基于計算機科學與技術的發展趨勢的探討

【摘要】 現代社會，計算機科學技術已經滲透到人們生活中的方方面面，并在潛移默化中改變著人們的生活，推進著現代文明的發展。文章著眼于計算機科學與技術的發展，概述了計算機科學與技術的發展現狀，明確了其發展的大方向，并著重來就計算機科學與技術的具體發展趨勢作出分析論述，意在為我國計算機產業的發展提供參考與支持。

【關鍵詞】 計算機科學技術 現狀 發展方向 趨勢

從第一臺計算機問世算起，計算機已經經歷了60多年的發展，且其在縮小性、運算速度、開發成本上均取得了十分明顯的進步。隨著社會科學技術的不斷發展和人們日益加快的生活節奏，使得計算機的應用逐漸邁入多元化，無論是在工業領域、教育領域、軍事領域，還是社會生活各個方面、國民經濟各個部門均設計計算機科學技術的應用。因此，對于計算機科學與技術的發展趨勢作出分析論述，來對于未來發展有一個整體的方向把握就顯得十分必要，對于我國社會主義現代化建設穩步發展具有積極的現實意義。

一、計算機科學與技術發展現狀概述

當前，計算機的應用趨于普及，在實際問題的解決中，人們對于計算機的運用越來越多，計算機開始成為一種支柱性力量，影響著社會生活的方方面面。同時，計算機應用的綜合化、專門化特點也逐漸凸顯，如智能化家用電器的應用，在很大程度上為人們的生活提供了便利，促進了某些經濟政策的發展。此外，以使用人群不同需求為依據，各種筆記本、臺式機不斷誕生、更新及改造。可以說，當下的計算機與技術發展是一個欣欣向榮的局面。

二、計算機科學與技術發展的大方向

如圖 1 所示，為世界第一臺計算機。從第一臺計算機誕生至今，計算機科學與技術取得了日新月異的發展，為世人所矚目。結合其發展現狀來看，計算機科學與技術的發展主要著眼于以下三個大方向。

2.1 更加高效

隨著計算機科學與技術的發展，計算機的穩定性和速度必將進一步提升。就英特爾開發研制的微處理器來看，晶體管的集成已超過10億以上。這也就意味著一臺計算機課使用并處理更多的處理器。具體來講，即包括：計算機之間的聯系更加高效，使處理機間的通信更加高效。計算機管理更加高效，實現其間的協調配合。

2.2 更加廣泛

計算機科學與技術在未來的發展更加廣泛，從而逐漸將網絡化滲透到各個領域。可以想象，若干年后，也許學生的書本都被計算機所代替，計算機的價格將十分便宜，甚至會出現一次性的計算機。歸結來講，未來的計算機科學與技術在使用的便利性和頻率上將會不斷提高，從而同人們的生活更加密不可分。

2.3 更加深入

計算機科學與技術的深入發展主要指的是人工智能。在對人工智能的不斷研究中，人機交流將更加快捷、靈活、方便。且同時對于百年儲存器研發也是計算機科學與技術發展的一個方向。可以說，伴隨著計算機科學與技術的深入發展，計算機將進一步拓寬現有功能領域，來實現更為優秀、全面的現實應用。

三、計算機科學與技術的具體發展趨勢分析

3.1 出現高性能的新型計算機

隨著硅芯片技術的不斷成熟，硅技術也在開發方面表現出巨大的潛力。國際上，對于量子計算機、納米計算機、光子計算機的研究被紛紛提到日程上來。第一， 量子計算機。 如圖2所示是硅芯片上16個量子位的光學圖，可以說，硅芯片技術是量子計算機發展的基礎。量子計算機是在遵循量子力學規律的基礎上的物理裝置，能夠進行邏輯運算、高速數學運算及量子信息的儲存與處理。相比于傳統計算機，量子計算機在計算速度、數據存儲方面均有著大幅度的提升。且在安全性、安保體系等方面，量子計算機具有著傳統計算機難以比擬的優勢。第二，納米計算機。同量子計算機一樣，納米計算機的實現也是以硅芯片技術為支持的。所謂納米計算機，就是運用納米技術來制作計算機芯片，從而出體積極小的內存芯片，僅相當于人頭發絲直徑的千分之一。該類型計算機在計算時只存在非常小的能量消耗，甚至可以忽略，且相比于現有計算機，納米計算機的性能要高出許多，總體包括造價低、體積小、性能好、存量大等。第三，光子計算機。其是以光子來進行數據的計算、傳輸及存儲的，是傳統計算機基礎上光子對電子的更替，即由導線互聯向光互聯的轉變。光子計算機的出現是計算機硬件結構的巨大變革，光硬件將取代電子硬件，且在運算方式上，也成為光運算。就光子計算機原理來看，不同數據用不同波長的光進行代表，實現了對計算量大、復雜度高任務的快速處理。

3.2 出現智能化超級計算機

超級計算機的突出特點就是智能化，其設計結構十分獨，通過新平行處理技術的采用，實現了計算機系統中對多個數據、多條指令的同時處理與執行。上述這一特點的存在，使得超級計算機在運算速度上要大大高于普通計算機。同時，一般情況來講，超級計算機中大量處理器的運行時并行的，其能夠輕易完成普通服務器或計算機需要大量時間完成或無法完成的計算。在尖端技術領域當中，運用超級計算機可進行模型推演或數據分析，只需通過計算機運行就可對一些實驗進行模擬。此外，因超級計算機的性能同人類大腦十分接近，故在人們生活領域當中，超級計算機能夠為人們的工作、生活提供諸多便利。如在動畫制作中，運行超級計算機來達到絢麗奪目的視覺效果等。

3.3 網絡發展更進一步

計算機網絡的發展大致可以劃分為三個主要階段：第一階段是從1968 年到 1986 年的 ARPAnet 階段，這是美國的研究以及試用階段；第二階段是從 1986 年到 1995 年的 NSF 網絡階段，該階段是美國互聯網科研應用階段，計算機聯網以及互聯標準化問題得以解決，開放式系統互聯參考模式被提出；第三階段是從1995年開始至今的計算機網絡商業化發展階段，這也是國際化聯網快速高速發展的階段，網絡的影響波及全球。要對計算機網絡進行規劃與設計，首先要明確網絡的分類方式。在此，筆者詳細介紹兩種網絡分類方式：第一種，以網絡地理位置為劃分標準，可以將網絡分為局域網、城域網以及廣域網，其中，局域網和廣域網是重點，局域網是其他兩種網絡類型的基礎，廣域網最具代表性的就是Internet。第二種，按照網絡拓撲結構，可以分為星型網絡、環形網絡以及總線型網絡，此外的樹型網、簇星型網等類型網絡都是建立在以上拓撲結構基礎之上的。

四、結語

計算機科學與技術的未來，是一個更加高效、更加廣泛、更加深入的發展趨勢，隨著具體計算機科學技術的不斷涌現，人們的生活也必將隨之改變。且我們有理由相信，保持當前計算機科學技術上升的良好勢頭，上述內容所提到的具體科學技術必將得以實現，從而更好地服務于社會經濟、文明發展。

參 考 文 獻

[1] 蔡欽，淺析計算機科學技術的發展 [J]，計算機光盤軟件與應用. 2010（6）

[2] 施伯樂，計算機科學技術的研究和發展[J]，電腦縱橫. 2011（2）

[3] 葉濤，計算機技術未來發展前景探究[J]，信息技術. 2010（7）