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據(jù)美國研究部報道,世界上體積最小的電子計算機來自日本,這款計算機的大小大概和一粒骰子大小,而且用途特殊,用于航空航天領域,這款計算機是為外太空環(huán)境的檢測和研究而研制的。而且,現(xiàn)階段,日本已經(jīng)投入使用了這個號稱世界上體積最小的電子計算機。而世界上運算速度最快的電子計算機在德國研制,每秒能夠達到147.9萬億次浮點運算?,F(xiàn)階段,這款運算速度最快的電子計算機有五十幾臺在亞洲,有將近三百臺在美國,有一百多臺在歐洲投入使用。所以這種計算機還是沒有得到廣泛運用。
二、計算機科學技術的問題
實踐是檢驗真理的唯一標準,計算機科學技術的發(fā)展在實踐的檢驗中也發(fā)現(xiàn)了許多的問題?,F(xiàn)階段,計算機在社會生產(chǎn)和人們生活的方方面面都有發(fā)展,這其中,包括管理、生產(chǎn)、經(jīng)濟和軍事等諸多方面。但是任何事物的發(fā)展都有有利和不利的一面,即任何事物的發(fā)展都存在兩面性。在計算機科學技術的實際發(fā)展過程中,出現(xiàn)過很多網(wǎng)絡安全問題。這給計算機科學技術帶來了不容忽視的挑戰(zhàn)。
三、計算機科學技術的未來發(fā)展趨勢
3.1生物計算機技術的發(fā)展。20世紀80年代,研發(fā)人員利用對超微技術的發(fā)展,將其融入到計算機科學發(fā)展中,并由此產(chǎn)生了非常大的影響,取得了突破性的成功。研究人員將生物工程技術運用到計算機的核心零件——芯片中,然后構成了一種名為蛋白質(zhì)分子的生物分子形式的計算機。20世紀90年代,美國的科學家公布了這種新型生物計算機并引起了科學界,生物界的極大轟動,除此之外還公布了一種新型的運算模式。
3.2納米計算機的誕生和發(fā)展。納米技術在計算機中的應用和發(fā)展得益于納米技術在生活生產(chǎn)中的廣泛應用和發(fā)展。隨著納米技術不斷完善成熟,計算機芯片在保證其穩(wěn)定性的同時還大大減小了體積。在計算機納米技術領域的研發(fā)中,美國處于領先。它在納米計算機的各個方面都取得了令人矚目的成就和突破性的發(fā)展。
四、結束語
關鍵詞:計算機;發(fā)展;應用
中圖分類號:TP393.8 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 24-0000-02
Analysis of Computer Development and Application Trends
Li Bing1,Ding Jianping2
(1.Henan Quality Polytechnic,Pingdingshan467000,China;
2.Bureau for Environmental Protection of PingDingshan,Pingdingshan 467001,China)
Abstract:The potential of computer technology can not be estimated,it will be long-term impact of the development of human social development.In the future,people's life and work,its significance has been far beyond people's imagination,computer technology is now indispensable to the process of people's lives too technical,the future status will be difficult to predict.In this paper,the history of computer technology to do a simple discussion,focus on the development of computer technology direction and now in the world of computer technology development and applications,and computer technology,a simple outlook on future prospects.
Keywords:Computer;Development;Application
時代的變遷速度令人措手不及的同時,也給人帶來了許多的新鮮事物,計算機是我們這個時代無法或缺的東西,它已經(jīng)進入了我們生活的方方面面。如今計算機的發(fā)展已經(jīng)進入了人工智能時代,新型計算機的時代又將是新一輪的計算機革命,這又將對社會的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。
一、計算機發(fā)展史簡述
世界上的第一臺電子計算機是因為軍事導彈方面技術的發(fā)展需要,于1946年2月14日在美國賓夕法尼亞大學誕生。剛開始由于計算機的成本高昂,并沒有走進普通民眾的生活,而只是在軍方應用。60年代至80年代間,隨著計算機成本的逐漸降低,計算機被應用于有能力的單位機構,大規(guī)模的研究組織等政府機構。1982年第一臺個人計算機問世,上個世紀90年代計算機已經(jīng)被眾多家庭和企業(yè)廣泛使用,涉及的領域也越來越廣泛。計算機在向?qū)嵒?,小,輕等方向發(fā)展過程中,可以看出計算機的發(fā)展是由其不斷的創(chuàng)新推動的,這種創(chuàng)新的發(fā)展速度遠遠超過其他任何領域。
二、計算機的發(fā)展與應用
1.新型計算機系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)
信息時代對信息的獲得能力決定了一個國家或者地區(qū)在這個時代的發(fā)展能力。全球化已經(jīng)越來越迅速的今天,世界各國都在加緊研發(fā)新型的計算機,計算機的各個方面都出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。而新型的量子計算機、光子計算機、生物計算機、納米計算機等也將在不久的將來進入我們生活的各個領域,甚至有些已經(jīng)進入了我們的生活。
①量子計算機
量子計算機的研發(fā)是基于量子效應理論開發(fā)的,它的運算工作原理是:利用鏈狀分子聚合物的特性來表示信號的開和關,并用激光脈沖來改變分子的狀態(tài),使得信息沿著聚合物移動,進行運算。量子計算機的存儲單位比以往的計算機都要小許多,是用量子位存儲的。具體的表現(xiàn)就是一個量子位可以存儲2個數(shù)據(jù),這樣量子計算機的優(yōu)勢就是比存儲量就變的非常龐大,對于工作要求存儲量大的電腦用戶來說是一個極佳的選擇。目前正在研發(fā)的量子計算機類型主要有3種,第一種是核磁共振量子計算機,第二種是硅半導體量子計算機,第三種是離子阱量子計算機。科學家們預測,量子計算機將在不久的2030年獲得普及。
②光子計算機
光子計算機也可以被稱作是全數(shù)字計算機,它的工作原理是以光子代替電子,光互連的特性替代導線的互連,用光硬件代替電腦中的硬件設備,用光運算的方式代替電運算的方式進行運算。這種計算機的優(yōu)勢是信息傳遞的平行通道密度大,而光具有高速、并行的特性,這也就決定了光子計算機并行處理能力強大,運算速度遠超人們的想象。
③生物計算機
生物計算機亦稱作DNA分子計算機,它的運算過程簡單來說就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學介質(zhì)相互作用的過程。計算過程中需要的轉換開關是用酶來擔任的,程序的表示也將在酶合成系統(tǒng)與蛋白質(zhì)結構中變得極其明顯。生物計算機的運算速度比人腦的運算速度要快100萬倍,也就是說生物計算機完成一項運算需要的時間僅僅是10微微秒。這種計算機的優(yōu)勢是驚人的存儲量,根據(jù)計算,1立方米的DNA溶液可以存儲1萬億億的二進制數(shù)據(jù)。
④納米計算機
納米作為一種計量單位,許多人對其并不陌生,但是對其的具體感覺卻并不直觀,它的長度大約是一個氫原子的直徑的10倍,它的具體表述就是10[-9]米。現(xiàn)在納米技術在計算機領域正在從微電子機械系統(tǒng)中被運用,這個系統(tǒng)是把傳感器、電動機和計算機的個各種處理器放在了同一個芯片上。這種用納米技術的計算機芯片非常微小,體積一般不過就是數(shù)百個原子的大小。它的優(yōu)點就是幾乎不需要消耗任何能源,性能更是比現(xiàn)在的計算機要強大的多。
2.計算機技術發(fā)展
①現(xiàn)代微型處理器技術發(fā)展
計算機性能的提升關鍵技術就是微型處理器的發(fā)展,這種技術追求的就是把處理器里的晶體線寬和尺寸的減小。要實現(xiàn)減小的目的,一般是通過用較短的波長的曝光光源來掩膜曝光,使做出的聯(lián)通晶體管的導線和刻蝕于硅片上的晶體管更細更小的方法來實現(xiàn)的,這種技術到現(xiàn)在一般是用紫外線作為曝光光源,不管有個限制難題就是線寬小于或等于0.10流明的情況下會受到阻礙,也因此現(xiàn)在的計算機技術已經(jīng)不再追求利用紫外線做光源來提升計算機的性能發(fā)展方向了。
②以納米為主的電子科學技術
當今計算機技術的發(fā)展障礙是處理速度和集成度,盡管現(xiàn)在的電子計算機的電子元件得到了有效的改善,但是相對于現(xiàn)在要求電子計算機的高速化,智能化,和微型化的要求是遠遠不夠的, 所以今后計算機的技術發(fā)展也不再是局限在單純的縮小尺寸方面,還要用其他的創(chuàng)新手段來完善計算機技術。
③分組交換技術的發(fā)展
分組交換技術是把需要傳送的數(shù)據(jù)劃分為一些等長的部分,每個部分叫做一個數(shù)據(jù)段的技術。在這些數(shù)據(jù)段的前面添加一個控制信息組成首部,就可以構成一個分組。分組通過首部指明了需要發(fā)往的地址,然后節(jié)點交互機根據(jù)分組的地址,將他們發(fā)往目的地。整個過程就是分組交換過程,這種技術很好的提升了通信的效率。
3.計算機技術發(fā)展方向
現(xiàn)在的計算機在人們的生活中已經(jīng)扮演了一個非常重要的角色,但是它的角色只會變得越來越重要,因為以計算機技術為基礎,人類將進入智能化、物聯(lián)網(wǎng)的時代。
①納米技術需要大力發(fā)展
納米技術不受到傳統(tǒng)的計算機集成和處理速度的限制,納米技術就成了今后計算機技術大力發(fā)展的一個方向了。今后出現(xiàn)的量子計算機和生物計算機的發(fā)展都有賴于納米技術在計算機領域的應用和發(fā)展,為推動今后計算機的運算速度和存儲能力遠遠超越現(xiàn)在的計算機,大力發(fā)展納米技術也成了一個必要的選擇。
②著力改善計算機的體系結構
計算機是一個具有不同功能的體系結構,也是一個組合體。當代幾乎所有的大型電腦和微型電腦都有可以同時處理不同問題的能力,這種功能就是是當前計算機的主流結構:并行計算。另外大型電腦有一個群集的發(fā)展趨勢,使用戶對相融性和可靠性的需求獲得提高。
③網(wǎng)絡技術推動計算機智能化、物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展
大力發(fā)展網(wǎng)絡技術有助于計算機技術的進一步發(fā)展,人們今后進入智能化、物聯(lián)網(wǎng)時代都要依靠網(wǎng)絡技術的發(fā)展。今天的人們之所以離不開計算機,一個主要的原因就是網(wǎng)絡技術的發(fā)展。通過網(wǎng)絡,人們在家里都可以實現(xiàn)購物,娛樂,獲取信息等目的。
④軟件技術的發(fā)展
計算機軟件的發(fā)展是一個非常重要的方面,軟件技術的開發(fā)對與計算機技術的發(fā)展需要協(xié)調(diào)發(fā)展,通過網(wǎng)絡技術這個平臺,這種協(xié)調(diào)發(fā)展可以使現(xiàn)實中的人們一起合作做好全部工作。
三、計算機的未來
現(xiàn)在各國都在努力的發(fā)展新型的計算機技術,這些技術在不久的將來將會進入我們的現(xiàn)實生活。計算機的未來發(fā)展也主要定位于智能化發(fā)展,這種技術的特點就是具有一定的感知能力,除了具有一定的思考能力,一定的自主分析問題的能力,還具備一定的語言能力。對于這種技術的應用我們可以通過我們?nèi)粘J褂玫氖謾C可以看出一些端倪,我們在發(fā)短信的時候,不僅僅是鍵盤輸入,還加入了手寫輸入和語音輸入。除此之外,我們現(xiàn)實中還出現(xiàn)了可以令人身臨其境的虛擬技術,這種技術的實現(xiàn)也將使得計算機領域的技術發(fā)展出現(xiàn)質(zhì)的提升。同時通過前文對現(xiàn)在各國加緊研究開發(fā)的新型計算機的簡述,也可以知道,今后的計算機技術的儲存能力也將遠遠超越現(xiàn)在的計算機,而且其對資料的存儲時間也將更加的長久。未來的計算機毫無疑問的會被運用于我們生活的各個角落,那個時候的計算機將會為我們?nèi)祟愄峁└觾?yōu)質(zhì)的服務,更好的滿足人們的現(xiàn)實需求。人們的生活在走進智能化,自動化的時代的同時,對于計算機技術的進一步發(fā)展也將會提出更高的要求。
參考文獻
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[4]黃建兒 淺析計算機科學與技術的發(fā)展趨勢[J].民營科技.2011
關鍵詞:計算機技術 發(fā)展趨勢
中圖分類號:G633.58
一、前言
當前計算機技術獲得了迅猛發(fā)展,廣泛地應用于人們的生活中,給人們的生活帶來了巨大的便利,計算機技術也從單一化領域逐步發(fā)展到多元化領域。但隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,各行各業(yè)對計算機技術的要求越來越高,要適應社會需求,就必須深入研究計算機技術,以使計算機技術更好地滿足社會需求。
何為計算機技術呢?計算機技術是指運用計算機綜合處理和控制文字、圖像、動畫和活動影像等信息,使多種信息建立起邏輯鏈接,集成為一個系統(tǒng)并具有交互作用。這與傳統(tǒng)的多種媒體簡單組合是完全不同的。計算機技術是將視聽信息以數(shù)字信號的方式集成在一個系統(tǒng)中,計算機就可以很方便地對它們進行存儲、加工、控制、編輯、變換,還可以查詢、檢查。
二、計算機保持關鍵技術的發(fā)展
計算機技術將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發(fā)展。盡管受到物理極限的約束,采用硅芯片的計算機的核心部件CPU的性能還會持續(xù)增長。超高速計算機將采用平行處理技術,使計算機系統(tǒng)同時執(zhí)行多條指令或同時對多個數(shù)據(jù)進行處理,這是改進計算機結構、提高計算機運行速度的關鍵技術。同時計算機將具備更多的智能成分,它將具有多種感知能力、一定的思考與判斷能力及一定的自然語言能力。除了提供自然的輸入手段外,虛擬與現(xiàn)實技術是這一領域發(fā)展的集中體現(xiàn)。傳統(tǒng)的磁存儲、光盤存儲容量繼續(xù)攀升,新的海量存儲技術趨于成熟,新型的存儲器每立方厘米存儲容量可達10TB。信息的永久存儲也將成為現(xiàn)實,千年存儲器正在研制中,這樣的存儲器可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕。
三、新型計算機技術的應用
隨著硅芯片技術的快速發(fā)展,硅技術也越來越接近物理極限,為了解決物理性對硅芯片的影響,世界各國都在加緊研制新技術,計算機領域?qū)霈F(xiàn)一些新技術,給計算機的發(fā)展帶來質(zhì)的飛躍。雖然這些新型計算機技術還在發(fā)展中,但不久這些新型的量子計算機、光子計算機、生物計算機、納米計算機等將會遍布我們生活的各個領域,獲得廣泛的應用。
1、量子計算機
這種計算機是根據(jù)量子效應設計出來的,借助鏈狀分子聚合物的特性來實現(xiàn)開關狀態(tài),分子狀態(tài)變化借助于激光脈沖改變,使相關的信息跟著聚合物轉變,然后實現(xiàn)運算。量子計算機是立足于力學規(guī)律之上進行運算及存儲信息的,量子計算機的存儲量是非常大的,不僅能高速地處理數(shù)據(jù),還有著安全的保密體系。量子計算機技術的發(fā)展是科學界一直追逐的夢想,現(xiàn)在還只是利用了量子點操縱、超導量子干涉等方面,此領域還有待更進一步的研究,量子計算機的應用必會給未來計算機技術發(fā)展帶來新機遇。
2、光子計算機
光子計算機也就是全光數(shù)字計算機,就是用光子代替電子,用光互連代替導線互聯(lián),光硬件代替電子硬件,從而實現(xiàn)光運算代替電子運算。光與電子相比,其傳播速度非???,它的能力超過了現(xiàn)有電話電纜的很多倍,同時光子計算機在一般室溫下就可以使用,不易出現(xiàn)錯誤,和人腦具有類似的容錯性。這些優(yōu)勢必會提高計算機的效能,使光子計算機獲得廣泛的發(fā)展與應用。
3、生物計算機
生物計算機也即是分子計算機,其運算過程就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學介質(zhì)相互作用的過程。生物計算機的轉換開關是由酶來擔當?shù)?,要更好地顯現(xiàn)出酶,就需要酶和蛋白質(zhì)融合在一起。通過這種技術制作的生物計算機體積小,耗電少,存儲量大,還能運行在生化環(huán)境或者有機體中,比較適合應用于醫(yī)療診治及生物工程等。
4、納米計算機
納米屬于計量單位,大概是氫原子直徑的十倍。納米技術從開始就受到了科學家們的關注,也是80年代初迅速發(fā)展起來的前沿技術,科學家們一直深入研究?,F(xiàn)在納米技術應用領域還局限于微電子機械系統(tǒng),還沒有真正應用于計算機領域。在微電子機械系統(tǒng)中應用納米技術知識,是在一個芯片上同時放傳感器和各種處理器,這樣所占的空間較小。納米技術如果能應用到計算機上,必會大大節(jié)省資源,提高計算機性能。
四、未來計算機技術的發(fā)展趨勢
1、無線化趨勢
計算機實現(xiàn)無線化一直是人們夢寐以求的,這與當前筆記本實現(xiàn)的無線是不同的,未來計算機無線化是指網(wǎng)絡與設備間的無線連接,如果無線化得到了實現(xiàn),未來在家中使用臺式電腦比用筆記本還方便,因為顯示器與主機不用再連線。也就是說實現(xiàn)無線顯示器,這種技術被稱為UWB技術,屬于無線通信技術,可以為無線局域網(wǎng)和個人局域網(wǎng)提供方便,帶來低功耗、高帶寬的優(yōu)勢。
2、網(wǎng)絡化趨勢
目前,信息技術獲得了快速發(fā)展,計算機也越來越普及,各種家用電器也開始走向智能化,未來有可能實現(xiàn)家電與計算機之間的網(wǎng)絡連接,計算機可以通過網(wǎng)絡調(diào)控家電的運作,也可以通過網(wǎng)絡下載新的家電應用程序,從而提高家電的性能。同時利用互聯(lián)網(wǎng)也可以遠程遙控家中的家電,在辦公室就能讓家中的電器工作,為生活提供便利。
3、人性化趨勢
計算機的普及必會要求計算機更好地為人服務,這就需要計算機與人之間的交流要人性化,這樣人們才會真正使用計算機。要實現(xiàn)這個目標,計算機的交互方式將會走向多樣化,可以通過書寫控制,也可以通過語言控制、眼鏡控制等。隨著智能化的提升,計算機可以自動選擇操作流程,使用起來較為簡單,有可能達到與家用電器操作一樣簡單,使用者不需要專門學習就能操作。
五、總結語
科學技術是第一生產(chǎn)力,隨著信息技術的發(fā)展,計算機給人們的生活帶來了諸多便利,故大力發(fā)展計算機技術是必要的。目前,一些新型的計算機技術已經(jīng)開始應用到一些領域,未來計算機技術的發(fā)展必會超出人們的預想。
參考文獻
1、趙玉帥,有關計算機技術的討論及未來的發(fā)展方向[J],信息與電腦,2010年第3期
納米光電子主要是研究在所有納米結構中各個電子以及光子存在的相互作用。將光電子以及納米電子的相關技術相互結合共同組成了納米光電子技術。傳統(tǒng)的半導體硅并不具備發(fā)光的基本功能,但是引進了納米技術以后,能夠發(fā)出一種非常耀眼的光,同時開設了一門新興的納米光電子。
二、納米光電子技術的發(fā)展
新時代的納米電子技術能夠快速的制作各種單電子存儲,同時還可以制作一些非常精巧完美的微電子機械以及電機械系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代納米技術的不斷進步與發(fā)展,集成電路也將成為一種比較先進的半導體器件,并成為了未來發(fā)展的新方向。如今的信息社會對于所有使用的集成電路具有的集成度的各種要求也逐漸增高,這就導致人們不斷突破尺寸具有的極限途徑。在新的社會形勢下,納米電子以及納米電子光技術應運而生,并成為了半導體科學以及各種工程研究的重要領先技術。光電子技術屬于電子技術以及光電子技術的結合體。二十世紀以后,光電子技術逐漸發(fā)展,并取得了一定的進步。將光電子技術以及納米技術巧妙的相互融合最終形成了納米光電子技術,成為了未來電子技術不斷發(fā)展的新領域。如今的二十一世紀,也為光電子技術以及納米光電子技術發(fā)展提供了新的機遇。
三、納米光電子各個器件的具體分類
3.1納米光電技術探測器
如今的納米光電技術探測器主要是利用納米光電子的基本材料進而不斷發(fā)展而來。這種微型的探測器主要由納米絲以及各種納米棒共同組成,例如,超高靈敏度紅外探測器等。
3.2納米發(fā)光器件
引進納米光電子的相關技術并利用納米光的基本材料,利用納米光刻技術,最終研制出新興的納米發(fā)光器件。主要有利用納米粒子等材料制作完成的一種硅發(fā)光二極管,使用各種納米尺寸制成的可以實現(xiàn)調(diào)諧的納米發(fā)光二極管。
3.3納米光子器件
納米量子機構以及量子電路等各種集成技術都蘊含著非常深奧的研究內(nèi)容。例如,利用三維光電子自身的晶體天線,還可以利用光子晶體技術二極管,以及無損耗產(chǎn)生的光電波,光開關等,這些都屬于先進的納米光子器件,在量子保密通信中的各種重要的關鍵器件,都是利用納米光子器件完成的。
3.4納米顯示器
納米顯示器主要包括碳納米管顯示器,還有一種碳納米發(fā)生顯示器等。如今的納米電子學還有納米光子學以及先進的磁學微電子,自身具有的極限線寬都是70nm,這種先進的技術通過幾十年的研究就完成了。為了能夠在最短的時間內(nèi)完成新興的器件,使用單原子具體的操作方式成為重要的研究方向,并且,利用這種先進的技術能夠制成計算機,并且能夠有效的提升計算機自身的計算能力,甚至可以提高上千倍,但是需要使用的功率只有現(xiàn)在計算機的使用功率的百萬分之一。如果使用先進的納米磁學,計算機具體的信息存儲量甚至能夠達到上千倍。使用納米光電子能夠提升通信帶寬的上百倍。另外,除了以上介紹的各種器件,還可以從廣義上分析,納米器件還有分子電子器件,這種器件無論是在材料上還是在使用的原理上都與上述的半導體量子器件存在較大的差異。
四、結束語
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。
2、光子計算機,光子計算機是利用光子取代電子進行數(shù)據(jù)運算、傳翰和存儲。光子計算機即全光數(shù)字計算機,以光子代替電子,光互連代替導線互連,光硬件代替計算機中的電子硬件,光運算代替電運算。
3、分子計算機,分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機的運行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息,并以更有效的方式進行組織排列。
關鍵詞:現(xiàn)代計算機;計算機技術;發(fā)展方向;趨勢
中圖分類號:TP338 文獻標識碼:A 文章號:1007-9416(2017)01-0242-01
1 計算機技術的概述
1.1 計算機的發(fā)展過程
1946年,世界上誕生了第一代計算機,其中應用了18800個真空管,體積占有幾個房間,它的出現(xiàn)在一定程度上改變了人類的思維和生活方式,為計算機技術的進一步發(fā)展打下了堅實的基礎。計算機的發(fā)展過程主要包括四個階段,第一代計算機主要由真空管組成,由于真空管體自身的特性,體積大、內(nèi)存小,所以,第一代計算機不僅體積龐大,而且耗電量巨大。1954年,世界上第二代計算機誕生了,由美國科學家催迪克研制出來的晶體管計算機。信息產(chǎn)業(yè)作為技術與知識密集型產(chǎn)業(yè),為了能適應現(xiàn)代社會建設的需要,第四代計算機應運而生。第四代計算機的出現(xiàn)直接促進了計算機的大量生產(chǎn),計算機開始出現(xiàn)在人們的日常生活中。
1.2 我國計算機技術的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著計算機的迅速發(fā)展,我們已進入到了計算機信息技術時代,我們可以直接從網(wǎng)上獲取信息資源,這也使我們的生活有了很大的改變。不少發(fā)達國家的政治、經(jīng)濟、及文化開始過度依賴于計算機信息技術的基礎設施,而同時又出現(xiàn)了強大的黑客攻擊,信息技術猶如新型的作戰(zhàn)技術,在當前的形式下,計算機技術的安全問題成為了各國面臨的巨大挑戰(zhàn),因此,還需進一步加強對計算機技術的安全風險管理[1]。
2 我國計算機技術的發(fā)展趨勢
如今,計算機信息技術已成為大家關注的一大焦點,連續(xù)創(chuàng)造活動的出現(xiàn)、穩(wěn)定的選擇機制使得我國計算機技術有了迅速的發(fā)展。由于計算機信息技術的發(fā)展給我們的日常生活帶來了諸多便利,有效滿足了大家的日常及工作需求,不僅提升了個人的工作效率,還保障了整個社會的工作效率,這樣才能確保其為我國提供更好的信息服務。我國的計算機技術已成為了社會發(fā)展的主要潮流之一,有著廣闊的發(fā)展前景。
2.1 生物計算機
生物計算機,也被稱之為仿生計算機,主要是通過生物工程生產(chǎn)的蛋白質(zhì)分子作為生物芯片來代替半導體的硅片。由于生物的遺傳形狀主要是由DNA決定的,DNA是具有基因編碼的雙鏈大分子,且蛋白質(zhì)的結構等信息都儲存在DNA的雙鏈分子中,所以,生物計算機具有很強的信息儲存能力[2]。另外,由于通過控制脫氧核糖核酸的狀態(tài)可以有效控制DNA的信息,而且生物計算機具有很強的信息處理能力,這為生物計算機帶來了很多優(yōu)勢,不僅表現(xiàn)在功率高體積小,而且存儲和芯片也具有一定的可靠性。
2.2 量子計算機
在21世紀的信息社會中,先進的信息科技給人民的生活帶來了深刻的變化。信息產(chǎn)業(yè)作為技術與知識密集型產(chǎn)業(yè),為了能適應現(xiàn)代社會建設的需要,量子計算機應運而生。量子計算機在進行處理和存儲數(shù)據(jù)時,會根據(jù)量子算法,采用一量子比特的形式進行儲存數(shù)據(jù),所以,量子計算機在數(shù)據(jù)處理的速度上有了很大的進步。目前,很多專家學者也在不斷的研究量子計算機,所以,量子計算機一定會有很好的發(fā)展。
2.3 光子計算機
光子計算機主要是通過利用光信號進行信息處理和存儲的新型計算機,其在進行數(shù)據(jù)存儲時主要利用的是光子和光運算,而且當對數(shù)據(jù)處理錯誤時不會影響到最終的結果。光子計算機還具有很多優(yōu)勢,比如,不會受到電磁場的影響,超大規(guī)模的信息存儲容量及低能量消耗、低發(fā)熱量等。光子計算機的這些優(yōu)勢使光子可以任意傳輸,不會受到電磁場的影響,不需要導線也不會相互影響,而且是在很低的能量下就能正常工作。
2.4 納米計算機
納米計算機是用納米技術研發(fā)的新型高性能計算機,體積約是人頭發(fā)直徑的千分之一,性能比傳統(tǒng)的計算機強大很多,而且有著極強的導電性[3]。由于納米技術開始研制成計算機內(nèi)存芯片,而且其性能也亞遠遠超過傳統(tǒng)計算機的性能,所以,未來的納米技術將會走出實驗室,納米計算機也會取代芯片計算機。因此,納米計算機能提供更加全面、客觀、公正、高質(zhì)量的信息與技術。
3 結語
計算機技術的發(fā)展改變了人民的生活,比較符合人類的需求,不僅方便了廣大人民群眾的日常生活,而且成為了提高我國綜合國力競爭的重要組成部分,對于到我國信息安全產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展起到直接推動作用,推動了我國經(jīng)濟和現(xiàn)代文明的進步,所以,還需不斷加強人們對計算機技術的認識。從計算機的發(fā)展過程及發(fā)展現(xiàn)狀上來看,我國計算機技術未來的發(fā)展趨勢將朝著智能化、專業(yè)化的方向發(fā)展,高性能計算機就是我國計算機科學與技術的主要發(fā)展方向。
由于筆者對現(xiàn)代計算機技術的發(fā)展方向與趨勢只有初步的統(tǒng)整,所以研究還有部分不太嚴謹?shù)牡胤?,這也是筆者以后繼續(xù)要努力、探索的方向。
參考文獻
[1]王敏.計算機技術的發(fā)展方向及進展[J].中小企業(yè)管理與科技,2014(1):312-313.
未來的計算機技術將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發(fā)展。盡管受到物理極限的約束,采用硅芯片的計算機的核心部件CPU的性能還會持續(xù)增長。作為Moore定律驅(qū)動下成功企業(yè)的典范Inter預計2001年推出1億個晶體管的微處理器,并預計在2010年推出集成10億個晶體管的微處理器,其性能為10萬MIPS(1000億條指令/秒)。而每秒100萬億次的超級計算機將出現(xiàn)在本世紀初出現(xiàn)。超高速計算機將采用平行處理技術,使計算機系統(tǒng)同時執(zhí)行多條指令或同時對多個數(shù)據(jù)進行處理,這是改進計算機結構、進步計算機運行速度的關鍵技術。
同時計算機將具備更多的智能成分,它將具有多種感知能力、一定的思考和判定能力及一定的自然語言能力。除了提供自然的輸進手段(如語音輸進、手寫輸進)外,讓人能產(chǎn)生身臨其境感覺的各種交互設備已經(jīng)出現(xiàn),虛擬現(xiàn)實技術是這一領域發(fā)展的集中體現(xiàn)。
傳統(tǒng)的磁存儲、光盤存儲容量繼續(xù)攀升,新的海量存儲技術趨于成熟,新型的存儲器每立方厘米存儲容量可達10TB(以一本書30萬字計,它可存儲約1500萬本書)。信息的永久存儲也將成為現(xiàn)實,千年存儲器正在研制中,這樣的存儲器可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕。如是,本日的大量文獻可以原汁原味保存、并流芳百世。
新型計算機系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)
硅芯片技術的高速發(fā)展同時也意味著硅技術越來越近其物理極限,為此,世界各國的探究職員正在加緊探究開發(fā)新型計算機,計算機從體系結構的變革到器件和技術革命都要產(chǎn)生一次量的乃至質(zhì)的奔騰。新型的量子計算機、光子計算機、生物計算機、納米計算機等將會在21世紀走進我們的生活,遍布各個領域。
量子計算機
量子計算機是基于量子效應基礎上開發(fā)的,它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開和關的狀態(tài),利用激光脈沖來改變分子的狀態(tài),使信息沿著聚合物移動,從而進行運算。
量子計算機中數(shù)據(jù)用量子位存儲。由于量子疊加效應,一個量子位可以是0或1,也可以既存儲0又存儲1。因此一個量子位可以存儲2個數(shù)據(jù),同樣數(shù)目的存儲位,量子計算機的存儲量比通常計算機大很多。同時量子計算性能夠?qū)嵭辛孔硬⑿杏嬎?其運算速度可能比目前個人計算機的PentiumⅢ晶片快10億倍。目前正在開發(fā)中的量子計算機有3種類型:核磁共振(NMR)量子計算機、硅基半導體量子計算機、離子阱量子計算機。預計2030年將普及量子計算機。
光子計算機
光子計算機即全光數(shù)字計算機,以光子代替電子,光互連代替導線互連,光硬件代替計算機中的電子硬件,光運算代替電運算。
和電子計算機相比,光計算機的“無導線計算機”信息傳遞平行通道密度極大。一枚直徑5分硬幣大小的棱鏡,它的通過能力超過全世界現(xiàn)有電話電纜的很多倍。光的并行、高速,自然地決定了光計算機的并行處理能力很強,具有超高速運算速度。超高速電子計算機只能在低溫下工作,而光計算機在室溫下即可開展工作。光計算機還具有和人腦相似的容錯性。系統(tǒng)中某一元件損壞或出錯時,并不影響終極的計算結果。
目前,世界上第一臺光計算機已由歐共體的英國、法國、比利時、德國、意大利的70多名科學家研制成功,其運算速度比電子計算機快1000倍??茖W家們預計,光計算機的進一步研制將成為21世紀高科技課題之一。
生物計算機(分子計算機)
生物計算機的運算過程就是蛋白質(zhì)分子和四周物理化學介質(zhì)的相互功能過程。計算機的轉換開關由酶來充當,而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結構中極其明顯地表示出來。
20世紀70年代,人們發(fā)現(xiàn)脫氧核糖核酸(DNA)處于不同狀態(tài)時可以代表信息的有或無。DNA分子中的遺傳密碼相當于存儲的數(shù)據(jù),DNA分子間通過生化反應,從一種基因代瑪轉變?yōu)榱硪环N基因代碼。反應前的基因代碼相當于輸進數(shù)據(jù),反應后的基因代碼相當于輸出數(shù)據(jù)。假如能控制這一反應過程,那么就可以制作成功DNA計算機。
蛋白質(zhì)分子比硅晶片上電子元件要小得多,彼此相距甚近,生物計算機完成一項運算,所需的時間僅為10微微秒,比人的思維速度快100萬倍。DNA分子計算機具有驚人的存貯容量,1立方米的DNA溶液,可存儲1萬億億的二進制數(shù)據(jù)。DNA計算機消耗的能量非常小,只有電子計算機的十億分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白質(zhì)分子,所以生物計算機既有自我修復的功能,又可直接和生物活體相聯(lián)。預計10~20年后,DNA計算機將進進實用階段。
納米計算機
“納米”是一個計量單位,一個納米即是10[-9]米,大約是氫原子直徑的10倍。納米技術是從80年代初迅速發(fā)展起來的新的前沿科研領域,終極目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子,制造出具有特定功能的產(chǎn)品。
現(xiàn)在納米技術正從MEMS(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)。應用納米技術研制的計算機內(nèi)存芯片,其體積不過數(shù)百個原子大小,相當于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源,而且其性能要比今天的計算機強大很多倍。
目前,納米計算機的成功研制已有一些鼓舞人心的消息,惠普實驗室的科研職員已開始應用納米技術研制芯片,一旦他們的探究獲得成功,將為其他縮微計算機元件的研制和生產(chǎn)展平道路。
互聯(lián)網(wǎng)絡繼續(xù)蔓延和提升
今天人們談到計算機必然地和網(wǎng)絡聯(lián)系起來,一方面孤立的未加進網(wǎng)絡的計算機越來越難以見到,另一方面計算機的概念也被網(wǎng)絡所擴展。二十世紀九十年代興起的Internet在過往如火如荼地發(fā)展,其影響之廣、普及之快是前所未有的。從沒有一種技術能像Internet一樣,劇烈地改變著我們的學習、生活和習慣方式。全世界幾乎所有國家都有計算機網(wǎng)絡直接或間接地和Internet相連,使之成為一個全球范圍的計算機互聯(lián)網(wǎng)絡。人們可以通過Internet和世界各地的其它用戶自由地進行通訊,可從Internet中獲得各種信息。
回顧一下我國互聯(lián)網(wǎng)絡的發(fā)展,就可以感受到互聯(lián)網(wǎng)普及之快。近三年中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心(CNNIC)對我國互聯(lián)網(wǎng)絡狀況的調(diào)查表明我國的Internet發(fā)展呈現(xiàn)爆炸式增長,2000年1月我國上網(wǎng)計算機數(shù)為350萬臺,2001年的統(tǒng)計數(shù)為892萬臺,翻一番多;2000年1月我國上網(wǎng)用戶人數(shù)890萬;2001年1月的統(tǒng)計數(shù)為2250萬人,接近于3倍;2000年1月CN下注冊的域名數(shù)為48575,2001年1月的統(tǒng)計數(shù)為122099個,接近于3倍;國際線路的總容量目前達2799M,8倍于2000年1月的351M。
人們已充分領略到網(wǎng)絡的魅力,Internet大大縮小了時空界限,通過網(wǎng)絡人們可以共享計算機硬件資源、軟件資源和信息資源?!熬W(wǎng)絡就是計算機”的概念被事實一再證實,被眾人逐步接受。
在未來10年內(nèi),建立透明的全光網(wǎng)絡勢在必行,互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速率將進步100倍。在Internet上進行醫(yī)療診斷、遠程教學、電子商務、視頻會議、視頻圖書館等將得以普及。同時,無線網(wǎng)絡的構建將成為眾多公司競爭的主戰(zhàn)場,未來我們可以通過無線接進隨時隨地連接到Internet上,進行交流、獲取信息、觀看電視節(jié)目。
移動計算技術和系統(tǒng)
隨著因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展和廣泛應用、無線移動通訊技術的成熟以及計算機處理能力的不斷進步,新的業(yè)務和應用不斷涌現(xiàn)。移動計算正是為進步工作效率和隨時能夠交換和處理信息所提出,業(yè)已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。
移動計算包括三個要素:通訊、計算和移動。這三個方面既相互獨立又相互聯(lián)系。移動計算概念提出之前,人們對它們的探究已經(jīng)很長時間了,移動計算是第一次把它們結合起來進行探究。它們可以相互轉化,例如,通訊系統(tǒng)的容量可以通過計算處理(信源壓縮,信道編碼,緩存,預取)得到進步。
移動性可以給計算和通訊帶來新的應用,但同時也帶來了很多新題目。最大的新題目就是如何面對無線移動環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)。在無線移動環(huán)境中,信號要受到各種各樣的干擾和衰落的影響,會有多徑和移動,給信號帶來時域和頻域彌散、頻帶資源受限、較大的傳輸時延等等新題目。這樣一個環(huán)境下,引出了很多在移動通訊網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡中未碰到的新題目。第一,信道可靠性新題目和系統(tǒng)配置新題目。有限的無線帶寬、惡劣的通訊環(huán)境使各種應用必須建立在一個不可靠的、可能斷開的物理連接上。在移動計算網(wǎng)絡環(huán)境下,移動終端位置的移動要求系統(tǒng)能夠?qū)崟r進行配置和更新。第二,為了真正實現(xiàn)在移動中進行各種計算,必須要對寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務進行支持。第三,如何將現(xiàn)有的主要針對話音業(yè)務的移動治理技術拓展到寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務。第四,如何把一些在固定計算網(wǎng)絡中的成熟技術移植到移動計算網(wǎng)絡中。
1959年,美國物理學家理查德·費曼曾大膽提出設想:“如果有一天可以按照人的意志安排一個個原子的話,那將會產(chǎn)生怎樣的奇跡?”而今,因納米科技而產(chǎn)生的奇跡不僅在不斷發(fā)生,并且納米帶給人類生活的震憾,絲毫不遜于計算機技術的影響力,并且將更深刻、更廣泛、更持久。
科學家們認為,納米不僅小得可愛,而且威力無比、很有力量。它將會帶來21世紀的一次產(chǎn)業(yè)革命,并且將深刻地影響人類的生活。
本刊在2012年第6期對北京懷柔納米產(chǎn)業(yè)園做了報道,但納米技術如何滲透到我們的衣、食、住、行、用等各個方面、如何改變你我的生活?在不遠的將來,像現(xiàn)在“銀河”那樣的巨型計算機可以小到隨手放進口袋;而美國國會圖書館的全部信息,可以壓縮到一塊糖那么??;納米機器人可能進入我們身體的任何地方,幫助清除垃圾和病灶;甚至星際旅行也將因為有了納米技術而變成現(xiàn)實……有了納米技術,這一天看上去并不遙遠。您相信嗎?
茶杯摔不碎、衣服不用洗、機器人可以到人體內(nèi)部給人治病,這一切聽起來像是天方夜談,但是因為有了小而可愛的納米技術,一切成為了可能。納米技術看似神秘,其實,在今天,它已經(jīng)走進了你我的生活,悄悄滲透到我們的衣、食、住、行、用等各個方面……
納米“生物炸彈”直擊病灶
設想一下,未來您去醫(yī)院看病既不用打針,也不需要吃藥,這樣就能治好您的病,您會相信嗎?比如讓微小的納米粒子將癌癥“燒煮”后從體內(nèi)驅(qū)趕出去;藥物像“精準的炸彈”一樣,只在病灶靶心處引爆起作用;納米級粒子使藥物在人體內(nèi)傳輸更加方便;在人工器官外面涂上納米粒子可預防移植后的排異反應……這一切不只是想象,不久的將來,科學家將這些理論會變成可實際應用的治療方法。
國家納米材料科學中心研究員蔣興宇激動地說:“納米技術將帶給醫(yī)學一場前所未有的技術革命,它將大幅度提高人類健康和保健的水平,可以預見,不久的將來納米醫(yī)學將可望在許多方面得到突破和應用?!?/p>
舉個例子,比方說感冒,大家感冒吃藥,現(xiàn)在病人吃一次藥可以管12個小時。說不定將來用納米技術做成的藥物吃一次可以管一周,也就是說一次感冒你吃一次藥就足夠了,這就是常說的納米緩釋技術。
還有呢,利用納米技術,你可以讓用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進入人體。這種智能藥物能直接到達原來到達不了的病灶部位,人們通過操縱智能藥物,可使納米微粒在人的身體病灶部位聚集并進行有目標的治療,這就是常說的靶向藥物,它能控釋納米微粒載體(俗稱“生物導彈”)在病灶處引爆,這種用納米定向技術輸送藥物治療效果神奇。
現(xiàn)在的醫(yī)療水平,一般是等到疾病發(fā)展到一定程度的時候,疾病才能被診斷出來。如果疾病能早檢測、早知道、早治療的話,顯然對治療是有好處的。就像美國前總統(tǒng)克林頓曾經(jīng)說過的那樣,如果說癌癥還只有幾個細胞大小的時候就能被發(fā)現(xiàn),那么癌癥就沒那么可怕了。納米技術使得這種設想有可能變?yōu)楝F(xiàn)實,因為納米技術的檢測靈敏度特別高。未來,使用納米技術的新型診斷儀器只需檢測少量血液,就能通過其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾??;納米技術會讓醫(yī)生只檢測幾個細胞就能判斷出病人是否患上癌癥……
這些聽上去似乎是天方夜譚的暢想,未來將逐漸變成現(xiàn)實。蔣興宇研究員和他的團隊使我們看到了利用納米技術的希望。蔣興宇激動地介紹說,2010年的一天,他和他的團隊在大量研究中偶然發(fā)現(xiàn)了“黃金組合”——“納米顆粒+藥物前體小分子”。這種新型納米材料是將本身無活性的嘧啶類藥物前體小分子修飾于金納米顆粒,使其顯示優(yōu)良的抗菌活性,從而攻破了“超級細菌”(隨著抗生素的濫用,一批曾是“孱弱之軀”的細菌經(jīng)歷優(yōu)勝劣汰,躲過抗生素的滅殺,數(shù)代繁殖后逐漸練就了一身“銅墻鐵壁”,形成了所謂的“超級細菌”)的金鐘罩、鐵布衫。與現(xiàn)有抗生素相比,這種納米材料很難誘導細菌產(chǎn)生耐藥性。
“我們發(fā)現(xiàn)它是非常偶然的,但是我們抓住了這個偶然的機會。沒有預期它對耐藥菌的作用這么好?!?/p>
那么,這種作為新型抗菌體的納米顆粒,是不是就能取代抗生素呢?蔣興宇搖了搖頭說:“納米材料在耐藥性方面可能會優(yōu)于抗生素,但現(xiàn)在還需考慮的問題是納米材料對人體的作用。” 據(jù)介紹,納米顆粒對人原代細胞生理活動并無顯著影響,但還需要根據(jù)更全面的實驗來進行分析。最終能否對“取代”這一說法蓋棺定論,還需在今后繼續(xù)進行動物實驗再到人體試驗來加以驗證。
“芯片上的實驗室”守護食品安全
眼下,隨著一系列食品安全事件的爆發(fā),各種食品安全問題成了老百姓關心的焦點。大家要問,如果有準確、迅速、簡便的檢測方法,老百姓在選擇食品的時候就有守護神了。2008年9月,我國爆發(fā)三鹿嬰幼兒奶粉受污染事件,罪魁禍首三聚氰胺開始浮出水面,蔣興宇說,“納米技術運用于三聚氰胺的檢測,表密度更高,選擇性更好,速度更快,這是它較之前檢測辦法的優(yōu)勢?!边@項技術便是微流控芯片,也被形象地稱為“芯片上的實驗室”。
微流控芯片的主要特點是能夠使樣品、試劑和能量消耗大大降低,縮短檢驗時間,提高分析檢測的效率。特別是很多種基于免疫分析的檢測方法,都可以利用微流控來克服常規(guī)免疫分析的缺點,大大降低檢測成本。
除了靈敏度高、通量大、特性好等優(yōu)點,微流控芯片之所以被稱為“芯片上的實驗室”,還源于其最大的魅力——小型化。這相當于將一個大型的實驗室及實驗設備搬遷至一個小小的芯片之上,使得普通消費者不再需要去檢測中心花費大量的時間和財力進行像食品添加劑等物質(zhì)的檢測。這無疑是對檢測技術的一場革命,為該檢測技術走向千家萬戶提供了可能。
【關鍵詞】計算機技術 發(fā)展 運用
本文針對于未來計算機技術發(fā)展與運用主要進行如下幾個方面的分析和研究:一是詳細分析了計算機技術迅速發(fā)展的原因。由于在需求的驅(qū)動下,并且計算機技術建立在共享信息的基礎上,因此全面的促進了計算機技術的發(fā)展。另外,計算機技術穩(wěn)定、迅速的選擇機制也在客觀上促進了計算機技術的發(fā)展。二是詳細探討了計算機技術的發(fā)展趨勢。針對當今較為先進的計算機類型進行了具體的分析和研究,主要研究了如下幾種計算機技術:智能化超級計算機、新型高性能計算機、量子計算機、分子計算機以及納米計算機等等。三是分析了計算機技術的發(fā)展特點。計算機會向著高度,廣度和深度發(fā)展。通過對上述3個方面的分析和研究,進而完成本文要呈現(xiàn)給讀者的全部內(nèi)容。
1 計算機技術迅速發(fā)展的原因分析
1.1 在需求的驅(qū)動下需要持續(xù)不斷的創(chuàng)新
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,需要生產(chǎn)力不斷的提高,才能夠進一步滿足社會經(jīng)濟的發(fā)展需求,因而需要在最短的時間內(nèi)獲得最大的生產(chǎn)效率。另外,由于生產(chǎn)力的發(fā)展需要大量的信息資源,因而需要運用先進的設備去傳輸大量的信息,這也在一定程度上促進計算機工業(yè)的發(fā)展。伴隨著科學技術的發(fā)展,對計算機的性能以及能量等方面也有了更高的要求,因此,計算機技術需要比市場的需求要發(fā)展的迅速,這也在一定程度上督促了計算機技術的發(fā)展。
1.2 計算機技術建立在共享信息的基礎上
計算機技術之所以得到迅速的發(fā)展還建立在共享信息的基礎上,信息共享是科學技術進步的標志。只有將信息進行共享,才能夠讓計算機讓更多的人所熟知,被更多的人所應用,才能夠得到迅速的發(fā)展。計算機技術正是滿足了信息共享的條件,將創(chuàng)造活動建立在最新的信息平臺上,進而促進了計算機技術的發(fā)展。
1.3 穩(wěn)定、迅速的選擇機制
何為穩(wěn)定、迅速的選擇機制?主要就是指在大多數(shù)情況下,圍繞計算機技術的若干選擇判據(jù)和機制及其影響要素在同時發(fā)揮作用,選擇的環(huán)境常常是非常敏銳和穩(wěn)定的,這是計算機技術迅速發(fā)展的一個重要原因。具體體現(xiàn)在以下幾個方面。
一是在計算機技術的實踐方面。由于計算機技術是面向市場,面向用戶的,因此,在實際的應用中,計算機技術需要面向多方面的選擇,不僅需要被市場所接受,并且被用戶所接受,才能夠在激烈的市場競爭中占有優(yōu)勢。因此,計算機技術研究者為了能夠更好的占有市場上的份額,在激烈的市場競爭中占有絕對的優(yōu)勢,需要不斷的創(chuàng)新計算機技術,這在客觀上也進一步促進了計算機技術的迅速發(fā)展。
二是計算機技術專家與用戶團體之間的認識是一致的。計算機專家通過不斷的研究新技術,使其能夠更好的被用戶所接受,用戶通對計算機技術的了解,選擇更好的計算機技術進行應用。歸根結底,計算機技術專家與用戶團體都是要選擇最好的計算機技術。由此可見,計算機技術專家與用戶團體之間的認識是一致的,選擇機制在計算機技術的實踐進化和認識進化之間明顯地提供了一種雙向的連接,這在一定程度上也促進了計算機技術的發(fā)展。
2 計算機技術的發(fā)展趨勢分析
2.1 智能化超級計算機
伴隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,也相應的促進了計算機技術的發(fā)展,進而計算機的功能和性能也在不斷的提高,在如今的發(fā)展中,出現(xiàn)了智能化超級計算機。智能化超級計算機主要的優(yōu)勢在于計算機的結構采用的是平行處理技術,進而能夠使智能化超級計算機系統(tǒng)在進行命令的執(zhí)行過程中,能夠?qū)Χ囗椕钸M行執(zhí)行,并且可以在數(shù)據(jù)處理上也能夠?qū)Χ囗棓?shù)據(jù)進行同時處理[5]。另外,在運行速度上,智能化超級計算機運行速度也是非常快的。智能化超級計算機在設計上,與普通的計算機相比,智能化超級計算機是由上千個處理器組成的,能夠完成更多的大型復雜的任務, 進而為各種大型的研究提供了很好的技術支持。智能化超級計算機具有更多的智能成份,在智能方面接近于人腦,能夠進行更多的智力活動。在智能化超級計算機的實踐方面,像很多電影中的特技效果都是通過智能化超級計算機來完成的。進而全面的促進了我國計算機技術的發(fā)展,也帶動了整個計算機行業(yè)的發(fā)展。
2.2 新型高性能計算機
新型高性能計算機的問世,也進一步促進了計算機技術的發(fā)展。新型高性能計算機的優(yōu)勢在于應用的硅技術,其芯片的材料是由硅構成的,在未來的發(fā)展中,新型高性能計算機是計算機發(fā)展的趨勢所在,并且在計算機專家的不斷實踐和探索中,新型高性能計算機技術會日漸的趨于成熟,有利于促進計算機行業(yè)的發(fā)展。
2.3 量子計算機
在二十一世紀計算機技術的發(fā)展中,會逐漸的向量子計算機發(fā)展。所謂的量子計算機主要就是指一種遵循量子力學規(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[6]。量子計算機是基于量子效應基礎上開發(fā)的,它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關的狀態(tài),利用激光脈沖來改變分子的狀態(tài)。使信息沿著聚合物移動。從而進行運算。量子計算機技術雖然在技術研發(fā)方面還存在著很多的問題,但是,相信伴隨著科學技術的發(fā)展和進步,量子計算機在計算機技術研發(fā)方法能夠得到更大的突破,進而也會推動整個計算機技術的不斷的發(fā)展,促進社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步。
2.4 光子計算機
光子計算機也是計算機技術的發(fā)展趨勢。光子計算機主要就是利用光子進行數(shù)據(jù)的傳輸,光子計算機主要有幾下幾個方面的技術特點。一是光子計算機在數(shù)據(jù)的傳輸上,由光子完全的取代了電子,并且光互連替代了導線的互聯(lián),大大的提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?,促進了計算機技術的發(fā)展。二是不同波長的光能夠?qū)碗s的任務進行處理,并且光子計算機運算的速度更快,更有效率。
2.5 分子計算機
分子計算機主要的優(yōu)勢體型非常的小,并且存儲量非常的大。分子計算機主要有以下幾個方面的技術特點。第一,速度快。如果運用分子計算機進行計算,大概需要的時間為10微微秒,與人類的計算速度相比,至少比人類的計算速度快200萬倍。第二,存儲容量大。分子計算機1立方米的DNA溶液可存儲1萬億億的二進制數(shù)據(jù)。第三,耗能較小。分子計算機與電子計算機相比,電子計算機的耗能量大概是分子計算機的十億倍。分子計算機是未來計算機的發(fā)展趨勢,在未來的十年內(nèi),分子計算機技術就會相當?shù)某墒欤⑶曳肿佑嬎銠C也會得到廣泛的應用,為人類進行更好的服務。
2.6 納米計算機
納米計算機也是未來計算機的發(fā)展趨勢。納米技術已經(jīng)較為的成熟,并且已經(jīng)被廣泛的應用到各個行業(yè)中。但是,納米技術在計算機行業(yè)的應用近幾年才開始的。納米技術在計算機領域的應用已經(jīng)取得了顯效的成果。相信在未來的20年內(nèi),納米計算機會相繼的問世,并且會得到廣泛的接受和認可。納米計算機主要有以下幾個方面的優(yōu)勢,第一,通過采用納米技術研究的計算機芯片,其體積與電子芯片相比,電子芯片的體積是納米芯片的數(shù)百倍,第二,納米計算機不僅不需要耗費任何能源,而且其性能要比今天的計算機強大許多倍。納米計算機在日后的計算機發(fā)展中,會逐漸的成為主流,并且會被社會公眾廣泛的所接受。具體如圖1所示。
3 計算機技術的發(fā)展特點分析
3.1 向“高”度方向發(fā)展
從計算機技術的發(fā)展特點上來看,首先表現(xiàn)在“高”上。“高”主要就是指計算機技術發(fā)展的2個方向,一是速度越來越快。從計算機技術更新的速度來看,可謂是越來越快,主要體現(xiàn)在各種處理器的高速運行,并且體現(xiàn)在多臺計算機的并行操作,計算機技術發(fā)展速度越來越快,是市場選擇的結果,市場競爭激烈,如果計算機不進行技術的創(chuàng)新,那么很容易被市場所淘汰,因而計算機技術在實際的發(fā)展中,各個計算機品牌都在研發(fā)自己的核心技術,以提高自身的市場競爭力,占有更多的市場份額,促進企業(yè)的良好發(fā)展。二是計算機性能越來越好。計算機的性能主要與處理器有關,在一個計算機中,一般有上千個處理器,而計算機技術的關鍵在于如何把大量的計算機連接起來,處理相互之間的高速通信。因此,在進行計算機技術的研發(fā)過程中,需要結合處理器的性能情況,更好地提高處理器的性能,才能夠更好的推動計算機技術的發(fā)展。
3.2 向“廣”度方向發(fā)展
就目前的形勢來看,計算機技術已經(jīng)被應用到各個行業(yè)當中,可以說,現(xiàn)如今各個行業(yè)已經(jīng)無法離開計算機技術。并且隨著計算機的普及,人們的娛樂、生活以及工作都需要以計算機為媒介進行,計算機技術正在向著更廣泛的范圍發(fā)展。相關研究學者認為,計算機的普及趨勢可以稱之為無處不在的計算。主要表現(xiàn)在未來的家庭生活中,計算機會成為人們生活中不可或缺的一部分,如在家庭中各種電器中尋找到計算機,也可能在未來的學校中,學生已經(jīng)不再使用紙質(zhì)的書籍,而是使用計算機。在計算機的價格上,會隨著社會的發(fā)展,價格也會越來的越便宜,進而成為家庭生活中的日用品。由此可見,計算機會隨著社會的發(fā)展向著更為廣度的范圍發(fā)展。
3.3 向“深”度方向發(fā)展
計算機技術還會朝著深度的方向發(fā)展。主要就是指信息的智能發(fā)展。計算機會通過采用自身的技術將大量的網(wǎng)絡信息進行篩選,進而將有用的信息進行歸納,并且將有用的信息進行更好的利用。因此,對信息的處理是計算機技術研發(fā)的重要課題。在日后的計算機技術的發(fā)展中,計算機也會具備更多的智能成分,像可以通過人工語言的方法與計算機進行對話,進而能夠做到人機交流,逐漸的實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術在計算機領域的實現(xiàn),促進人類社會的進步。
4 結束語
本文針對于未來計算機技術發(fā)展與應用進行了具體的分析和研究。通過本文的探討,我們了解到,在計算機技術的發(fā)展過程中,不僅需要社會生產(chǎn)力的推動,還需要計算機技術人員的努力。只有全面提高自身的專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)能力,與時俱進,不斷創(chuàng)新,才能夠進一步促進我國計算機技術的進一步發(fā)展,促進我國社會經(jīng)濟的繁榮進步。
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