計算機技術應用領域及其發展展望

摘 要：計算機技術的發展及應用極大地改變了人類生活的方方面面。文章回顧了計算機的發展歷史，分析了計算機的應用領域，以及展望了未來計算機技術的發展，可以看出計算機技術的發展是個加速過程，其應用必將深遠影響人類的發展進程。

關鍵詞：計算機技術；應用；發展；展望

1 概述

第一次工業革命，以蒸汽機的改良為標志；第二次工業革命，以電力的廣泛應用為標志；而電子計算機的發明，則是第三次技術革命的標志，它的快速發展更是開啟了一個新的、特色鮮明的信息時代。它極大地改變了人們的工作、生活、學習、消費方式等諸多方面，有力地推動了社會文明的進步與發展。計算機是一個年輕的，也是一個日新月異、充滿無窮活力的領域，在很大程度上影響和改變著各國綜合國力的對比，世界各大國競相發展。

計算機技術應用歷程概述

在電子計算機問世之前，計算工具的發展經歷了相對較長時間的摸索，出現了如算盤、計算尺、手搖機械計算機、電動機械計算機等計算工具。隨著1946年第一臺電子計算機（ENIAC）的誕生，人類進入了電子計算機時代。到20世紀50年代末，由于成本高昂，計算機主要服務對象是軍事部門，包括導彈計算和與軍事相關的空間計算等。這一階段是電子管計算機，體積龐大，運算速度緩慢，系統維護不便，應用程序編制耗費大量人力，更談不上軟件。20世紀50年代末至60年代末，電子管被晶體管取代，晶體管被集成電路取代，計算機除用于科學計算外，在數據處理、工商事務處理、企業信息管理中也得到了應用。20世紀60年代后期，小型機出現后，硬件逐步系列化，接口設備和外圍設備種類逐漸增多，組塊式的軟件設計應用于生產過程的實時控制，軟件的編制趨于工程化。20世紀70年代以來，計算機邁入大規模集成電路時代，以其良好的性價比和高可靠性，計算機應用普及到社會經濟更多的領域。另外，計算機的發展也分了兩個方向：一是應用于科研技術、軍事機構等，往較難、較大、較高的方向發展；二是隨著微處理機的迅速發展，計算機應用于家庭生活各方面，往較實惠、較小、較微的方向發展。計算機技術與通信技術的結合，使計算機網絡得到了飛速發展。在網絡技術的支持下，信息表達工具、信息處理工具和信息傳輸工具已經趨于一體化，使社會信息資源得到更廣泛的利用。回顧計算機發展與應用歷程，不難發現，計算機技術是一個快速成長、更新和應用領域加速擴張的有生命力的新興技術，而且其發展與更新速度在不斷加速，其每次技術的更新都必然帶來自身更快的發展與推廣。

2 計算機應用領域分析

早期的計算機主要用于科學計算。科學計算仍然是計算機應用的一個重要領域。如高能物理、氣象預報、地震預測、工程設計、航空航天技術、載人深潛技術等。隨著計算機的運算速度、精度以及邏輯判斷能力的快速提高，出現了計算力學、計算物理、計算化學、生物控制論等新的學科。

2.1 過程檢測控制

過程檢測控制就是利用計算機對生產過程中的某些信號進行自動檢測，并把檢測到的數據存入計算機，再根據控制需要對這些數據進行加工處理，進而對生產過程進行有效控制。尤其是儀器儀表中融入計算機技術后的智能儀器儀表，使工業自動化達到了一個更高水平。

2.2 信息管理

信息管理是計算機應用最廣泛的一個領域。利用計算機來加工、管理和操作任何形式的數據資料，如企業管理、人事管理、物資管理、報表統計、帳目管理與計算、信息情報檢索、模式識別等。

2.3 輔助系統

（1）計算機輔助設計（CAD），借助于計算機來幫助設計人員進行工程設計，提高了設計工作的自動化程度，節省了人力和物力。目前，此技術已經在電路、機械、土木建筑、服裝等廣大設計領域中得到了廣泛應用。（2）計算機輔助制造（CAM），利用計算機進行生產設備的管理、控制與操作，使產品質量提高、生產成本降低、生產周期縮短，并且大大改善了生產一線人員的勞動強度。（3）計算機輔助測試（CAT），指利用計算機進行復雜而大量的測試工作，如遙感，地測，遙測等等。（4）計算機輔助教學（CAI），指利用計算機幫助教師講授和幫助學生學習的自動化系統，使教師、學生能夠輕松自如地教和學。另外，這些輔助系統都已實現了網絡化新模式。

2.4 人工智能

開發一些具有人類某些智能的應用系統，用計算機來模擬人的思維判斷、推理等智能活動，使計算機具有自學習適應和邏輯推理的功能，如計算機推理、智能學習系統、專家系統、機器人等，幫助人們學習和完成某些推理工作。

2.5 語言翻譯

計算機翻譯（簡稱機譯）分為文字機譯和語音機譯。機譯消除了不同文字和語言間的隔閡，減輕了大量翻譯人員的工作量，堪稱高科技造福人類之舉。但機譯的質量長期以來一直是個問題，如何進行語言的模糊識別和邏輯判斷，使譯文達到“信、達、雅”的程度，有望隨著人工智能技術的發展得到進一步提升。

2.6 計算機網絡

最近幾年最明顯的發展就是計算機深度網絡化和向各個領域的深度滲透。報紙、書刊的電子化，網絡電視的普及，計算機音視頻聊天功能，遠程教育功能以及醫學上的遠程診斷功能，網上參政議政、網絡購物以及機票、火車票的預訂等都已深入人心，計算機已經成為人們工作、生活中不可或缺的一部分。隨著網絡帶寬的逐步提高，網絡的高效性、及時性和通信技術的快速進步，使計算機技術迅速邁入云計算時代。

3 計算機技術應用發展展望

計算機已經成為人們辦公、生活的必須品，它對人們的生活與工作已經并將繼續產生積極的影響。另一方面，諾伊曼體制的簡單硬件與專門邏輯已不能適應軟件日趨復雜、課題日益繁雜龐大的趨勢。要適應這些快速發展的新要求，創造必須服從于軟件需要和課題自然邏輯的新體制。實現方法就是并行、聯想、專用功能化以及硬件、固件、軟件相復合。計算機將由信息處理、數據處理過渡到知識處理，知識庫將取代數據庫。自然語言、模式、圖像、手寫體等進行人-機會話將是輸入輸出的主要形式，使人-機關系達到高級的程度。砷化鎵器件將取代硅器件。未來，計算機的發展將趨向超高速、超小型、平行處理和智能化，量子、光子、分子和納米計算機將具有感知、思考、判斷、學習及一定的自然語言能力，使計算機進入高級人工智能時代。這種新型計算機將推動新一輪計算技術革命，并帶動光互聯網的快速發展，對人類社會的發展產生深遠的影響。納米技術、生物技術、光量子技術等將在未來的計算機技術發展與應用中發揮更大的作用。

4 結束語

計算機技術的飛速發展和應用的快速普及，使得計算機技術在不到一個世紀的時間里產生了不可思議的發展。這是一個自我發展能力非常強大的一門新技術。通過對計算機發展歷史的簡要回顧、對計算機應用現狀的概述以及對計算機技術發展的展望，我們發現計算機技術的發展和應用是加速發展的，我們可以預期，在不遠的將來計算機硬件軟件都將與現在的計算機有很大的不同，也將推動人類社會更加快速的發展。

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作者簡介：康靖（1976，2-），河南長垣人，現供職于甘肅省高等學校招生辦公室，研究方向：計算機科學與技術。