淺論計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展

　　摘要： 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，改變了人類的日常生活方式。本文介紹了計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生到發(fā)展再到如今的廣泛使用，以及未來的發(fā)展方向。
　　關(guān)鍵字： 計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展歷程發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展方向
　　
　　計(jì)算機(jī)從出現(xiàn)到如今廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，極大地改變了人們工作、消費(fèi)、生活等方方面面，推動(dòng)和促進(jìn)了社會(huì)文明的進(jìn)步與發(fā)展。
　　一、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程
　　20世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展。1946年，美國(guó)賓尼法尼亞大學(xué)和其他相關(guān)科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合制造出了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的新時(shí)代，社會(huì)的發(fā)展從此翻開新篇章。當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)發(fā)展受到很多因素的限制，如高昂的成本、龐大的體積等。而1958年出現(xiàn)的半導(dǎo)體平面集成電路推動(dòng)了微電子技術(shù)的發(fā)展。元器件的集成度和工藝技術(shù)的快速革新，計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)特征也在不斷向著微型化發(fā)展，尤其是在微處理器的出現(xiàn)及其計(jì)算速度、存儲(chǔ)介質(zhì)、機(jī)型微巧化等技術(shù)的不斷創(chuàng)新之后，計(jì)算機(jī)開始在各國(guó)政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)和家庭中得到廣泛應(yīng)用。
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在人類進(jìn)步中起著重要的推動(dòng)作用，在生活和學(xué)習(xí)中都扮演著重要的角色。目前，我國(guó)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及率和應(yīng)用水平都得到了很大提升，計(jì)算機(jī)的更新速度推動(dòng)了越來越多高端產(chǎn)品的發(fā)展。
　　二、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
　　計(jì)算機(jī)技術(shù)正在逐步向智能化、運(yùn)行高速及機(jī)身輕巧、纖薄等方向發(fā)展，因此對(duì)計(jì)算機(jī)的軟件要求就更加精細(xì)，計(jì)算機(jī)將會(huì)發(fā)展得更加智能化和人性化。它除了能夠提供我們現(xiàn)在所用的鍵盤輸入和手寫輸入外，隨著關(guān)鍵技術(shù)的突破，我們還能夠越來越有身臨其境的感受，計(jì)算機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是其最好的體現(xiàn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，更多的新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的產(chǎn)生，各國(guó)都給計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究人員提供全方位的支持，這將會(huì)為計(jì)算機(jī)的跨越式變革和質(zhì)的飛躍提供極大幫助。就目前而言，出現(xiàn)的如生物計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)和量子計(jì)算機(jī)等都是新技術(shù)的產(chǎn)物。隨著技術(shù)的成熟，它們將會(huì)運(yùn)用到我們的生活中，給工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和我們的生活帶來更多的方便。
　　在量子效應(yīng)基礎(chǔ)上開發(fā)的量子計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)量比普通計(jì)算機(jī)大N倍，并且量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度十分驚人。目前正在開發(fā)中的量子計(jì)算機(jī)主要有離子阱量子計(jì)算機(jī)、核磁共振量子計(jì)算機(jī)、硅基半導(dǎo)體量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用將會(huì)大幅提高計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)能量和計(jì)算速度，應(yīng)用到生活中會(huì)節(jié)省大量計(jì)算時(shí)間和存儲(chǔ)空間。
　　光子計(jì)算機(jī)主要是用光硬件替代普通計(jì)算機(jī)中的電子硬件，利用光運(yùn)算替代電運(yùn)算，如果按原有電運(yùn)算的速度進(jìn)行比較，它的通過能力遠(yuǎn)超過現(xiàn)今世界上最先進(jìn)電話電纜的很多倍。光的高速和并行能力決定了以其為依據(jù)而研究的光子計(jì)算機(jī)擁有高運(yùn)算速度和并行的處理能力，能同時(shí)展開多項(xiàng)運(yùn)算，大大節(jié)省時(shí)間。
　　生物計(jì)算機(jī)也稱為分子計(jì)算機(jī)，生物計(jì)算機(jī)主要是通過生物介質(zhì)之間的作用進(jìn)行運(yùn)算。人們發(fā)現(xiàn)了DNA在不同的狀態(tài)下可以代表不同的信息，DNA分子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后會(huì)把一種基因代碼轉(zhuǎn)換成另一種基因代碼，這種基因之間的轉(zhuǎn)換也是一種運(yùn)算過程，如果可以控制這種過程，就能完成生物計(jì)算機(jī)的運(yùn)算。DNA分子具有驚人的存貯量，而且計(jì)算時(shí)消耗的能量很小，如果能夠運(yùn)用到生產(chǎn)生活中，不但能夠提高速度，還能節(jié)省能源，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展政策的長(zhǎng)遠(yuǎn)之計(jì)。
　　納米技術(shù)的最終研究目標(biāo)是人可以按照自己的需求操縱原子，制造出符合人類需求的產(chǎn)品。納米技術(shù)應(yīng)用到計(jì)算機(jī)內(nèi)存芯片的研究方面幾乎不會(huì)耗費(fèi)任何能源，還會(huì)比現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)性能強(qiáng)很多，但是這種技術(shù)的應(yīng)用仍需一段時(shí)日。
　　三、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向
　　計(jì)算機(jī)技術(shù)主要朝著以下三個(gè)方向發(fā)展。
　　一是向“高”的方向。性能越來越高，速度越來越快，主要表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的主頻越來越高。專用計(jì)算機(jī)的并行程度比通用機(jī)更高，并行計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是如何高效率地把大量計(jì)算機(jī)互相連接起來，即各處理機(jī)之間的高速通信，以及如何有效地管理成千上萬臺(tái)計(jì)算機(jī)使之協(xié)調(diào)工作，這就是并行計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件——操作系統(tǒng)的功能。
　　二是向“廣”度方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)無處不在，以至于像“沒有計(jì)算機(jī)一樣”。近年來更明顯的趨勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)化及向各個(gè)領(lǐng)域的滲透，即在廣度上的發(fā)展開拓。國(guó)外稱這種趨勢(shì)為普適計(jì)算或叫無處不在的計(jì)算。未來計(jì)算機(jī)也會(huì)像現(xiàn)在的馬達(dá)一樣，存在于家中的各種電器中，那時(shí)問你家里有多少計(jì)算機(jī)，你也數(shù)不清，你的筆記本、書籍都已電子化。有人預(yù)言未來計(jì)算機(jī)可能像紙張一樣便宜，可以一次性使用，計(jì)算機(jī)將成為不被人注意的最常用的日用品。
　　三是向“深”度方向發(fā)展，即信息的智能化發(fā)展。網(wǎng)上有大量的信息，怎樣把這些浩如煙海的東西變成你想要的知識(shí)，這是計(jì)算科學(xué)的重要課題，同時(shí)人機(jī)界面更加友好。計(jì)算機(jī)將具備更多的智能成分，它將具有多種感知能力及思考能力，未來你可以用你的自然語言與計(jì)算機(jī)打交道，也可以用手寫的文字打交道，甚至可以用你的表情、手勢(shì)來與計(jì)算機(jī)溝通，使人機(jī)交流更加方便快捷。讓人能產(chǎn)生身臨其境感覺的各種交互設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是這一領(lǐng)域發(fā)展的集中體現(xiàn)。信息的永久存儲(chǔ)也將成為現(xiàn)實(shí)，千年存儲(chǔ)器正在研制中。
　　計(jì)算機(jī)技術(shù)將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發(fā)展。盡管受到物理極限的約束，采用硅芯片的計(jì)算機(jī)的核心部件CPU的性能還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。超高速計(jì)算機(jī)將采用平行處理技術(shù)，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同時(shí)執(zhí)行多條指令或同時(shí)對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這是改進(jìn)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)計(jì)算機(jī)將具備更多的智能成分，它將具有多種感知能力，一定的思考與判斷能力，以及一定的自然語言能力。
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)滲透到社會(huì)生產(chǎn)、生活的方方面面。總結(jié)和了解計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀，并對(duì)其未來發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，有助于我們進(jìn)一步發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)，更好地讓計(jì)算機(jī)技術(shù)服務(wù)于我們的生產(chǎn)和生活。
　　
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