計算機科學與技術的發展趨勢研究

舒文鴻

摘? ?要：計算機問世以來，為人們的工作與生活帶來了翻天覆地的變化，就此展開論述。首先，講述了計算機科學與技術的發展現狀;其次，揭示了其得以快速發展的原因;最后，對計算機技術的發展趨勢進行了探討。旨在加強人們對計算機科學技術現狀的了解，并對其未來的發展方向加以分析，促進計算機技術的進一步發展，為人們的生活提供更加便捷的服務。

關鍵詞：計算機科學與技術;發展現狀;發展趨勢

1? ? 計算機科學與技術發展現狀

世界第一臺計算機發明的初衷是將其應用于復雜的數學計算，隨著科技的進步、社會的發展，計算機技術得到了迅速提升，在數據處理、信息傳遞等方面均發揮至關重要的作用，因此，計算機科學技術被應用于各個領域。未來的計算機會向集成度更高、應用范圍更廣、智能化程度更深的3個方向發展。系統、性能均會日益強大，運算處理能力屆時也將得以大幅度提高。計算機科學與技術的發展離不開其龐大的需求以及應用空間，結合現階段計算機科學與技術的應用現狀，簡單總結如下幾個方面計算機科學與技術快速發展的原因。

2? ? 計算機科學與技術快速發展的原因

2.1? 科技的進步離不開計算機技術

計算機科學與技術是其他多種技術進步的基礎與條件。根據相關研究結果顯示，計算機信息技術需要經過大量的實驗以及技術研發才能夠實現技術的升級與突破，其中包括硬件更新、軟件創新，隨后才能夠研發出新的計算機技術。實際上，這個過程中往往會受到多種阻力，也會不可避免地出現失敗的情況，然而通過不斷的重復與優化，再經過實踐檢驗，計算機技術才能夠實現真正意義上的升級。從客觀上來看，科學技術的發展需要依賴創新，而計算機科學與技術本身就作為第四次工業革命的基礎，當代社會許多核心技術都是基于這項技術研發并實現的。也就是說，只有計算機技術的應用與發展，才能夠引起其他科學技術的進步。比如實驗檢測技術的發展就需要強大的運算能力、穩定可靠的計算精度，這些都依賴于計算機技術的突破。

2.2? 穩定的選擇機制離不開計算機技術

隨著社會的不斷進步與發展，現階段信息化也逐漸成為社會的重要外在特征。共性識別與最終判斷對于企業、個人的發展都具有重要的意義。大多數情況下，選擇機制需要結合環境要求，通過穩定的篩選機制來實現，這個過程中技術升級與創新顯得尤其關鍵。實際上，計算機科學與技術當中的研發項目一般都是以需求為導向的，也就是說，以終端用戶的需求為目的進行開發，這個過程中需要盡可能地滿足終端用戶的需求，同時，也需要盡量得到用戶理解與認同。在這個過程中，計算機的發展與應用需要選擇穩定可靠的內容，盡可能解決計算機生產過程中的各種問題，才能夠確保選擇機制的應用效果。從這個角度來進行分析，穩定的選擇機制是必不可少的。

2.3? 社會需求的不斷增加離不開計算機技術

計算機科學與技術是社會需求增加的產物。隨著時代的不斷發展，人們的物質需求、文化需求以及精神需求也在不斷地增加。通過信息處理與加工，可以幫助人們獲得更多高質量的信息，同時也可以將更多的資訊應用到社會生活與生產過程中。隨著計算機科學與技術的應用與發展，運算處理速度不斷增加，存儲的功能價值也得到了展示，這些都使得經濟、教育以及多個方面的優勢得到了體現。商業計算機更是使得家家戶戶都使用上了個人電腦，擴大了產品的占有率，同時，也可以跟上社會的需要，這種競爭環境顯然促進了行業的進步與發展。

3? ? 計算機技術與科學的發展方向

計算機科學與技術是基于計算機硬件發展的軟硬件結合技術，其發展的主要方向包括如下幾個方面。

3.1? 集成度更高

隨著科學技術的快速發展，現階段計算機的應用水平也在不斷提升，其中，主頻、計算機性能都是最為明顯的部分。實際上，傳統意義上的單核處理模式無法真正滿足客戶使用的客觀要求，特別是多種運行軟件同時使用時，經常會出現卡頓、死機或者計算時間過長等情況，嚴重影響工作效率與使用質量。隨著集成度的不斷提升，人們也開始意識到多核處理器的優勢與價值。根據我國的技術發展階段來看，目前自主研發并實現的天河二號計算機就采用了32 000多核處理器。常規民用計算機當中，多核處理器也得到了普遍的應用和推廣，四核、八核都進入了尋常百姓家。從這個角度上來進行分析，更高的集成度以及更為可靠的多線程處理技術是計算機科學與技術發展的重要方向。通過提升集成度，可以更好地完成處理任務，提升計算機的運算處理性能，滿足階段性的用戶需求。

3.2? 應用范圍更廣

計算機科學與技術的發展與應用的空間、規模以及范圍也具有密切的關系。根據計算機科學與技術升級的路線來看，其核心在于硅芯片技術的升級，特別是近幾年計算機、寬帶以及互聯網技術的出現，使得人們的日常生活得到極大的豐富，不但包括業余生活，還包括一些科學領域的發展都是實實在在的。除此之外，計算機科學技術的發展也使得應用的范圍得到了拓展，行業普及率得到了有效的提升，產品技術的應用范圍也是發展的重要方向之一。所以，即使計算機得到了普及，但是其應用的功能依然有廣泛的發展空間，除了傳統意義上的娛樂、工作之外，還可以應用于科研等高端領域，滿足物質增長以及文化需求的各個層面。物聯網技術是一種基于互聯網發展而來的技術，該技術的應用優勢十分突出，可以實現多種物體的聯網，從而滿足各種復雜的操作功能和使用要求，極大地豐富了人們的生活與生產環節，提升效率并降低能耗。

3.3? 智能化程度更深

計算機科學與技術也正向智能化、科學化的方向發展。近些年來經常會聽到人工智能這一詞匯，人工智能，簡單來說，就是自主識別、判斷以及處理的能力，通過模仿人類的神經網絡與判斷體系，讓計算機自主進行分析與判斷。由于計算機具有強大的計算能力，所以在處理多種信息時要遠勝于人類，借助計算機技術來進行智能化控制、處理，就可以實現自主完成復雜的操作結構，有效拓展了人類活動的空間范圍與技術的可執行性。除此之外，人工智能技術的發展也需要借助于雄厚的資本和國家支持，比如谷歌多年來致力于人工智能的研究，在這個領域取得卓越的研究成果。目前我國許多高新技術企業也都開始關注這個領域，投入大量的資金與人才進行研發，未來國家之間的競爭也會成為智能化水平之間的競爭。

4? ? 計算機技術與科學的發展趨勢

計算機科學與技術的發展本質上是半導體技術的發展，隨著近些年傳統硅基芯片技術水平的不斷成熟，其性能開發的整體高度已經接近極限水平，所以繼續研究這個領域可以提升的范圍十分有限。值得關注的是，通過大量的實驗室分析與研究，人們又發現了許多新的技術，包括納米技術、量子技術以及光子計算機和超微技術，具體分析如下。

4.1? 與納米技術結合

納米技術屬于較為新興的技術，通過微觀納米狀態進行觀察，能夠有效提升技術的應用水平。納米技術與計算機制造技術的結合主要體現在元器件的微型化角度上。其中，能耗低、質量優秀以及性能穩定都是納米芯片的主要優勢。除此之外，相比于硅器件，納米電子器件的物理極限也更高，可以達到數千倍以上，同時，體積要求較低，不需要占用大量空間，在能耗方面同樣具有不錯的優勢。納米技術應用于計算機科學與技術領域具有廣泛的空間，對突破傳統技術的瓶頸具有很強的適用性。

4.2? 量子技術的引入

計算機科學與技術的發展同樣與量子技術密切相關。20世紀80年代人類發現了量子技術的秘密，美國物理學家費曼提出，量子體系的計算方法，隨后，英國的大衛通過量子圖靈機模型進一步介紹了量子技術的內涵，量子計算機也因此誕生。實際上，可逆計算機的研究主要體現了量子力學的思想，而技術的融入使得存儲、處理的效率變得更高，相比于傳統計算機，其計算原理更為復雜，但是速度卻十分優秀，可以達到普遍計算機的數十億倍，具有廣闊的發展空間。

4.3? 光子計算機

光子計算機實際上就是通過半導體器件處理后獲取的計算機硬件，一般包括激光器、濾波器以及反射鏡等設備，能夠利用激光并行處理的方式來滿足信息化的運行要求。光子本身沒有靜質量，所以具有充分的穩定性，可以利用光子計算機完成各種存儲任務與處理工作，容錯性也相對比較高，這都是該技術應用發展的優勢。

4.4? 超微技術領域的生物計算機

生物計算機最早出現于20世紀末期，該技術的優勢在于蛋白質分子構成生物芯片，能夠依靠化合物來進行數據的傳輸、存儲。同時，具有不錯的抗干擾能力，能耗也相對比較低。但是，其目前還面臨計算周期長、應用范圍狹窄等問題，需要繼續進行研究，完善技術環節，才能夠最終提升技術應用效果。

5? ? 結語

近些年來，計算機科學技術日新月異，人們生活水平的提高、社會的進步更是與之息息相關，密不可分。簡而言之，未來計算機的運行處理系統將會變得更加強大與完善，在數據處理與分析方面勢必更加高效、快捷。因此，我們要加強計算機科學技術的研究，準確把握其發展方向，研發新型技術，確保計算機能夠完美地應用于人們的日常生活與工作之中。

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