計算機技術發展史剖析及未來趨勢預測

陳藝丹

摘 要：隨著社會生活逐漸向網絡化，數字化發展，為了提高生產或銷售效率，減少人工操作的誤差，我們的生活已經愈來愈依賴計算機和計算機技術了。而計算機和計算機技術發展至今，經歷了長時間的積累和技術的不斷迭代更新。本文主要介紹計算機和計算機技術的發展歷程，并且較為詳細的介紹幾種在生活中使用較為廣泛的計算機技術及正在發展的計算機技術，并在結尾處對未來計算機和計算機技術的發展趨勢進行了大膽的預測。

關鍵詞：計算機技術；數字圖像處理；人臉識別技術；人工智能；發展趨勢

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0034-02

1 計算機概述

1.1 計算機的概念

計算機技術，就要先介紹計算機了，計算機是一種用于高速計算的電子計算器，除了可以進行簡單的數值計算外，還可以進行復雜的邏輯運算。隨著計算機的不斷發展和進步，如今的計算機已經為人類在各個方面提供了便利，比如辦公、娛樂、管理等。

1.2 計算機的發展史

計算機經歷了由簡單到復雜，由低級到高級的演變歷程。最初的設計是為了提高計算速度，能夠在極短的時間內完成較為龐大的數值計算。不過當時設計的計算機結構十分復雜，占地面積大，消耗能量多，計算速度較慢。但是卻為計算機未來的發展奠定了基礎。經過不斷地技術升級和結構改良設計，計算機體積不斷綜小，性能不斷增強，功耗不斷降低，計算速度的增長率超乎人們的想象。

總結起來，計算機發展經歷了四個時代：

（1）電子管數字機。也就是最初的計算機，其特點為：速度慢、體積大、功耗高、價格昂貴。（2）晶體管數字機。相比于電子管數字機來說，在各個方面已經有了不少的提高。（3）集成電路數字機。與晶體管數字機相比，在運算速度上有了本質的提高，并且價格更低廉。（4）大規模集成電路機。我們目前使用的計算機，其體積小，甚至可以隨身攜帶，并且價格進一步降低，計算機進入了尋常百姓家。

2 計算機技術的發展和應用

隨著計算機的不斷發展，人們不再滿足于計算機的計算功能，希望計算機能夠完成許多對人類來說很難完成甚至無法完成的任務。于是人們開始進一步研究和開發計算機的“潛力”，由此誕生計算機技術。

2.1 計算機技術的概念

計算機技術包含的內容十分廣泛，其最直觀的含義為：利用計算機完成或實現某種功能，為人類的生活、學習等提供便利的技術。可以將其籠統地分為計算機硬件技術和計算機軟件技術兩方面。

2.2 計算機技術的發展

計算機誕生之初，為了提高計算速度和減少體積及降低成本，經不斷探索和研究，便產生了最初的計算機技術。計算機技術提高了計算機軟硬件方面的性能。第一臺計算機使用了18000只電子管，7萬只電阻，1萬只電容。并且計算速度也只有每秒鐘5000次[1]。在這樣的硬件平臺上，無論使用多么強大的軟件技術，也無法實現諸多功能。經過人們的不斷探索研究，計算機硬件技術和水平得到了飛速發展，目前來說，普通的家用電腦的硬件都足以滿足人們日常的使用需求。

但是，硬件技術的發展卻不能帶來同等的計算機功能和性能的提高。比如使用高水平硬件的計算機進行簡單的數值運算，就無法體現出計算機的功能和性能的強大。于是人們同時研究計算機軟件技術，搭配計算機硬件技術使得計算機發揮出它的最大作用。其中，計算機網絡技術便是計算機軟硬件技術結合的代表作，是計算機發展史上具有重要里程碑意義的技術。

如今，基于計算機網絡技術又產生了一大批先進的，高級的計算機技術，這些技術已經開始改變人們的生活習慣及生活方式。比如我們常常聽到的“大數據技術”、“數字圖像處理技術”、“人工智能技術”等等。從計算機發明到現在僅僅70余年的時間，計算機和計算機技術發展速度之快，令人驚嘆。

2.3 計算機技術的應用

接下來，我們要介紹這些技術是如何應用到現實生活中的，主要介紹數字圖像處理技術、人臉識別技術、人工智能。

2.3.1 數字圖像處理技術

在我們的生活中，數字圖像處理技術無處不在，舉一個最簡單的例子，我們幾乎每天都要掃一掃二維碼，而掃描二維碼，為何就能跳轉網頁或是顯示數據呢？其實就是應用了數字圖像處理技術。其原理就是將數據轉換為與計算機適應的“0”、“1”比特流的形式，通過算法形成二維碼。而掃描二維碼就是將識別圖像中的每一個黑白格，通過解碼的算法將其反向轉換為原始數據并且顯示出來。

除了二維碼之外，比如停車場出入口的攝像頭可以識別出進出車輛的車牌號，使用數字圖像處理技術分析細胞狀況，識別癌細胞等，這些都是常見的數字圖像處理技術在生活中的應用。

數字圖像處理技術將視覺中的圖像數據化，使其能夠識別，對比，操作圖片，在工業，醫學，軍事，生活等方面都有很廣泛的應用。

2.3.2 人臉識別技術

人臉識別技術的應用也十分廣泛，它分為很多類別，比如我們是用手機拍照時，它會將場景中的人臉識別并且標記出來。這是用到了人臉檢測技術中的人臉規則法。這種方法預先向計算機中設定人類面部的基本規則信息，在識別時，基本符合該規則的部分會被標記為人臉。

另一種人臉識別技術的應用是在許多公司用來記錄考勤信息的系統中，常用的考勤方式有兩種，第一種方式的使用率在逐漸增加，其使用的技術就是虹膜識別技術。虹膜識別技術具有很好的發展前景[2]，他是一種生物特征識別技術。而另一種方式便是采用了人臉識別技術中的參考模板法。首先系統需要錄入員工的人臉信息，向系統中傳遞一個該員工的標準模板數據。這里也使用到了數字圖像處理技術，可見計算機技術不會是完全獨立的，可能是多種技術共同組成的。錄入模板信息之后，當員工進行人臉考勤時，系統會采集當前人臉信息，與庫中已經存在的標準模板信息作對比，如果相似率達到要求，便會認為匹配成功。endprint

人臉識別技術使得確認身份信息時的錯誤率降低，并且減少了復雜的檢驗手續，為我們的生活和工作帶來了極大的便利。

2.3.3 人工智能

提起人工智能，人們應該都不陌生。AlphaGo便是人工智能的代表，它是第一個擊敗人類頂尖職業圍棋選手的機器。機器的智力已經高于人類，并且在某個方面擊敗人類，這是令人膽寒的一件事。人工智能是計算機科學的一個分支，是研究計算機模擬人腦的學科[3]。

它和普通機器人的差別在于：普通機器人是根據程序員錄入的程序執行操作，也就是說程序員提前編寫好了該機器人在什么場景下會進行什么樣的行為。即使多次遇到同樣的場景，機器人還是會執行相同的行為。但是人工智能則不同，人工智能致力于研究模擬人腦。人相比于機器來講，能夠學習，有獨立的思維，有面對不同場景產生的不同意識。所以人工智能要賦予機器學習能力、思考能力，要讓機器會隨著時間和經驗改變自己的行為習慣，并且能夠“學得聰明”。

人工智能到底會給人類社會帶來什么影響，目前還不得而知，但是使用人工智能卻可以解決人類無法解決的現實問題。[4]

3 計算機技術趨勢預測

有很多人認為計算機技術已經達到了頂峰，很難再去進一步發展。我認為計算機技術的發展還有很大的空間。因為有互聯網的存在，很多現實中的事物都可以將其數字化，共享化。

首先，互聯網會搭配計算機硬件技術，使得計算機向終端化和虛擬化發展。如果網速遠遠超過了計算機對硬盤的讀取速度，那么計算機就可以不需要存儲設備了。并且計算機顯示方式也會逐漸向虛擬化發展，不再需要顯示屏，而是虛擬化顯示。

其次，我認為計算機技術會向智慧化發展，人工智能的發展會使機器變得有思想有意識，那么我們的設備不再僅僅按照我們設定好的程序執行，而是會根據使用者的喜好，不斷地做出調整以適應使用者。

最終，計算機技術將如同我們生活中必須的水和電一樣，充斥在我們生活中的任何角落，無聲無息的為人類服務。

參考文獻

[1]侯希來.計算機發展趨勢及其展望[J].科技展望，2017，27（17）：14.

[2]顏飛.非約束虹膜識別系統研究[D].吉林大學，2016.

[3]鄒蕾，張先鋒.人工智能及其發展應用[J].信息網絡安全，2012，（02）：11-13.

[4]侯曉璐.淺析計算機應用的發展現狀和趨勢[J].科技創新與應用，2012，（27）：50.endprint