淺談計算機技術及未來發展

郭子健　黃威威

摘 要：自從世界第一臺計算機問世將近一百年歷史了，從初代占地幾間房子到現在可隨身攜帶，計算機的發展大家有目共睹。計算機的進步也方便了科學研究，變成良性循環。跟著科學的發展，計算機也將有不同的發展方向。本文主要闡述了世界計算機的歷史，并對計算機未來做出一些猜測。

關鍵詞：計算機技術;未來發展

一、計算機發展歷史

在1946年2月，美國的賓夕法尼亞大學有兩個科學家發明了世界上第一臺計算機。電子計算機一般是由硬件和軟件構成。一般電腦系統的硬件分為輸入、輸出、算術邏輯部分、控制器及存儲器，其中邏輯部分和控制器合稱中央處理單元。【1】從使用元件不同，計算機可以劃分為四個階段。

（一）第一階段，第一代計算機使用了真空電子管作為邏輯元件，這種電子管的體積巨大，消耗的電量也不一般，所以工作時間不長。第一代計算機采用了原始機器語言，沒有操作系統。它的產生源于戰爭，主要是用于戰爭中的彈道計算，也用于數學方面的理論研究。

（二）第二階段，第二代計算機采用晶體管作為邏輯元件，體積減少的同時耗電量也在減少，所以工作時間得到延長。并且在計算機軟件方面有了一定的發展，出現了高級計算機語言。用途方面，也擴展了一些使用場景，并不只用于軍事和科研。

（三）第三階段，第三代中小規模集成電路計算機使用了集成電路作為邏輯元件，計算式在單晶硅片上集成電子元件，使計算機的體積變得更小，耗電量也大大降低。出現操作系統，方便人們的使用。還能接入多種外圍設備，應用廣泛到各個領域。

（四）第四階段，第四代超大規模集成電路計算機同樣使用集成電路作為邏輯元件，世界現在正在這個階段，計算機采用的大規模和超大規模集成電路，壽命更長，體積更小。出現更多家用或商用計算機，操作系統也是五花八門。各種軟件紛紛出現，同時有時候為了處理高并發的狀況，出現了分布式技術。

二、計算機發展趨勢

（一）巨大化

計算機巨大化是因為小型計算機在科學研究中能力不足，有的科學研究運算的數據量十分龐大，普通計算機是不能勝任的。所以需要更加巨大的超級計算機。尤其是一些科學研究，需要加入多種影響因素，使結果更加精確，所以需要更大的空間和更高的性能。在當下硬件技術沒有巨大提升時，只有加大體積才能滿足科研需要。

（二）微型化

計算機處理器的發展也帶動了計算機體積的縮小。計算機最終要的性能問題得到解決，也就不再一定需要大體型的計算機，體積小，價格也就降低，促進人們購買計算機的能力。計算機體型的減小，使其攜帶越來越方便。由原來房子大小，到現在可隨身攜帶，計算機的發展趨勢告訴我們未來計算機將會越來越小

（三）網絡化

計算機最貼近我們生活的就是網絡了，沒有網絡的計算機，就少了許多作用。如今的互聯網時代，人們習慣了在網上學習，交流，查閱資料，娛樂等活動。特別是無線網絡的發展，網速越來越快，使用網絡也更加方便。

（四）人工智能化

如今人工智能已經是我們耳熟能祥的詞語，人工智能就是一種獨特的計算機軟件。普通軟件都是人們編寫好的程序，計算機按部就班的執行就完了。而人工智能軟件不同，它具有自我學習的能力，如何讓計算機深度學習還是一個值得研究的方向。人工智能要求機器可以自己思考完成一些事情，有自己的主觀意志，才是強人工智能。如果人工智能發展成熟，我們就不用自己編寫程序，直接告訴計算機就能完成想要的事情。

三、計算機的未來方向

第五代計算機是指有著人工智能能力的新型計算機，它能夠自己學習，自我判斷，處理突發事務，主要還是能夠深度學習。人工智能可以識別人們說的話，進行語義分析，分詞顯示，段落隔斷等技術，人們可以不用鍵盤鼠標，直接和電腦進行交流，當人工智能技術發展成熟，也許就不用再使用鍵盤鼠標等外接設備。

現如今的計算機都是電子計算機，也就是通過電子進行邏輯判斷的。大規模集成電路是計算機的重要部件.隨著科學家的不斷研究和科技發展，我認為計算機技術也將應用在其他行業.從目前計算機的發展狀況我們可以發現，將來計算機將會在光子計算機、分子計算機、量子計算機、DNA計算機等計算機的研究上做出一定的進展。

（一）光子計算機。傳統計算機是用電子進行運算操作、邏輯判斷、信號傳輸、信息管理的，而光子計算機使用的是激光，所以又叫光腦。光子比起電子優勢很大，光子計算機傳輸速率快得多且不使用電，所以傳輸信號時沒有磁場，傳輸的時間不會有干擾;光子計算機傳輸能力強，因此運算速度也比電子計算機快很多，光子計算機的運算速度比電子計算機快上千倍。利用光導纖維和光學元件構成線路傳遞信號。光子計算機也像電子計算機一樣靠一系列邏輯操作來進行計算解決各種問題。

（二）分子計算機。如今分子計算機還在籌備中。有科學家宣布他們已經研究出分子計算機的邏輯元件，這種元件的大小使用分子為單位，寬度僅僅是幾個原子大小。分子計算機的運算速度是現在所有計算機所不能比的，據研究顯示，分子計算機的性能將是電子計算機的幾千億倍。如果分子計算機被制造出來，電子計算機就將被淘汰。

（三）量子計算機。量子計算機是一種能夠進行高速數學和邏輯運算，按照量子力學定律存儲和處理量子信息的物理設備。【2】量子計算機使用的是量子比特位來進行邏輯判斷，它不但能是0或1，還能是0和1.根據理論研究，量子計算機的運算速度超過目前任何能夠想到的計算機。

四、結語

社會的前進離不開計算機的幫助，這種新型技術對人類的發展有著很大的作用。現在，人們已經進入了信息時代，計算機也是成為無論是國家還是個人最有力的幫手。所以我們每個人都需要多加關注計算機技術的發展，緊跟時代的步伐，進一步發展計算機技術。

參考文獻

[1]計算機（2） .昌平科普網

[2]章巖扉.量子計算機的原理、發展及應用[J].內燃機與配件，2018.