淺議計算機發展趨勢

摘 要：通過網絡、書籍調查資料，結合科幻影視作品和小說，從科學的角度預測分析未來計算機的發展趨勢。未來計算機的發展趨勢是將具有更高的性能、更廣泛的應用、更深的智能。

關鍵詞：計算機；發展趨勢

1 研究目的與方法

通過網絡、書籍調查資料，結合科幻影視作品和小說，從科學的角度預測分析未來計算機的發展趨勢。

2 研究結果

2.1 未來計算機將有更高的性能

看計算機的發展過程，歷經電子管計算機、晶體管計算機、大規模集成電路計算機、超大規模集成電路計算機4個發展階段。受工藝的限制，大規模超大規模的集成電路不可能無限集成，因此集成電路的開發已經瀕臨極限。由于目前計算機硬件用的幾乎都是半導體集成電路，以半導體材料生產集成電路或超大規模集成電路的工藝以及技術越來越接近其物理極限，在不遠的將來，計算機的性能也將接近物理極限。

2.2 未來計算機將有更廣的應用

⑴普適計算將無處不在。所謂普適計算指的是，無所不在的、隨時隨地可以進行計算的一種方式；無論何時何地，只要需要，就可以通過某種設備訪問到所需的信息，普適計算強調把計算機嵌入到環境或日常工具中。

⑵電子娛樂。目前，不少娛樂公司已經開始在網上播放電影和電視節目，并打造數字家庭。

⑶生物識別技術。生物識別技術被廣泛應用鑒于反計算機黑客、反病毒、網絡過濾及識別盜賊等技術存在的問題，生物識別技術為其提供了可能的解決方案。指紋、虹膜、聲音和面部特征等識別技術已經開始用于政府和公司的身份認證系統。

⑷精確農業。精確農業是指以計算機、全球定位系統（GPS）等信息技術控制的農業灌溉、播種、施肥和治蟲以及水土保持等工作。鑒于精確農業具有可降低化學品使用量、保證農作物高產和環保等特點，預計精確農業技術將在未來10年內在國內得到廣泛應用。

⑸遠程醫療。常規檢查將輕而易舉，醫藥行業是最早被裝備先進信息技術產品的行業。性能更好的信息技術產品將顯著地降低醫療工作成本。專家預計，這些技術將在2015年形成氣候，將顯著降低數十億美元的醫療費用，極大改善醫療保健，提供更便捷的醫療服務。

⑹納米技術。納米技術逐步形成規模在納米級別上的科學研究與開發成果，使人類越來越有信心掌控微觀世界，制造出功能更強的計算機和更有效的醫療手段。目前，已有數十億美元的資金用于納米技術及其產品的研發。專家預計，納米技術的應用將在2015年左右形成規模，納米技術的潛在市場將達兆億級水平。

⑺機器人。機器人將落戶尋常百姓家包括能與人交談、從事更為艱苦工作等智能化機器人，正被加速開發。隨著計算機技術以及仿真技術等發展，微型機器人不久將成為人類既經濟又方便的助手。目前，日本和韓國已經出售了上百萬的微型機器人，用于工業界、家庭事務、醫療保健、軍事和休閑業。專家預計，機器人最早將于2020年被大規模采用。

⑻人造器官。人體諸多器官現在都可以用仿真器官來代替，包括人造皮膚、骨頭、耳蝸、血管、心臟等。利用計算機芯片、微型機械、組織工程和其他新技術，仿生器官不久可以涵蓋到整個人體。目前，利用芯片，人造胳膊和大腿可以與人神經系統相連，借助于傳感器可以有觸覺。專家預計，2017年到2027年，人造器官可以替代人體主要器官。

⑼智能交通。智能化高速公路將成為風景線，鑒于沒完沒了的交通擁堵現象，智能化高速公路以其更低的成本、更快的速度、更高的安全性被普遍看好。有關計算機模型顯示，智能化公路將使目前高速公路通暢能力提高2—3倍，而每英里的成本不到1萬美元。目前新的高速公路造價是每英里100萬到1億美元。智能車將裝配無線通訊和傳感器等設施，將使行駛車輛的速度、方向和剎車得以自動化控制。目前通用汽車公司已經成功測試了無人駕駛的速度為每小時112公里的智能車。預計，2020年—2030年期間，30%的高速公路將采用智能化公路。

2.3 未來計算機將有更深的智能

⑴人機交互。人類自然形成的與自然界溝通的認知習慣和形式必定是人機交互的發展方向，研究者們也正在努力讓未來的計算機能聽、能看、能說、能感覺。

⑵機器學習。機器學習是研究計算機怎樣模擬或實現人類的學習行為，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結構使之不斷改善自身的性能。它是人工智能的核心，是使計算機具有智能的根本途徑，其應用遍及人工智能的各個領域。

⑶自然語言理解。自然語言理解就是要讓計算機能夠聽懂人們說的話。自然語言理解技術的突破不光可以應用在計算機人機語音對話中，它的更大應用將是人工智能中的一個具有更大意義的領域──機器翻譯。

⑷機器視覺。機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。特點是提高生產的柔性和自動化程度，而且機器視覺易于實現信息集成，是實現計算機集成制造的基礎技術。

[參考文獻]

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