。

2.2.1DNA計算機

嚴格的說DNA計算機屬于生物計算機，它利用DNA的編碼序列作為計算機的運行內存，通過生物學的運算解決復雜的運算數據。DNA計算機是這個時代最重要的幾個發明之一，理論上來說DNA計算機所存儲的信息是普通計算機的幾億倍，且運行速度快效率高。

2.2.2量子計算機

量子計算機是一種全新概念的計算機，運用處于多個狀態的量子比特進行多進制運算，而不像傳統的計算機使用二進制進行運算。基于量子技術的巨大優勢，目前全球各個大國對量子技術的研發都投入了大量的人力物力，我國對量子技術的研發進展居世界前列。

2.2.3光子計算機

光子計算機是一種利用光信號進行數據運算、邏輯操作以及信息的儲存和處理的計算機。光子計算機用光子運算代替電子運算，以減少信息在介質中傳播的損失，同時光子計算機的使用限制條件比電子計算機小。

2.2.4計算機的巨型化與微型化

計算機的巨型化是指發展高速度、大存儲容量、強功能以及高可靠性的計算機，這類計算機主要運用在國防、氣象、地質等方面。計算機的微型化就是進一步的提高計算機的整合能力，利用超大規模的集成電路實現兼具可靠、高效價廉的微型計算機。

2.2.5計算機的人性化

結合這個時代背景，未來無論計算機向何種方向發展都是為人類服務，因此計算機需要更加的人性化。為了實現人性化，人們對計算機的控制不應只是局限于一種方式，還可以通過書寫、語言甚至眼睛、思維對計算機進行控制。

3 未來的計算機

雖然未來的計算機發展充滿了可變性，但是科學家們在研制改進這一代計算機的同時，也在積極的探索下一代計算機，下一代計算機采用最新的研究成果，來實現更為復雜的功能。科學家們大致的探索出了如神經網絡計算機、生物計算機以及光電子計算機等幾個比較可行的未來計算機技術。

神經網絡計算機是一種模擬人腦活動的巨型信息處理系統，它能模擬人類的思維、記憶，進行推理、分析以及決策，甚至能夠實現人機之間的自然通信。

生物計算機的數據處理速度比當今最快的超級計算機的運算速度還快百萬倍以上，且能耗只有其的十幾億分之一。因為生物計算機主要使用以蛋白質為主要原料制成的生物芯片，因此生物計算機具有優秀的自調節能力、自修復能力、再生能力。

世界在不斷發展、在不斷進步，世界各國對計算機科學與技術的研究都投入大量的人力物力，隨著各種科技的發展進步，計算機技術也將迎來發展的黃金時期。目前的計算機技術雖然已經深入到人們的日常生活中，但是仍然存在著諸多的不足之處，需要人們對計算機技術進行更加契合實際的改進，對計算機科學技術的發展趨勢的探究有助于人們對計算機技術更好地應用。

參考文獻：

[1]淺談計算機科學與技術的跨越式發展[J].季珊珊.電子制作.2015（01）.

[2]計算機科學與技術的發展趨勢探析[J].張浩.品牌（下半月）.2015（03）.