計算機科學與技術發展趨勢的探討

張鈞豪

【摘 要】隨著科技進步，我國電子行業的發展呈現蓬勃趨勢，如果我們充分掌握了電子行業的發展趨勢，那就一定能帶動計算機發展呈現新的剛好局面。該文章依據計算機科學與技術發展的最新情況為起點，研究了計算機發展趨勢的幾點問題。

【關鍵詞】計算機科學；技術發展趨勢；研究

引言

計算機科學與技術的發展依賴于我們所處的社會環境，與我們的日常生活密切關聯。因而，研究剖析計算機科學與技術發展趨勢已成為適應社會發展的普遍需求，且具有很重要的作用，該文章通過計算機科學與技術的整體發展情況說明計算機科學與技術發展的整體情況。

一、計算機科學與技術的發展目標

計算機科學與技術的發展突飛猛進，十分迅速。依據未來發展趨勢，計算機主要向“高”、“廣”、“深”這三個大目標方向發展進步。

1.“高”目標發展

“高”目標發展的重點在于計算機運用的主頻性上，其發展越來越好，計算機的整體性能也逐漸提升，呈加速度的發展趨勢。尤其因特爾公司研究的微處理器，囊括10億個晶體管，這也就表明，現代計算機的普遍適用性就體現在微處理器的使用上，個數的增加直接提升了現代計算機科學技術的發展進步。由于微處理器的大量使用，計算機運行速度早已發生了質的變化，這一點在整個世界研究領域中性能最高的通用機上有所體現。計算機科學與技術的發展重點還是在于核心的操作技術，第一是加大各計算機之間相互的高效性關聯，保證處理機可以相互通訊，第二，提升計算機之間相互協調配的能力。

2.“廣”度發展目標

計算機技術的高新發展，使得其早已進入尋常百姓家中，成為每個人生活的必需品。“廣”度的發展指的就是計算機網絡布局的整體性延伸和擴散。在將來的某一時刻，計算機會遍布各種各樣的家用電器中，不論是電冰箱還是筆記本都離不開計算機網絡。現在江浙地區所使用的電子書包就是這一時代的特征產物，表明計算機科學與技術發展的廣度適應性已高度提升，正逐漸成為日常生活必需品。

3.“深”度發展目標

深度發展也就是智能化發展，尤其人工智能。簡單而言就是如何利用網絡有用的電子信息為人類直接服務，計算機發展的人工智能性主要體現在這一方向上。人工智能指的是計算機的智能發展程度，包括邏輯思維能力、意識感知能力等，計算機都可與人完成交流工作。現階段重點開發的VR技術，即是一種計算機智能化研究系統，通過虛擬現實技術的促進，我國計算機網絡發展技術正不斷的向更深處邁進。此外，為了保證信息的永久保存，人們正致力于發展百年儲存器。

二、計算機科學技術的整體發展趨勢

現階段隨著經濟的發展和科技水平的提升，我們國家的綜合競爭實力越來越強，計算機科學技術也將向著更加高端化、多元化方向發展，并逐漸滲透到各個領域，可以說計算機科學與技術的發展已呈現恢宏趨勢，也是形勢發展必然。計算機科學技術的整體發展趨勢主要體現在一下幾個方面：

1.計算機的運行速度將大大提升

與我國相比，由于美國等發達國家計算機技術探索較早，技術相對程度，所以美國的發展更為迅速，通過分析空氣可透過絕緣材料而大大提升了計算機的運行速度。這其中特別是紐約保利技術公司的發展最具代表性。他們發明出一種電腦中使用的新型電路電池，直接以膠滯體包裹的導線膠滯體中空氣比重很大，空氣作為一種良好的絕緣體，對計算機運行散熱以及晶體管和核心芯片之間的連接有著直接的影響作用。大量實驗數據表明，計算機運行速度的快慢與晶體管及核心操作芯片之間的信號連接有著直接的關系。當前國際上流通的連接導線主要是二氧化硅類物質導線，信號在這種導線的傳遞中都會損失一部分能量，或者說吸收一部分能量，導致信號接收時間擴展。紐約保利公司研究的膠滯體包裹導線則克服了這一難題，信號傳輸過程中幾乎不存在能量損失，因而也能快速提升傳遞效率。這一導線還具有耗電能值小的特點，實現了成本的高效利用，縮短操作時間，提升運行速度。但這種導線缺點也較明顯，散熱性差，不能迅速排除熱量。所以，保利公司的工作人員正以此為前提進一步深化改革和創新，以此優化膠滯體包裹導線的整體性能，使其不但具備以上特點，還可實現迅速散熱。最新出品的芯片瞬時冷卻技術，就針對這一不足進行了實際改正和創新優化，通過在計算機中安裝液體微型管道來吸收工作中產生的熱量進而打造提升運行效率的目的和效果。只要計算機存在發熱情況，熱量就會通過冷凝器排到微型管的另一側，再通過凝華作用回流至微型器中，以備下次熱量吸收使用。

2.生物計算機的出現與興起

生物計算機這一理念的提出，源于上世紀八十年代，其研制工作就以投入進行。生物計算機的優勢在于其芯片具備的生物特性，該芯片是由生物工程中心以蛋白質分子為物質革新改造研究出來的。這一生物芯片能夠把信息以物質蛋白的形式傳輸，運行速度又實現了一大提升，大致相當于現行計算機運行速度的十萬倍。除此之外，它還具有很強的存儲空間，能量消耗值夜只有一般計算機的十分之一。生物芯片的特性由于其高性能作用而逐漸凸顯。蛋白質自身的可再生能力，能夠自動修復受損電路，或者形成新型微型電路，計算機生物屬性由此得以擴大。舉例來說，生物芯片中的計算機以蛋白質分子生物的自身作用實現自主調節和整體修復，甚至在一定程度上可以代替人腦工作。依照當前生物技術的發展，生物芯片的大量施行已成為可能。到時計算機的存儲、修復、自動剖析和數據傳輸將會更上一個臺階。現行的計算機已實現了部分人工智能化，在某些方面已取得突破性進展，制造出專門針對某一項的生物機器人。

3.光學計算機的出現

光學計算機這一理念的出現依賴于光的存在，把光作為一種信息傳輸介質投入計算機制造中。光學計算機的突出特點就在于光速的運行傳輸速度，以其傳輸速度可實現信息迅速傳遞。光子不僅具有頻率還具有一定的能量，從這一點來看，也可以完成芯片的修復工作。光子所具有的頻率和特征偏振能夠提升計算機信息傳輸速度和質量安全，且光學計算機的智能化程度也將遠遠高于電子計算機。從這一角度看，光學計算機的高傳輸性、高質量安全性、修復能力都使得光學計算機的產生成為眾科學家的期望。另外，光學計算機的一大特性就在于任何條件下的普遍實用性，某些超導體高速計算機在低溫環境下并不能實現高速傳輸，其缺點較為突出，但光學計算機則無這一限制，即使在低溫條件下也能正常高速運行，龐大的存儲空間，極強的抗干擾能力，超高的安全性，都使得光學計算機的出現成為可能。

三、總結

綜上所述，計算機科學與技術的發展趨勢已呈現上升趨勢，在性能、傳輸效率、抗干擾性、安全性性各方面均有不同程度提升，只有這樣，計算機科學與技術發展才能更進一步，由此計算機科學技術人才大量出現，為我國電子信息產業提供長足發展的新鮮血液。智能化計算機的應用已逐漸成為可能，在模式辨別、圖像合成與辨別、語言體統、定理公式證明、程序自動設定等方面均有顯著提升。光學計算機的發展也已隨著時代的高速進步成為可能，其具有的各種優良性能促使人們積極發明創造。網絡資源共享也成為了計算機發展行業的一大特色，計算機網絡化發展正是以此為前提進行計算機科學與技術的進一步發展趨勢探明和研究。

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