基于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢的探討

【摘要】 現(xiàn)代社會(huì)，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)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(jìn)著現(xiàn)代文明的發(fā)展。文章著眼于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，概述了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，明確了其發(fā)展的大方向，并著重來就計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的具體發(fā)展趨勢作出分析論述，意在為我國計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考與支持。

【關(guān)鍵詞】 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展方向 趨勢

從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)問世算起，計(jì)算機(jī)已經(jīng)經(jīng)歷了60多年的發(fā)展，且其在縮小性、運(yùn)算速度、開發(fā)成本上均取得了十分明顯的進(jìn)步。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們?nèi)找婕涌斓纳罟?jié)奏，使得計(jì)算機(jī)的應(yīng)用逐漸邁入多元化，無論是在工業(yè)領(lǐng)域、教育領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域，還是社會(huì)生活各個(gè)方面、國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門均設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。因此，對(duì)于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢作出分析論述，來對(duì)于未來發(fā)展有一個(gè)整體的方向把握就顯得十分必要，對(duì)于我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)穩(wěn)步發(fā)展具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

一、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀概述

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用趨于普及，在實(shí)際問題的解決中，人們對(duì)于計(jì)算機(jī)的運(yùn)用越來越多，計(jì)算機(jī)開始成為一種支柱性力量，影響著社會(huì)生活的方方面面。同時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的綜合化、專門化特點(diǎn)也逐漸凸顯，如智能化家用電器的應(yīng)用，在很大程度上為人們的生活提供了便利，促進(jìn)了某些經(jīng)濟(jì)政策的發(fā)展。此外，以使用人群不同需求為依據(jù)，各種筆記本、臺(tái)式機(jī)不斷誕生、更新及改造。可以說，當(dāng)下的計(jì)算機(jī)與技術(shù)發(fā)展是一個(gè)欣欣向榮的局面。

二、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的大方向

如圖 1 所示，為世界第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生至今，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)取得了日新月異的發(fā)展，為世人所矚目。結(jié)合其發(fā)展現(xiàn)狀來看，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展主要著眼于以下三個(gè)大方向。

2.1 更加高效

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性和速度必將進(jìn)一步提升。就英特爾開發(fā)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(tái)計(jì)算機(jī)課使用并處理更多的處理器。具體來講，即包括：計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)系更加高效，使處理機(jī)間的通信更加高效。計(jì)算機(jī)管理更加高效，實(shí)現(xiàn)其間的協(xié)調(diào)配合。

2.2 更加廣泛

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)在未來的發(fā)展更加廣泛，從而逐漸將網(wǎng)絡(luò)化滲透到各個(gè)領(lǐng)域。可以想象，若干年后，也許學(xué)生的書本都被計(jì)算機(jī)所代替，計(jì)算機(jī)的價(jià)格將十分便宜，甚至?xí)霈F(xiàn)一次性的計(jì)算機(jī)。歸結(jié)來講，未來的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)在使用的便利性和頻率上將會(huì)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(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的深入發(fā)展主要指的是人工智能。在對(duì)人工智能的不斷研究中，人機(jī)交流將更加快捷、靈活、方便。且同時(shí)對(duì)于百年儲(chǔ)存器研發(fā)也是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。可以說，伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的深入發(fā)展，計(jì)算機(jī)將進(jìn)一步拓寬現(xiàn)有功能領(lǐng)域，來實(shí)現(xiàn)更為優(yōu)秀、全面的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。

三、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的具體發(fā)展趨勢分析

3.1 出現(xiàn)高性能的新型計(jì)算機(jī)

隨著硅芯片技術(shù)的不斷成熟，硅技術(shù)也在開發(fā)方面表現(xiàn)出巨大的潛力。國際上，對(duì)于量子計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)的研究被紛紛提到日程上來。第一， 量子計(jì)算機(jī)。 如圖2所示是硅芯片上16個(gè)量子位的光學(xué)圖，可以說，硅芯片技術(shù)是量子計(jì)算機(jī)發(fā)展的基礎(chǔ)。量子計(jì)算機(jī)是在遵循量子力學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)上的物理裝置，能夠進(jìn)行邏輯運(yùn)算、高速數(shù)學(xué)運(yùn)算及量子信息的儲(chǔ)存與處理。相比于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)在計(jì)算速度、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)具有著傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以比擬的優(yōu)勢。第二，納米計(jì)算機(jī)。同量子計(jì)算機(jī)一樣，納米計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)也是以硅芯片技術(shù)為支持的。所謂納米計(jì)算機(jī)，就是運(yùn)用納米技術(shù)來制作計(jì)算機(jī)芯片，從而出體積極小的內(nèi)存芯片，僅相當(dāng)于人頭發(fā)絲直徑的千分之一。該類型計(jì)算機(jī)在計(jì)算時(shí)只存在非常小的能量消耗，甚至可以忽略，且相比于現(xiàn)有計(jì)算機(jī)，納米計(jì)算機(jī)的性能要高出許多，總體包括造價(jià)低、體積小、性能好、存量大等。第三，光子計(jì)算機(jī)。其是以光子來進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、傳輸及存儲(chǔ)的，是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上光子對(duì)電子的更替，即由導(dǎo)線互聯(lián)向光互聯(lián)的轉(zhuǎn)變。光子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的巨大變革，光硬件將取代電子硬件，且在運(yùn)算方式上，也成為光運(yùn)算。就光子計(jì)算機(jī)原理來看，不同數(shù)據(jù)用不同波長的光進(jìn)行代表，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算量大、復(fù)雜度高任務(wù)的快速處理。

3.2 出現(xiàn)智能化超級(jí)計(jì)算機(jī)

超級(jí)計(jì)算機(jī)的突出特點(diǎn)就是智能化，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)十分獨(dú)，通過新平行處理技術(shù)的采用，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)、多條指令的同時(shí)處理與執(zhí)行。上述這一特點(diǎn)的存在，使得超級(jí)計(jì)算機(jī)在運(yùn)算速度上要大大高于普通計(jì)算機(jī)。同時(shí)，一般情況來講，超級(jí)計(jì)算機(jī)中大量處理器的運(yùn)行時(shí)并行的，其能夠輕易完成普通服務(wù)器或計(jì)算機(jī)需要大量時(shí)間完成或無法完成的計(jì)算。在尖端技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，運(yùn)用超級(jí)計(jì)算機(jī)可進(jìn)行模型推演或數(shù)據(jù)分析，只需通過計(jì)算機(jī)運(yùn)行就可對(duì)一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬。此外，因超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能同人類大腦十分接近，故在人們生活領(lǐng)域當(dāng)中，超級(jí)計(jì)算機(jī)能夠?yàn)槿藗兊墓ぷ鳌⑸钐峁┲T多便利。如在動(dòng)畫制作中，運(yùn)行超級(jí)計(jì)算機(jī)來達(dá)到絢麗奪目的視覺效果等。

3.3 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展更進(jìn)一步

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展大致可以劃分為三個(gè)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(wǎng)絡(luò)階段，該階段是美國互聯(lián)網(wǎng)科研應(yīng)用階段，計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)以及互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化問題得以解決，開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模式被提出；第三階段是從1995年開始至今的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化發(fā)展階段，這也是國際化聯(lián)網(wǎng)快速高速發(fā)展的階段，網(wǎng)絡(luò)的影響波及全球。要對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)，首先要明確網(wǎng)絡(luò)的分類方式。在此，筆者詳細(xì)介紹兩種網(wǎng)絡(luò)分類方式：第一種，以網(wǎng)絡(luò)地理位置為劃分標(biāo)準(zhǔn)，可以將網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)，其中，局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)是重點(diǎn)，局域網(wǎng)是其他兩種網(wǎng)絡(luò)類型的基礎(chǔ)，廣域網(wǎng)最具代表性的就是Internet。第二種，按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以分為星型網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)以及總線型網(wǎng)絡(luò)，此外的樹型網(wǎng)、簇星型網(wǎng)等類型網(wǎng)絡(luò)都是建立在以上拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的。

四、結(jié)語

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的未來，是一個(gè)更加高效、更加廣泛、更加深入的發(fā)展趨勢，隨著具體計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，人們的生活也必將隨之改變。且我們有理由相信，保持當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)上升的良好勢頭，上述內(nèi)容所提到的具體科學(xué)技術(shù)必將得以實(shí)現(xiàn)，從而更好地服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文明發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 蔡欽，淺析計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 [J]，計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用. 2010（6）

[2] 施伯樂，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究和發(fā)展[J]，電腦縱橫. 2011（2）

[3] 葉濤，計(jì)算機(jī)技術(shù)未來發(fā)展前景探究[J]，信息技術(shù). 2010（7）