計算機科學與技術的發展趨勢研究

尚發虎 王鋒

近年來，得益于在經濟方面和信息技術的迅猛發展，計算機科學與技術水平也相應的得到了較為快速的進步，并且整體由比較單一的運用方式漸漸向多元化靠攏。軟件比之前也更加的復雜，應用的功能也越來越多。本文就我國在計算機科學與技術方面的現狀做個簡單的分析總結，然后再對未來的發展趨勢做深入的研究。

一、計算機科學與技術的現狀

1.和社會緊密結合

自1946年計算機被發明出來之后，計算機歷經國家專用到走向個人用了半個多世紀，并伴隨著社會信息大爆炸時代的到來而進一步發展，如今已經成為了每個人不可缺少的一部分：例如在個人日常生活中會使用電腦上網和網絡電視等;學校在教學運用上;醫院在醫療影像等應用中;軍事在高科技的武器設備上等等。計算機科學與技術已經和社會上的每一個人和事緊密的結合在了一起，不可分割。可以預料，在未來，計算機科學與技術的發展必然也還和社會聯系在一起，并且在現在的基礎上進一步發展，這是發展的大趨勢。

2.軟件硬件方面更新換代較快

由于社會在各方面對于計算機科學與技術的廣泛運用，使得社會對于計算機的要求也越來越高。硬件方面，計算機的各項性能指標，硬件大小都在不斷的得到改進，幾乎達到每年都會有較大的進步的局面。與此同時，越來越多種類的材料慢慢的被開發出來進而運用到了計算機上[1]。軟件方面，技術人員在程序開發上也達到了每隔一段時間幾個月或是一兩年就會有更新的地步。應用程序的功能變得更加齊全，用戶在使用計算機上更加方便。

3.人員專業化

計算機的巨大進步使得學校的計算機相關專業變成了大熱門，同時也為社會輸送了更多的專業化人士，這使人們在對計算機科學與技術越來越高的要求得到了滿足，社會上的需求更促使了計算機專業的熱門程度，并且越來越高薪化，專業化。計算機專業人才的增多加快了計算機的發展，并使計算機技術不斷的推陳出新，來適應人們的需求。同時計算機技術人才的增加也變相的普及了計算機的知識，增進了人們對于計算機的了解。

二、計算機更加智能化

計算機科學與技術在不斷的換代更新中，使得計算機越來越廣泛的被用在生活工作的每一個方面。甚至在某些家務方面，計算機也能幫上忙了，例如掃地機器人等。近年來，人工智能成為計算機發展的一個新方向，計算機與人類聊天對話已經不是夢想。簡單來說，智能音箱，智能手機里就有這種應用。在交通方面，有無人自動駕駛。攝影和軍事方面，有無人機在不斷的被開發出來。這些都得益于人工智能方面的發展。伴隨著未來計算機在運算等方面有更大的進步，其必然能做更為復雜的工作。計算機是為人類服務，那么將來勢必更加智能化，人性化。甚至可以幫助人類完成自身不可完成的或危險較大的事情。同時，計算機的高效性也讓我們對于未來計算機替代人類去完成工作更加充滿了期待。

三、計算機更加無線化

人們在生活中比較普遍的運用就是無線裝置的電視遙控器，其主要特點是可以通過無線來控制電視，操作極為方便。現階段，人們已經離不開對于計算機的需求了，所以未來在某些方面，計算機的無線化，便攜化肯定會進一步加大，來滿足不同人群的需求，同時也滿足了不同人在不同的工作地點的需求，也避免了繁瑣的有線設備的缺點，也能提高工作效率，進一步滿足人們的需求。

四、計算機更加環保化

計算機的性能在不斷的提高之下，其能耗勢必會隨之提升，再加上計算機在生活工作上的運用越來越普遍，運行的時間也不斷加長。長此以往，這些對于能量的消耗必然不是一個小數目。所以未來再對計算機性能要求的基礎上，肯定會更加注重計算機在能耗方面的降低，例如采用更低碳的硬件材料，更節能的顯示系統。人們也要提高環保意識。大家一起為降低計算機的能耗努力著。在材料開發方面，也必然會慢慢開發出更加低碳環保的產品，對于重金屬和不可再生能源的應用盡量減少使用。所以計算機向節能環保的方向發展是必然的[2]。

五、新型高性能計算機的發展

這些年，硅技術的開發力度也在不斷的加大，并且開始走向枯竭的發展階段。所以，未來計算機科學與技術的發展還得落在新興技術的開放上。目前，在量子，光子，納米技術等新型高性能計算機的開發與研究已經成為各國研究的中心。并且每隔幾年，計算機就會有一個大的革新，所以，高性能計算機在未來必然會有更加廣泛的應用。

1.量子計算機

這是根據可逆計算機研究出來的一種裝置，量子計算機在高數和邏輯運算方面依靠的是量子力學的規律，基本的運行原理就是運算和儲存大量數據，并且可以對數據進行分析處理。量子效應是量子計算機的開發基礎，所以量子計算機在運算速度和儲存技術方面要遠遠優于普通的計算機。這其實主要歸功于量子計算，當具備相同的儲存數量時，量子計算機可以儲存更多的數據量。更為厲害的是，在安全保護方面，量子計算機也有極大的優勢，這勢必可以滿足人們更高的發展要求。

2.光子計算機

相對于傳統計算機而言，光子計算機的計算方式是利用光子來起到計算和儲存的作用。光子的運用也使計算機走向了當前的光互聯，用光子硬件替代了復雜的電子元件。用光子運算方式來進行運算工作。而對于光子計算機而言，運算過程中的數據可以變成不同的波長來體現。如此這般，就能一步一步的把光子計算機的運算速度提上來，并朝高性能計算機方向走去。

3.納米計算機

納米計算機即把納米技術和計算機有機的結合起來，然后發明出的一種計算機，相對于傳統計算機的電子元件而言，納米計算機的納米元件要更小，而且導向性更強，質地也更加優良。所以，不遠的未來，最佳的硅芯片的替代品就是納米元件。納米技術其實在上世紀八十年代就已經開發了，只是那時的主要目的是幫助人類對于自然界的各種元件進行自由操控。然而隨著時代的發展進步，納米技術開始向著計算機領域進發，并且逐步的運用在了各種傳感器硅芯片系統中。而且采用納米芯片的計算機，消耗的能量也不多，甚至可以達到忽略不計的地步，所以相對于目前普遍使用的計算機，納米計算機更具有發展前景。我們有理由相信，未來納米技術必會成為計算機科學與技術發展的不可或缺的組成部分。

結論：社會的發展離不開計算機科學與技術的支持，并在促進人類生產生活方式的同時，也提升了工作效率和社會發展的速度。可以預料，未來計算機科學與技術的發展還是緊跟著社會的需要逐步向著智能化，多元化，環保化的趨勢發展。

參考文獻：

[1]舒文鴻.計算機科學與技術的發展趨勢研究[J].現代鹽化工，2019，46（3）：185-186.

[2]宋宇軒.關于計算機科學與技術的發展趨勢研究[J].電腦迷，2018，（36）：142.

（作者單位：寶雞廣電網絡傳媒有限責任公司）