淺談計算機硬件發展狀況及趨勢

劉彩梅

摘 要：如今，伴隨著計算機在社會各領域的普遍應用，計算機硬件工程項目也獲得了長足的發展，計算機的運算速度、精度、存儲和記憶能力、邏輯判斷能力及自動化水平，也相應地得到了極大提升。本文在回顧計算機硬件發展歷程基礎上，重點對計算機硬件未來發展進行了展望，以供參考。

關鍵詞：計算機硬件；未來發展；發展狀況；發展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.137

如今，我國已步入“互聯網 +”時代，計算機和信息技術日益深度融入生產、生活中，并成為重要的生產力。在計算機的結構組成中，硬件系統不僅是其核心的組成部分，同時也是軟件運行的重要基礎，從本質上來說，其主要包括計算機系統中各種電子、光電原件以及機械等。在計算機結構中，硬件的地位與作用僅次于CPU，衡量計算機的性能需要對其硬件進行評價。如今，在經歷半個多世紀發展滯后，計算機硬件規模不斷縮小，功能逐漸強大。

1 當前計算機硬件發展狀況

依據計算機元器件電子管、晶體管、集成電路、大規模集成電路等來劃分，可將計算機硬件發展史劃分為四代：第一代計算機（20世紀40-50年代）。簡單來說，第一代計算機所運用的都是電子管基礎，其不僅體積較大，且耗電量也相對較大，就是那幾的運行速度比較慢，主要以1946年ENIAC的研制成功為標志。第二代計算機（1959-1964）。第二代計算機開始使用晶體管，晶體管的應用，使得計算機的壽命延長，重量減輕，體積變小，同時，運行速度也大大提高。以50年代末美國菲爾克公司研制成功的第一臺大型通用晶體管計算機為標志。第三代計算機（1965-1970）。從根本上來講，第三代計算機所運用的并不是電子管與晶體管，其所運用的主要是集成電路的形式，以IBM公司研制成功的360系列計算機為代表。第四代計算機（1971-至今）。簡單來說，在第四代計算機中，所具有的一個顯著特征，就是其對于大規模集成電路和超大規模繼承電路的運用，運算速度與效率都有了跨越式的進步，其主要是以英特爾公司研制的第一代微處理器英特爾4004為代表的。

事實上，自從計算機出現之后，就始終以非常快速的節奏不斷的發展種，并為人們的日常生活與生產提供了非常大的便利。自從1970年開始，計算機的硬件實現了非常快速的發展與完善，起不僅使得計算機的成本實現了進一步的降低，同時也在很大程度上縮小了計算機的體積，提高了計算機的存儲功能。

2 計算機硬件未來發展趨勢

2.1 計算機硬件未來發展特點

首先，是硬件性能與材料的發展特點。根據相關研究我們可以得出，就針對于計算機的硬件質量與性能而言，其所應用的材料能夠起著決定性的影響作用。所以說，在日后的研究過程中，相關研究工作人員，將會進一步強化對計算機硬件材料的研究工作，并通過引進一些高新材料，來促進計算機硬件性能的提升。在實際的運行過程中，現代計算機技術所面臨的一個最主要的問題，就是對硬件性能的優化問題。因此，在未來的研究過程中，研究人員會加大對此問題的關注，并探尋到有效解決方案，例如，通過研發分子計算機、量子計算機等，來解決此問題。

第二，中央處理器CPU的未來發展。中央處理器CPU是計算機硬件技術進步的重要指標。1970年到2005年為單核時代，在此時期，從根本上來講，CPU所具有的最明顯的特征，就是唯主頻論。自2006年開始，計算機CPU進入全新的多核時代，這也標志著以主頻論英雄的時代正式結束。在那之后，CPU將會進一步開啟雙核以及多核的新紀元。從本質上來說，多核設計所具有的優點主要在于以下幾個方面：第一，其能夠為計算機的運行提供更加強大的并行處理能力。第二，其能夠提供更快的計算速度，第三，其能夠形成更低的時鐘頻率，第四，其可以在很大程度上降低計算機的散熱與功耗。而就針對于計算機硬件系統的發展來說，雙核與多核處理器的出現存在一定的必然性。因此，從某種意義上來說，在未來的市場中，雙核將是中央處理器的一個重要的主流發展趨勢。

第三，存儲器的未來發展。按照存儲器的模式來分，計算機硬件存儲器組要分為以下三種模式：DAS模式、NAS模式和SAN模式。DAS模式的主要優點是操作簡單、成本較低而且性能高，但是安全性和擴展性不夠。NAS模式的特點獨立PC服務器，擴展性好，但是數據傳輸速度不高。SAN模式作為一種存儲網絡模式，能夠通過運用光纖，來將全部的存儲設備連接起來，并配備交換機，顯而易見其優點是數據傳輸速度快，擴展性強。但是SAN模式也有個明顯的缺點，即技術相對復雜，成本比較高。存儲器的發展有個特點，存儲空間更大，體積更小，功耗更低的發展趨勢。這種趨勢尤其在Flash Memory表現的尤為突出。大小低的發展趨勢也符合科技發展的潮流，另外也促進了便攜產品的發展。

2.2 計算機硬件未來發展趨勢研究

計算機硬件在計算機結構中，占據非常關鍵的核心地位，對于計算機的性能有較大影響。隨著科學技術的不斷發展，計算機硬件設備也處于不斷的發展之中。總的來說，計算機的發展趨勢是向巨型、微型化、網絡化和智能化方向發展。計算機的中央處理器處于不斷減小的趨勢，使用更小的硬件，可以實現更強大的功能和更全面的信息處理。而現階段，在長期的信息科技與計算機技術發展過程中，已經有更多的高科技技術被運用到了計算機的硬件發展中。因此，從本質上來說，計算機的硬件發展與科學技術之間，存在著本質的聯系。只有確保科學技術的發展與進步，才能更好的實現計算機硬件系統的優化與創新。在綠色、環保理念日益深入人心的背景下，計算機硬件將會更多地融入環保、節能及高效理念，運行與維護速度與效率也會不斷提高。

3 結語

綜上所述，計算機硬件系統是計算機的各種物理裝置，由各種器件所組成，其是計算機運行與工作的基礎和前提，對于計算機的運行速度與運行狀況，都具有至關重要的影響。相信隨著現代科技信息的不斷發展，計算機硬件發展水平也會不斷得到提升，而且，其體積將會越來越趨向微型化，功能越來越趨向智能化，對人們的生產、生活的助益也將越來越大。

參考文獻：

[1]費林.淺析計算機硬件日常維護和硬件發展[J].黑龍江科技信息，2016（21）：184.

[2]張建勛.淺析計算機硬件日常維護和硬件發展[J].電子制作，2014（06）：233.