淺談計算機科學與技術的發展趨勢

李德華

摘 要：近幾年來，隨著我國經濟水平的不斷提高，我國的高新技術也得到了飛速的發展。與此同時，計算機科學與技術被廣泛的應用到各個領域。針對于此，本文從計算機科學與技術的起源于概念開始回顧，并分析了近幾年促進我國計算機科學與技術的優勢條件，從宏觀和微觀兩個方向指出了計算機科學與技術的發展方向和發展趨勢。

關鍵詞：計算機科學;計算機技術;發展趨勢

1946年，美國賓夕法尼亞大學誕生了世界上第一臺電子計算機——電子數值積分計算機[1]。自此以后，世界上關于計算機領域的相關技術開始不斷的發展，計算機網絡也隨著計算機的普及逐漸的深入各個領域，在社會上獲得了廣泛的應用，計算機科學與技術的發展前景也逐漸廣闊[2]。計算機又被稱作為電腦，作為一個電子腦系統，計算機具有腦系統獨有的計算能力，同時還具有邏輯推算能力，記憶存儲能力。計算機主要是由前期預設的系統以及軟件程序來進行計算，或者是進行信息的處理，是電子設備的一種。在近幾年，計算機技術的發展飛速，給人們帶來了巨大的便利，在人們生活中應用的頻率越來越高，因此，使用計算機已成為人們當前必須掌握的技能。

一、什么是計算機科學與技術

（一）計算機科學

計算機科學主要是指以計算機為研究對象，以計算機自身及其相關科學為主要研究目標的研究科學。計算機硬件系統、計算機軟件系統以及計算自身性能和參數這一類的學科都可以作為計算機科學的一部分。因此，計算機科學既包含了對計算機軟件以及硬件系統的研究，同時還包括對計算機性能相關的研究以及相關計算公式和處理信息能力的研究。對于其他的計算機語言的計算方法以及計算機語言的語法格式等，被劃分為計算機編程一類。因此，目前世界上對于計算機研究方法的不同，將計算機科學分為了計算機理論科學以及計算機實驗科學兩大類。

（二）計算機技術

計算機技術主要是指對于計算機相關的一些技術問題的研究，計算機技術就是計算機計算方法、運行方式和計算機部件及其組長技術的合集。對于計算機技術來說，其研究對象較多，并且范圍廣泛，主要包括計算機軟件系統、計算機硬件系統、計算機組裝技術以及計算機零部件技術等[3]。

（三）計算機的組成

從系統上來說，計算機系統可以分為計算機硬件系統以及計算機軟件系統。其中，計算機硬件系統主要指構成計算機的各類物理設備以及其他零部件，是現實中實際存在、看得見摸得著的物體。因此，計算機硬件系統中最主要的包括為計算機供電的電源、電腦工作平臺的主辦、計算機運算以及控制的核心中央處理器（即CPU）、負責計算機存儲工作的內存條以及具有記憶功能的硬盤、負責顯示圖像以及文字的顯卡、聲卡以及最主要的網卡。除此之外，還包括顯示器、鍵盤以及鼠標等。

計算機軟件系統主要由系統軟件和應用軟件組成。其中，應用軟件主要指計算機用戶后期安裝的具有針對性服務的軟件。應用軟件能夠從網絡中直接下載或者購買，不是計算機必須具備的軟件系統[4]。與此相對應的，系統軟件是計算機運行所必須的軟件，其中計算機的操作系統也屬于系統軟件的一種。目前我們使用的Window10系統以及之前的Windows7， Windows8，和計算機語言處理系統、計算機的服務程序和數據庫管理程序等都屬于系統軟件。

二、計算機科學與技術發展歷程

世界上第一臺計算機誕生于1946年，距今已經有了七十多年的發展歷史，在此期間，計算機的發展經歷了四個主要的階段，并且目前還在不斷地飛速發展中。

（一）電子管計算機時代

我國第一臺計算機誕生于美國，這一臺計算機有無數個電子管構成，因此，它的體積非常大，占地面積高達170平米。并且在實際應用中，非常浪費電力，并且其運行速度較慢、各項指標較低并且存儲容量小，計算機的穩定性也不高。但是為后期電腦的發展奠定了基礎，也提供了相對應的技術支持。

（二）晶體管計算機時代

晶體管計算機誕生于十九世紀五十年代末，與電子管計算機相比而言，晶體管計算機的運行速度有了大幅度的提高，并且還產生了與此相關的新技術和gap及程序，配套設備也得到了增加。這時的晶體管計算機不僅能夠用來進行科學計算，還能夠應用于一些工業生產的數據處理測量工作中。

（三）中小規模集成電路計算機時代

1964年，中小規模集成電路計算機時代正式開啟，中小國模集成電路計算機是由數百個電子元件集中在一塊小小的芯片上，實現電路的集成功能。這大大縮小了計算機的體積，因此，這一時代的計算機的體積大大縮減，占用空間明顯縮小，并且計算機的存儲容量也進行了擴大，計算速度也有了提高，計算機的運行更加穩定可靠，同 時操作系統完美的融入了計算機設備當中[5]。

（四）大規模集成電路計算機時代

大規模集成電路計算機時代是計算機發展的第四個階段，與中小規模集成電路計算機相比，大規模集成電路計算機的芯片中的電子元件數量更加巨大，這標志著計算機的功能更加強大，運行速度也大大提高。這為計算機后期的發展提供了更加穩定和可靠的科學技術。

三、計算機科學與技術發展現狀

（一）應用于數據處理

近幾年，隨著計算機技術的快速發展，我們已經進入到了大數據時代。計算機所具有的運算速度快、計算精度高、記憶能力強、邏輯判斷能力強、自動執行程序能力強的優勢，促使計算機迅速的滲透進各個領域，并且發揮著越來越重要的作用。目前，人們可以通過互聯網以及計算機科學技術更加及時、便捷的傳遞、查詢以及發表信息。并且隨著近幾年我國經濟的飛躍式發展，計算機科學技術開始有了新的創造式發展。計算機的功能不斷地得到豐富與發展。并且通過對計算機性能的研究，計算機能夠充分的在人們的日常生活中被應用到數據保護中，進而保護人們各種重要的東西[6]。因此，結合計算機的優勢，深入研究與創造，就能給人們的生活帶來更大的便利，也可以在更多的領域應用這些技術，促進社會的進一步發展。

（二）應用于智能技術

計算機在一定程度上能夠模擬人腦的部分功能，并且，計算機要比人腦的存儲量更大，并且計算機能夠做到永久記憶。由于計算機的所有功能與知識都是人們提前輸入、存儲進去的，因此，計算機能夠做到長時間不間歇工作，并且不會感到疲憊，有著更高的工作效率。同時，計算機能夠應用于機器視覺、人臉識別、指紋解鎖、智能機器人、定理證明、遺傳編程等方面，在各個領域中發揮著極大的智能作用。因此，對于一些高效、精準的繁重業務來說，計算機智能技術有著良好的發展前景[7]。并且能夠通過對計算機更有效的利用，使計算機的 操作更加科學專業，更加實用、有價值，更好的讓計算機為人們服務。

四、計算機科學與技術發展的優勢條件

（一）信息技術發展促進了計算機科學與技術的快速發展

隨著近幾年全球信息化的快速發展，計算機科學與技術也隨之獲得了快速發 展。在計算機剛出現之時，計算機僅僅具有單純的計算功能。但是，隨著科學技術的不斷發展，計算機科學與技術也日趨成熟，經歷了電子管計算機時代、晶體管計算機時代、中小國規模集成電路計算機時代以及大規模集成電路計算機時代四個階段的發展，計算機科學與技術可以說是有著極大的提高[8]。但這一切都源于信息技術的不斷發展，心肌技術的發展始終促進著計算機科學與技術的快速發展。計算機的出現以及計算機功能的不斷增加，為人們的日常工作與生活帶來了諸多的便利，并且隨著計算機科學與技術的不斷發展，計算機在社會生活中的應用范圍也逐漸擴大，這在一定程度上帶動了信息化的發展，基于此，信息技術與計算機科學技術在相輔相成中互相促進[9]。

（二）計算機在實際引用中便捷了人類的生活和工作

隨著計算機在人們生活中的應用，人們的生活中更加便利，正是這種便利的生活方式促使科學家不斷的對計算機科學與技術進行更加深入的研究，以期計算機科學與技術能夠更好的造福人類。

（三）計算機的其他功能

計算機較高的計算精確度使一些高難度的科學技術難題迎刃而解，比如說導彈的控制發射等。除此之外，計算機的邏輯運算能力、較大的存儲容量、記憶能力以及自動化程度確保了計算機能夠應用于多種高科技領域。同時，計算機科學與技術這種應用的廣泛性促使計算機專家和科學家不斷的提高相關專業技術，從而研發出計算機能夠具有的更高的技能，促進計算機實現更多的價值。

五、計算機科學與技術的發展趨勢

（一）計算機科學與技術的宏觀發展趨勢

從上文促進計算機科學與技術計算機不斷發展的優勢條件來看，計算機科學與技術科學與技術正在朝著更高層、更深入、更廣泛的宏觀方向發展。因此，從計算機科學與技術的宏觀發展趨勢上來說，目前我國計算機正在向第五個計算機時代跨越，計算機科學與技術的未來發展前景不可估量。

1.計算機科學與技術更高層的發展

計算機科學與技術更高層的發展主要指不斷的增強計算機中央處理器的運行速度，提高 CPU 的運行速率。對于計算機技術來說，計算機中央處理器的運算速度的提高，意味著計算機的主頻不斷增高，這也就意味著計算機運算能力的不斷提高[10]。因此，目前的計算機科學與技術需要朝著更高層的方向發展，加強處理器運行的穩定性，從而追求更高的數據處理速度，擴寬計算機更加廣泛的應用領域。

2.計算機科學與技術更深入的發展

現階段，計算機科學與技術的發展要更加的深入，不能僅僅停留在表層的技術功能上。對于人工智能技術來說，目前我國的計算機人工智能技術尚待完善和提高，要想促進計算機科學與技術的深入發展，人工智能技術在計算機領域的運用是目前一個很好的突破口。除此之外，對于計算機其他的技術支持，我們也要進行深入的研究，只有掌握更加深入以及熟練地技術才能夠促進計算機科學與技術更加穩定的發展，實現計算機科學與技術更加深入的功能。

3.計算機科學與技術更廣泛的發展

在計算機科學與技術在完成更高層更深入的發展的前提下，我們也要不斷地擴寬計算機科學與技術在社會各行各業中的應用領域，將局限的、辦公室環境下的計算機科學與技術的運用逐步擴展到人們日常的生活娛樂中[11]。尤其是對于目前的尖端科學領域和技術研發領域等，更要不斷地提高計算機的應用頻率，不斷的促進社會信息化的快速發展，開啟全球電子計算機時代。

（二）計算機科學與技術的微觀發展趨勢

除了對計算機科學與技術進行宏觀的發展預測外，我們還需要進一步的研究計算機科學與技術的微觀發展趨勢。我國目前對于計算機的巨型化發展趨勢主要針對于計算機的運行速度提高、存儲量擴大、記憶功能增強等方面，從而做到提高計算機運行的穩定性和可靠性。這種巨型化的發展趨勢能夠使計算機科學與技術更加廣泛的應用到礦物探測工作、天文現象觀測、爆破工作中計算機的控制功 能等等[12]。因此，從某種角度來說，計算機科學與技術巨型化的發展趨勢代表著計算機領域的前沿技術，能夠有效地促進高新技術行業的快速發展，從而也有效的帶動經濟的發展，促進科學水平的不斷提高。

計算機科學與技術的微型化發展主要指計算機體積上的微型發展，即，通過計算機技術的不斷提高，在保證計算機功能不便或者增加的情況下，不斷地縮小計算機的體積。目前出現的超薄筆記本電腦，即計算機微型化發展的一個體現，計算機的體積縮小，但是功能卻沒有發展改變，或者功能更加強大。對于現代社會來說，計算機雖然極大地便利了人們的日常工作與學習，但是，由于計算機的體積較大，并不能做到隨時移動，因此，人們對于可移動性計算機的要求依舊不斷提高。這就要求計算機科學與技術要不斷地朝微型化的方向發展。對于微型計算機來說，結合當代人們對于其要求，微型計算機不僅僅要求計算機的體積要縮小，同時，還要求微型計算機要具有高度的靈活性、快速的處理速度以及反應時間。并且，微型計算機的記憶功能、存儲功能和運算功能也不能遜色于普通計算機。總之，計算機科學與技術的微型化發展要堅持在保持體積小的前提下保障功能深入性的原則。目前，微型計算機最廣泛的引用領域為醫療行業，其中最具代表性的為“超微納米生物芯片磁療法”的治療技術[13]。隨著計算機科學與技術不斷朝向于微型化的方向演進，計算機科學與技術將會給各個領域帶來更多高新技術的快速發展，從而可以解決更多高科技含量的技術難題。

在計算機科學與技術的人工化發展方面，計算機科學與技術在人工智能方面的發展已經可以說是迫在眉睫。目前，我國各行各業中或多或少的都會對于人工智能有著一定的要求。雖然對于一些行業來說，已經出現了較為簡單的人工智能，比如餐廳中的智能點餐機，能夠通過模擬餐廳服務員的工作方法以及思維來完成顧客的點餐要求，并且能夠極大的減少失誤。但是，由于我國在計算機科學與技術方面存在著一定的短板，我國的人工智能計算機領域的發展依舊比較緩慢。因此，針對于這一問題，有關部門一定要加大對于人工智能研究的支持力度，降低計算及智能化的發展成本，做到早日普及人工智能計算機。

與世界上其它國家相比，我國的計算機科學與技術的發展還有著一定的差距，尤其是在技術方面，還有待提高。對于實現計算機的網絡化，形成計算機與通訊技術的完美對接，實現信息的互通和資源的共享的同時，實現多臺計算機網絡的獨立功能，形成完美的計算機網絡，我國目前的技術水平是遠遠不夠的。由此，計算機科學與技術的微觀發展已經成為當下的重要課題，這也是目前我國信息化發展中所面臨的問題之一。

總結：總之，隨著近幾年我國經濟的發展，計算機在我國的應用領域也更加廣泛，計算機的發展愈來愈受到重視。因此，為了促進社會更加快速的發展，我們要對計算機科學及技術進行深入研究，不斷地對現在的計算機功能進行改進，不斷地強化計算機的功能。從而更好的便利我們的日常工作及生活，促進我國經濟社會的快速發展。

參考文獻：

[1]林英森.淺談計算機技術對社會發展的影響[J].通訊世界，2019，26（01）：41-42.

[2]葉天樞.淺談計算機應用技術的現狀及發展趨勢[J].通訊世界，2019，26（01）：137.

[3]何蘭娜.淺談計算機應用的發展現狀和趨勢[J].中國新通信，2018，20（24）：115.

[4]楊文靜.探究計算機科學與技術的發展趨勢[J].電腦編程技巧與維護，2018（10）：44-45+48.

[5]牛巖松，王鴻飛.計算機科學與技術發展的整體方向[J].電子技術與軟件工程，2018（19）：140.

[6]洪新軍.計算機應用發展現狀及發展趨勢[J].中國管理信息化，2018，21（19）：145-146.

[7]王武兵.計算機在茶企信息化建設與管理的應用研究[J].福建茶葉，2018，40（09）：33.

[8]段斌.計算機應用的現狀與計算機的發展趨勢[J].電子技術與軟件工程，2018（14）：153.

[9]孫越.計算機應用的發展現狀和發展趨勢[J].信息與電腦（理論版），2018（13）：51-52.

[10]王黎.淺析計算機應用與分析[J].計算機產品與流通，2017（12）：29.

[11]劉冰.計算機科學的現狀與發展趨勢[J].電子世界，2017（14）：52-53.

[12]張曉卉. 我國信息技術課程發展的路向與策略研究[D].東北師范大學，2016.

[13]張淑英. 網絡安全事件關聯分析與態勢評測技術研究[D].吉林大學，2012.