本文關鍵詞：淺析計算機科學與技術的發(fā)展趨勢，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

民營科 技　

文化教 育　

２ ０ １ １年 第 ９期 　

淺析計算機科學 與技術的發(fā)展趨勢　
黃 建 兒　

（ 杭 州師范大學錢 江學院， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ １ ２ ） 　
摘 要： 以計 算機的發(fā)展 現(xiàn)狀為切入點 ， 首先對計算機技術迅猛發(fā)展的原因進行 了探

究， 接 著從智能化和新型的計算機 兩個方 面對 未來計算機　

科 學與技術的發(fā)展趨 勢進行 了探析 ， 對計算機科學與技 術在 未來的發(fā)展進行 了展 望。 　 關鍵詞 ： 計 算機科學 ； 技術； 發(fā)展趨 勢　 世界上第一 臺計算機于 １ ９ ４ ６年誕生于美 國， 到 目前為止 ， 計算機科　 學與技術也走過 了六十多年的風風雨雨 。計算機越來越 向著高速度 、 小　 體積 以及低成本 的方 向發(fā)展 ， 并且取得 了空前的成功 。隨著知識經(jīng)濟的　 不斷興起 ， 計算機科學與技術也 隨之快節(jié)奏的發(fā)展 。與以前的單一的應　 用相 比， 現(xiàn)今的計算機正朝著 多元化應用的方 向發(fā)展 。計算機已經(jīng)廣泛　 滲透到國防、 軍事 、 工業(yè)、 教育 等領域 以及個人生活的方方面面 。 　 １ 計算機技術發(fā)展迅速 的原因　 １ ． １ 經(jīng)常性 的、 連續(xù)性的創(chuàng)造 活動 的出現(xiàn)　 經(jīng)常連續(xù)不斷 的創(chuàng)造性活 動是推 動計算機技術快速發(fā)展 的動力之　 這種創(chuàng)造性 活動在本質上是在對大量信息進行處理的現(xiàn)實需求的推　 動之下的計算機相關的科 學理論 的不斷的更新和發(fā)展 。 　 １ ． １ ． １ 現(xiàn)實 的需求是計算 機科學與技術創(chuàng)新的動力　 計算機 的興起 ， 很大程度上是 由于第二次世界大戰(zhàn)對信息處理的迫　 切需求。 這使得大量的相關的資源和人力可以投入 到計算機 的研究和開　 發(fā)的過程中， 促使 了計算機的誕生 。 而計算機的民用化是 由于研究所 、 政　 府部門以及大學的實驗室對信息處理的需求不斷的增強 。 尖端技術領域　 和工程設計領域對計算機 的運算速度和儲存容量有著更加高的需求。 這　 切都讓經(jīng)常連續(xù)性的創(chuàng)造活動不斷的進發(fā)。 　 在商業(yè)計算機領域 ， 比對手搶先一步發(fā)布新 的計算機產(chǎn) 品往往意味　 著 比對手占有更多的市場份額 。這樣 ， 在利潤最大化需求以及 競爭 壓力 　 的驅動下， 使得企業(yè)不斷的加大科研力度 ， 加快新 技術的開發(fā)與研 制 ， 使　 得計算 機技術 的發(fā)展能夠跟上市場的需求。 這無疑促進 了計算機科 學與　 技 術 的更 新 速 度 。 　 １ ． １ ． ２ 計算機技術理論 的發(fā)展促進了技術 的進步　 從事計算機技 術相關研究的科學家在反 復的實驗 中 ， 獲得 了大量 的　 設計靈感和理念 ， 這些理論往往又會在計算機 的產(chǎn) 品中得到表現(xiàn) 。理論　 上可行 的技術還必須經(jīng)過實踐的檢驗。 甚至有時候試錯的過程也會帶來　 意想不 到的靈感 ， 從而帶來新的計算機設計理念 。 例如 ， 鋁硅觸面在集成　 電路 的實際應用中經(jīng)常 出現(xiàn)問題 ， 在試錯 的過程 中， 鋁硅氧化物被發(fā)現(xiàn) ， 　 這直 接 推 動 了 超大 規(guī) 模 型 集 成 電路 的發(fā) 展 。 　 同時 ， 新技術 的不斷發(fā)現(xiàn)又會推動更新技術的產(chǎn)生。 例如 ， 鋁硅 肖特　 基 勢 壘 就 是 在 鋁 硅 氧 化 物 觸 面 控 制 的 基 礎 上 被 攻 破 的 。 在 試 錯 的 過 程　 中， 通過對經(jīng)驗 的歸納總結 ， 發(fā)現(xiàn)了大量 的計算機技術 ， 不斷 的進行著研　 究、 開發(fā) 、 設計 和演化 。這個過程的不斷的循環(huán)往復 ， 催生 了大量的新 的 　 計算機技術 。 此外 ， 計算機科學的新技術轉化為產(chǎn)品之后 ， 會對下一代產(chǎn)　 品的 研 發(fā)起 到促 進 作 用 。 如計 算 機 輔 助 設 計 作 為 一 種 計 算 機 技 術 ， 它 叉　 可 以在軟件開發(fā)和芯片設計 中發(fā)揮 巨大的作用 ， 推動創(chuàng)新的 向前發(fā)展。 　 １ ． １ － ３ 信息共享是計算機科學與技術發(fā)展的基礎　 在計算機科學與技術的領域 內(nèi)，信息共享是其 進步的基礎 和關鍵 。 　 在信息共享 的基礎上 ，創(chuàng)新活動可以獲得最新的技術與資料的支 持 ， 這　 樣 的技 術 起 點 比較 高 ， 可 以避 免 浪 費 ， 縮 短研 究 周 期 、 提高研究質量。 　
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并行運行 ，， 所以對于普通 的計算機和服務器無法完成或者需要大量的時　 間完成的計 算， 超級計算機很容易就可以完成。超 級計算 機在高精 尖技　 術領域 中， 可 以進行數(shù) 據(jù)分 析或者進行模 型推演 ， 使一些實驗通過計算　 機的模擬就可以運行 。 這樣極 大的節(jié)省 了成本和時間。 在生活領域中 ， 由　 于超級計算 機具有接近人類大腦的性能 ， 可以為人們 的生活和工作 提供　 方便。例如 ， 很 多在 世 界 上 享 有 聲 譽 的 動 畫 片 中絢 麗奪 目的 效果 都 是 通 　 過超級計算機制作 的。我國的超級計算機技 術近年來也獲得告訴 的發(fā)　 展 ，成為世界上少數(shù)幾 個擁有每秒運算一萬億 次超級計算機的 國家之　
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１ ． ２ 穩(wěn) 定 明 顯 和 迅 速 的選 擇 機 制　

當兩個價值相近的技術 同時出現(xiàn)而只能選擇一個 的時候 ， 往往需要　 很長的一段 時間進行相關 的論證 ， 而在這段論證 的時間內(nèi) ， 最后的選擇　 往往受到很多不確定 因素的影響。 因此 ， 在這個論證 的過程中 。 要充分發(fā)　 揮各種選擇機制， 盡量做到全方位 、 多角度進行論證。 　 ２ 計算機科學計算發(fā)展趨 勢　 ２ ． １ 智能化的超級計算機　 由于超級計算機采用獨特的設計結構 ， 并且采用 了新的平行處理技　 術 ，可以對多條指令和多個數(shù)據(jù)在計算機系統(tǒng) 中同時進行執(zhí)行和處理 。 　 由于這一特點 ， 超級計算機相對 于普通 的計算機來說有著更高 的運算速　 度。與普通 的單處理器計算機相 比， 超級計算機一般是 由大量 的處理器　

２ ． ２ 新 型高性能計算機問世　 近年來 ， 隨著硅芯 片技 術的突飛猛進 ， 硅技術 的開發(fā)潛力也越來越　 接近極限值 。 因此 ， 世界各 國紛紛將眼光轉向新 的新型 的量子計算機 、 光　 子計算機以及納米計算機 等新 型的計算機 的研發(fā) ， 根 據(jù)摩爾定律 ， 計算　 機的架構 與技術每隔幾年就會發(fā)生一次大 的飛躍 。 這些新型的計算機將　 會在不遠 的未來對我們的生活產(chǎn) 生深遠 的影響 。 　 ２ ． ２ ． １ 量子計算機　 量子計算機 的概念源于對可逆計算機 的研究 ， 量子計算機是一類遵　 循 量子力學規(guī)律進行高速數(shù)學和邏輯運算 、 存儲及處理量子信息 的物理　 裝置。 量子效應是量子計算機研發(fā)的基礎 ， 這種計算機中 ， 開與關 的狀態(tài)　 是通 過激光脈沖來改變一種鏈狀分子聚合物的特性來決定 的。 通過開關　 的不 斷轉換 ， 信息便沿著聚合 物移動 ， 從而完成運算過程 。顧名思義 ， 量　 子計算機通過量子位來存儲 數(shù)據(jù) 。和傳統(tǒng) 的計算機相 比， 由于量子具有　 的疊 加效應 ， 在 存儲位數(shù)量相等 的情 況下 ， 量子計算機 的數(shù) 據(jù)儲 存量要　 遠遠高于傳統(tǒng)的計算機。同時， 在計算速度方面 ， 與傳統(tǒng)的計算機相 比， 　 量子計算機 由于可以進行量子并行計算 ， 因此運行速度能 比傳統(tǒng)計算機　 快 十億倍 。除此之外 ， 量 子計算機在安保體系以及安全性等方面的優(yōu)勢　 都是傳統(tǒng)計算機所無法比擬 的。 　 ２ ． ２ ． ２ 光 子 計 算機 　 傳統(tǒng) 的計算機是通 過電子進行數(shù)據(jù)計算 、 傳輸和儲存的 ， 而光 子計　 算機可以利用光子進行計算 。用光子替代 電子 ， 將 會使得傳 統(tǒng)的導線互　 聯(lián)變成光互聯(lián)。同時這也將極大改變計算 機的硬件結構 ， 傳 統(tǒng)的電子硬　 件將會被光硬件所取代 。運算方式也將會 由電子運算變?yōu)楣膺\算 。在光　 子計算機中 ， 不 同波長 的光代表不同的數(shù)據(jù) ， 可 以對復雜度高 、 計算量大　 的任務實現(xiàn)快速地并行處理 。 光子計算機將使運算速度在 目前基礎上呈　 指數(shù)上升。 　 ２ ． ２ ３ 納米 計 算 機 　 將 納米 技 術 于 計 算 機 技 術 相 結 合 而研 制 的計 算 機 就 是 納 米 計 算 機 。 　 納米管元件尺寸遠遠小 于現(xiàn)有 的電子原件 ， 并且具 有質地堅固 、 導 電性　 強的特點， 是硅芯片的極好的替代品。 納米是一種計量單位 ， 而納米技術　 興起 于 ２ ０世紀 ８ ０年代初 ， 它 的 目標是使人類可 以 自由的操作原子 。現(xiàn)　 在 納 米 技術 正 從 微 電 子 機 械 系 統(tǒng) 起 步 ， 把傳感器 、 電 動 機 和 各 種 處 理 器　 都放在一個硅芯片上而構成一個 系統(tǒng) 。 將納米技術用于計算 機芯片 的制　 作， 可 以生產(chǎn)出體積只有相當于人頭發(fā)直徑千分之一 的內(nèi)存芯片。而使　 用納米級芯片組成的納米計算機 的能耗非常小 ，幾乎可以忽略不計 ， 而　 且在性能上遠遠高于現(xiàn)有 的計算機 。曾有人做過專門的預測 ， 認為納米　 技術在 ｌ Ｏ年后將 會走 出實驗室 ， 成為科技應用 的一部分 。 納米計算機體　 積小 、 造價低 、 存量大、 性 能好 ， 將逐漸取代芯片計算機 ， 推動計算機行業(yè)　 的快速發(fā)展 。 　 參 考 文獻 　 『 １ １蔡芝蔚 ． 計算機技術發(fā)展研 究『 Ｊ １ ． 電腦與電信， ２ ０ ０ ８ （ ２ ） ． 　 【 ２ 】陳相 吉． 未來計算機與計算機技 術的發(fā)展【 Ｊ Ｊ ． 法制 與社會 ， ２ ０ ０ ７ （ １ Ｏ ） ． 　 ｆ ３ １文德春． 計算機技術發(fā)展 趨勢『 Ｊ １ ． 科協(xié)論壇（ 下半月） ， ２ ０ ０ ７ （ ５） ． 　

萬方數(shù)據(jù)

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Ⅲ

　

淺析計算機科學與技術的發(fā)展趨勢
作者： 作者單位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 黃建兒 杭州師范大學錢江學院,浙江杭州,310012 民營科技 2011(9)

參考文獻(3條) 1.蔡芝蔚 計算機技術發(fā)展研究[期刊論文]-電腦與電信 2008(02) 2.陳相吉 未來計算機與計算機技術的發(fā)展 2007(10) 3.文德春 計算機技術發(fā)展趨勢[期刊論文]-科協(xié)論壇(下半月) 2007(05)

引用本文格式：黃建兒 淺析計算機科學與技術的發(fā)展趨勢[期刊論文]-民營科技 2011(9)



  本文關鍵詞：淺析計算機科學與技術的發(fā)展趨勢，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。