论文部分内容阅读
【摘要】：自计算机诞生以来，它的发展已经影响到人类的社会发展进程，在社会、经济、文化领域都有深远的影响。本文从计算机发展的现状入手，分析了计算机发展迅速的原因，并总结了计算机科学与技术的发展趋势。
【关键词】：计算机科学；技术；发展趋势
引言
自从1946年第一台计算机的出现，它的发展己经经历了60多年来的变迁。计算机在运算速度、增进性能、缩小性强、降低成本以及开发应用等方面得到了空前发展。随着知识经济的不断深入，计算机的发展趋势不仅继续深化，而且节奏加快。在计算机自身发展的同时，它的应用领域也从过去的简单化走向多样化。在日常生活中，计算机的应用无处不在。它已渗透到国民经济和社会生活的各个部门，在军事、工业、教育和其他业务领域的各个领域。
1.计算机技术发展迅速的原因
1.1连续性的创造活动的出现
计算机技术快速发展的原因之一就是连续性的创造活动出现。现实需求的驱动、关于计算机技术认识部分或者说是计算机科学的发展、信息的共享可以用来解释这种经常性的创造活动。
持续不断的创新是在需求的驱动下发生的正是二战对信息的紧迫需求减少了创造的障碍，使得资源可以运用于基本的技术试验，促进了计算机的出现。早期阶段各研究所、大公司、大学和政府部门对科学运算的需求导致了计算机迅速地转为民用、转为工业产品，促进了计算机工业的发展。在计算机行业，按照技术轨道领先一步推出新计算机技术产品意味着可能提前占有市场。竞争的压力和对利润最大化的要求往往在技术的发展上表现为：计算机技术的进步比市场实际需求发展的更快。这给创造活动的速度、时间快慢提出了更高的要求。
1.2关于计算机技术的认识
部分经常提供计算机技术如何改进的相对有力的指导计算机领域的工程师和科学家们的实践是往复的，科学知识暗含在数量和种类极为可观的设计中而这些设计又体现在计算机产品中，不但在理论上是可行的还必须经过真实世界的约束检验。试错、偶然的运气，甚至有时是错误的原理，也极有可能导致行之有效的新的计算机技术。集成电路中的铝—硅触面，虽然理论上没有问题，但在实际应用时却经常出差错，经过反复的试错，终于发现了“铝—硅—氧化物”触面控制，极大地促进了后来超大型集成电路的发展。这些蕴含在新技术中的知识又被往复地用以产生新的知识，如“铝—硅—氧化物”触面控制的发现有利于攻破铝—硅肖特基势垒。此外，计算机中的新技术迅速转化为产品首先运用于开发研制下一代的新技术，如计算机辅助设计在芯片制作、软件开发中的运用，极大地缩短了研发周期，加快了创新活动的步伐。
1.3计算机技术的出现
PC机出现以后，越来越建立在共享信息的基础上如同恩格尔巴特所认为的那样，这种信息共享思想是科学技术进步的关键，这使得创造活动可以建立在最新信息的平台上，极大的缩短研制时间、提高了研发的质量。
2.计算机科学计算发展趋势
2.1智能化的超级计算机
超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，进一步提高计算机运行速度。超级计算机通常是由数百数千甚至更多的处理器组成，能完成普通计算机和服务器不能计算的大型复杂任务。从超级计算机获得数据分析和模拟成果，能推动各个领域高精尖项目的研究与开发，为我们的日常生活带来各种各样的好处。最大的超级计算机接近于复制人类大脑的能力，具备更多的智能成份。方便人们的生活、学习和工作。世界上最受欢迎的动画片、很多耗巨资拍摄的电影中，使用的特技效果都是在超级计算机上完成的。超级计算机已在科技界内引起开发与创新狂潮。
2.2新型高性能计算机问世
硅芯片技术高速发展的同时，也意味看硅技术越来越接近其物理极限。为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机的体系结构与技术都将产生一次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机等，将会走进我们的生活，遍布各个领域。
2.2.1量子计算机
量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。量子计算机中的数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。因此，一个量子位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。除具有高速并行处理数据的能力外，量子计算机还将对现有的保密体系、国家安全意识产生重大的冲击。量子并行本质上是量子相干性的应用，无论是量子并行计算还是量子模拟计算。世界各地的许多实验室都怀着极大的热情追求这个梦想。目前的方案主要是利用原子与光腔的相互作用、冷阱离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。
2.2.2光子计算机
光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。它由激光器、光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备构成，靠激光束进入反射镜和透镜组成的阵列进行信息处理，以光子代替电子，光运算代替电运算。光的并行、高速，天然地决定了光子计算机的并行处理能力很强，具有超高运算速度。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。
2.2.3纳米计算机
纳米计算机指将纳米技术运用于计算机领域所研制出的一种新型计算机。“纳米”本是一个计量单位，采用纳米技术生产芯片成本十分低廉，因为它既不需要建设超洁净生产车间，也不需要昂贵的实验设备和庞大的生产队伍。只要在实验室里将设计好的分子合在一起，就可以造出芯片。大大降低了生产成本。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围，质地坚固，有着极强的导电性，能代替硅芯片制造计算机。纳米计算機不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。美国正在研制一种连接纳米管的方法，用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件，发挥电子开关、放大和晶体管的功能。有专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。
结束语
计算机技术的发展日新月异，它已经不仅仅是一种技术现象而是一种政治、军事、经济和社会现象，在现代社会中发挥着越来越重要的作用，我们应该运用好计算机科学与技术，使其在生活中为人们提供越来越便捷的服务。
参考文献：
[1]董荣胜，古天龙.计算机科学与技术方法论[M].北京人民邮电出版社，2002
[2]肖小红，王芙蓉，黄本雄.基于CTI开放平台的呼叫中心的设计和实现[J]，2001
【关键词】：计算机科学；技术；发展趋势
引言
自从1946年第一台计算机的出现，它的发展己经经历了60多年来的变迁。计算机在运算速度、增进性能、缩小性强、降低成本以及开发应用等方面得到了空前发展。随着知识经济的不断深入，计算机的发展趋势不仅继续深化，而且节奏加快。在计算机自身发展的同时，它的应用领域也从过去的简单化走向多样化。在日常生活中，计算机的应用无处不在。它已渗透到国民经济和社会生活的各个部门，在军事、工业、教育和其他业务领域的各个领域。
1.计算机技术发展迅速的原因
1.1连续性的创造活动的出现
计算机技术快速发展的原因之一就是连续性的创造活动出现。现实需求的驱动、关于计算机技术认识部分或者说是计算机科学的发展、信息的共享可以用来解释这种经常性的创造活动。
持续不断的创新是在需求的驱动下发生的正是二战对信息的紧迫需求减少了创造的障碍，使得资源可以运用于基本的技术试验，促进了计算机的出现。早期阶段各研究所、大公司、大学和政府部门对科学运算的需求导致了计算机迅速地转为民用、转为工业产品，促进了计算机工业的发展。在计算机行业，按照技术轨道领先一步推出新计算机技术产品意味着可能提前占有市场。竞争的压力和对利润最大化的要求往往在技术的发展上表现为：计算机技术的进步比市场实际需求发展的更快。这给创造活动的速度、时间快慢提出了更高的要求。
1.2关于计算机技术的认识
部分经常提供计算机技术如何改进的相对有力的指导计算机领域的工程师和科学家们的实践是往复的，科学知识暗含在数量和种类极为可观的设计中而这些设计又体现在计算机产品中，不但在理论上是可行的还必须经过真实世界的约束检验。试错、偶然的运气，甚至有时是错误的原理，也极有可能导致行之有效的新的计算机技术。集成电路中的铝—硅触面，虽然理论上没有问题，但在实际应用时却经常出差错，经过反复的试错，终于发现了“铝—硅—氧化物”触面控制，极大地促进了后来超大型集成电路的发展。这些蕴含在新技术中的知识又被往复地用以产生新的知识，如“铝—硅—氧化物”触面控制的发现有利于攻破铝—硅肖特基势垒。此外，计算机中的新技术迅速转化为产品首先运用于开发研制下一代的新技术，如计算机辅助设计在芯片制作、软件开发中的运用，极大地缩短了研发周期，加快了创新活动的步伐。
1.3计算机技术的出现
PC机出现以后，越来越建立在共享信息的基础上如同恩格尔巴特所认为的那样，这种信息共享思想是科学技术进步的关键，这使得创造活动可以建立在最新信息的平台上，极大的缩短研制时间、提高了研发的质量。
2.计算机科学计算发展趋势
2.1智能化的超级计算机
超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，进一步提高计算机运行速度。超级计算机通常是由数百数千甚至更多的处理器组成，能完成普通计算机和服务器不能计算的大型复杂任务。从超级计算机获得数据分析和模拟成果，能推动各个领域高精尖项目的研究与开发，为我们的日常生活带来各种各样的好处。最大的超级计算机接近于复制人类大脑的能力，具备更多的智能成份。方便人们的生活、学习和工作。世界上最受欢迎的动画片、很多耗巨资拍摄的电影中，使用的特技效果都是在超级计算机上完成的。超级计算机已在科技界内引起开发与创新狂潮。
2.2新型高性能计算机问世
硅芯片技术高速发展的同时，也意味看硅技术越来越接近其物理极限。为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机的体系结构与技术都将产生一次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机等，将会走进我们的生活，遍布各个领域。
2.2.1量子计算机
量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。量子计算机中的数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。因此，一个量子位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。除具有高速并行处理数据的能力外，量子计算机还将对现有的保密体系、国家安全意识产生重大的冲击。量子并行本质上是量子相干性的应用，无论是量子并行计算还是量子模拟计算。世界各地的许多实验室都怀着极大的热情追求这个梦想。目前的方案主要是利用原子与光腔的相互作用、冷阱离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。
2.2.2光子计算机
光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。它由激光器、光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备构成，靠激光束进入反射镜和透镜组成的阵列进行信息处理，以光子代替电子，光运算代替电运算。光的并行、高速，天然地决定了光子计算机的并行处理能力很强，具有超高运算速度。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。
2.2.3纳米计算机
纳米计算机指将纳米技术运用于计算机领域所研制出的一种新型计算机。“纳米”本是一个计量单位，采用纳米技术生产芯片成本十分低廉，因为它既不需要建设超洁净生产车间，也不需要昂贵的实验设备和庞大的生产队伍。只要在实验室里将设计好的分子合在一起，就可以造出芯片。大大降低了生产成本。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围，质地坚固，有着极强的导电性，能代替硅芯片制造计算机。纳米计算機不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。美国正在研制一种连接纳米管的方法，用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件，发挥电子开关、放大和晶体管的功能。有专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。
结束语
计算机技术的发展日新月异，它已经不仅仅是一种技术现象而是一种政治、军事、经济和社会现象，在现代社会中发挥着越来越重要的作用，我们应该运用好计算机科学与技术，使其在生活中为人们提供越来越便捷的服务。
参考文献：
[1]董荣胜，古天龙.计算机科学与技术方法论[M].北京人民邮电出版社，2002
[2]肖小红，王芙蓉，黄本雄.基于CTI开放平台的呼叫中心的设计和实现[J]，2001