淺析計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢及應(yīng)用

王舜之 山東師范大學(xué)附屬中學(xué)（幸福柳）

計(jì)算機(jī)技術(shù)主要是對信息進(jìn)行收集、存儲、處理、傳輸?shù)炔僮鳎梢哉f，計(jì)算機(jī)技術(shù)就是現(xiàn)在的信息時(shí)代的核心技術(shù)，也是計(jì)算機(jī)技術(shù)在支撐現(xiàn)在高質(zhì)量、高效率、高便捷的現(xiàn)代化的生活。計(jì)算機(jī)技術(shù)從上世紀(jì)40年代電子計(jì)算機(jī)被發(fā)明起，已經(jīng)歷經(jīng)了70余年的發(fā)展，已經(jīng)在電子商務(wù)、社會交際、生活娛樂、工業(yè)生產(chǎn)等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)

1.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)概述

計(jì)算機(jī)技術(shù)是一門綜合性的科學(xué)，它主要由計(jì)算機(jī)硬件、軟件、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、程序語言等組成。計(jì)算機(jī)初始時(shí)的發(fā)展和電子信息的發(fā)展息息相關(guān)，在最初被發(fā)明的電子計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)的硬件是由電子管構(gòu)成，電子管體積大、處理速度慢，工作效率低。在1959-1964年，隨著微電子和物理電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的硬件也得到了顯著的升級更新，由電子管升級為晶體管，晶體管使得電路的集成度得到了極大的提高，使得計(jì)算機(jī)的體積得到顯著縮小，運(yùn)算速度大大提高，并且還具有了明顯優(yōu)越于早期的匯編語言的高級語言，可編程性得到極大提升。在1965-1970年，由于中小規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)硬件的集成度得到飛躍，同時(shí)高級語言和操作系統(tǒng)也得到了豐富和完善。1971年-至今，計(jì)算機(jī)硬件全都是超大規(guī)模的集成電路，體積已經(jīng)達(dá)到可隨身攜帶的程度，并且有了良好的人際交互界面和智能化的操作系統(tǒng)，已經(jīng)完全符合人們生活中對計(jì)算機(jī)的需求。

1.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)技術(shù)是一門以信息和數(shù)據(jù)為核心的技術(shù)，主要具有高效性、實(shí)時(shí)性、智能性的特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)對于數(shù)據(jù)的處理都是十分快速的，尤其是在現(xiàn)在云計(jì)算技術(shù)的幫助下，即使是海量的數(shù)據(jù)，也可以在短時(shí)間內(nèi)完成處理，并且正確率極高。計(jì)算機(jī)技術(shù)對于信息的傳播和共享主要是依托于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以將世界各地獨(dú)立、分散、不同的計(jì)算機(jī)連接起來，形成一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)路。計(jì)算機(jī)所傳播的信息是通過光纜或者電磁波進(jìn)行傳播的，傳播速度是接近于光速的，完全可以達(dá)到實(shí)時(shí)傳播的效果。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)在逐漸使得各類應(yīng)用程序或者電子設(shè)備具有模仿人類思維、分析和判斷的能力，使得它們不僅可以高效快速的處理數(shù)據(jù)，還能發(fā)揮主觀能動性的處理數(shù)據(jù)，減輕人們的工作負(fù)擔(dān)，提高生活的便捷性。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢可以分為兩部分，一部分是硬件和計(jì)算機(jī)構(gòu)架體系的發(fā)展，另一部分是計(jì)算機(jī)信息處理方式的發(fā)展。對于前者，計(jì)算機(jī)將會朝著具有更強(qiáng)存儲能力、計(jì)算能力和微型化發(fā)展，例如納米計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)等。對于后者，計(jì)算機(jī)將在基于數(shù)據(jù)收集能力和計(jì)算能力得到極大提升的情況下，利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，將使得這個(gè)學(xué)習(xí)的過程變得智能化而非過去那樣機(jī)械化，將使得其具有模仿人類處理和學(xué)習(xí)的能力。

3 未來計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 微型化

縱觀整個(gè)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史和現(xiàn)在智能手機(jī)逐漸取代PC的趨勢，我們可以很清楚的指導(dǎo)計(jì)算機(jī)未來必然會在提高性能的同時(shí)，繼續(xù)朝著微型化發(fā)展。就目前而言，主要有三個(gè)方向：光子計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)[2]。光子計(jì)算機(jī)用光子代替?zhèn)鹘y(tǒng)的承載數(shù)據(jù)存儲、傳輸和運(yùn)算的電子，可以實(shí)行并行運(yùn)算，計(jì)算速度極快，基本是指數(shù)級別的上升。納米計(jì)算機(jī)是將納米管原件代替硅芯片。由納米技術(shù)研制的這些芯片的體積都非常小，能耗極低，性能極高。量子計(jì)算機(jī)是基于量子力學(xué)的基本規(guī)律運(yùn)行的，由于量子具有疊加性，所以它的一個(gè)量子位既可以存儲1，也可以存儲0，存儲量就得到了極大的提升。并且量子計(jì)算機(jī)可以實(shí)行量子并行計(jì)算，計(jì)算速度將會是現(xiàn)行計(jì)算速度的數(shù)億倍。

3.2 智能化

計(jì)算機(jī)從最初的沒有操作系統(tǒng)和高級語言，只能進(jìn)行較大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理，到現(xiàn)在的有了完善且相對智能的操作系統(tǒng)和可以進(jìn)行海量數(shù)據(jù)運(yùn)算，以及各個(gè)應(yīng)用軟件都在開始逐漸的在語音識別、語言處理和圖像處理等方面朝著人工智能的方向發(fā)展，所以未來計(jì)算機(jī)必定會繼續(xù)朝著智能化的方向發(fā)展。智能化是指事物能夠以人的角度思考、分析和判斷，完全滿足人們的實(shí)際需求。目前方興未艾的人工智能技術(shù)即是如此，首先收集海量的數(shù)據(jù)，然后利用云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)讓智能設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，讓智能設(shè)備能自主的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)所包含的內(nèi)容，并在學(xué)習(xí)后反過來繼續(xù)提升其深度學(xué)習(xí)能力。

3.3 移動化

人們對智能設(shè)備的使用，主要經(jīng)歷了電子計(jì)算機(jī)、PC、功能手機(jī)、智能手機(jī)、可穿戴智能設(shè)備的發(fā)展過程。從中可以很清楚的看出，未來計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向也必定是繼續(xù)朝著移動化發(fā)展。在16年的天貓“雙十一”購物節(jié)中，來自移動端的購物量已經(jīng)達(dá)到了7成，可以預(yù)想，在目之可及的幾年內(nèi)，電子商務(wù)里流量的來源將基本全部來自于移動端。目前方興未艾的AR、VR等技術(shù)，也有可能改變目前由智能手機(jī)所搭建的移動互聯(lián)網(wǎng)平臺，形成新的人們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ?、娛樂的方式，而作為緊跟人們實(shí)際生活的計(jì)算機(jī)技術(shù)，必然也將朝著這些方面發(fā)展，滿足人們不斷變得復(fù)雜、多樣和個(gè)性化的需求。

結(jié)語：綜上所述，未來的計(jì)算機(jī)將會從硬件及體系結(jié)構(gòu)方面發(fā)生巨大變化，量子計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)將會得到廣泛的應(yīng)用?；厥走^往的發(fā)展歷史，未來計(jì)算機(jī)技術(shù)將會朝著微型化、智能化和移動化發(fā)展，不斷滿足人們新的需求。其中的重中之重將會是人工智能技術(shù)的應(yīng)用，未來的所有偏自動化的流程將會更加偏智能化，帶來更新的發(fā)展。