計算機技術的發(fā)展態(tài)勢

時間：2022-10-06 12:12:26 計算機應用論文我要投稿

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計算機技術的發(fā)展態(tài)勢

　　計算機技術的發(fā)展態(tài)勢【1】

　　[摘要]計算機作為20世紀最偉大的發(fā)明之一，對人類的生產和生活產生了深遠的影響，本文簡要介紹了計算機技術的誕生和發(fā)展過程及其在人類生活中的各種用途，利用類推法，以現(xiàn)在計算機技術的特征預測未來的發(fā)展態(tài)勢，認為將會對人類社會產生無可估量的影響。

　　[關鍵詞]計算機技術;發(fā)展態(tài)勢

　　1.計算機技術分析簡介

　　計算機技術是進行計算機硬件系統(tǒng)設計、制造和軟件開發(fā)并應用于各領域的技術，它是實現(xiàn)現(xiàn)代化的關鍵技術之一[1]，它主要包括數(shù)值計算領域和非數(shù)值應用領域兩大部分。

　　計算機技術的發(fā)展讓計算機從軍事領域進入社會生活領域，豐富了人們的生活，給人們的生產關注帶來了便捷。

　　計算機技術在科學領域占重要的地位，是一個國家科技水平的標志，其發(fā)展正得到世界各國的高度重視。

　　計算機技術是第三次科技革命的標志，是推動整個人類科學技術發(fā)展的重要力量，是半個世紀以來發(fā)展最快、影響力最大的科技領域之一。

　　2.計算機發(fā)展歷程

　　2.1 計算機電子管時代

　　20世紀40～50年代，最早的計算機是靠電子管來運行的，電子管時代是計算機發(fā)展最初形態(tài)，在這一時代，計算機的運行需要大量的電子管同時運作，占用體積很大，電子管也會產生大量熱量，電子管因無法及時散發(fā)大量熱量造成故障頻發(fā)，計算機也因此經常無法正常工作，其程序是用人工手編的機器指令程序和符號語言，存儲器采用水銀延遲線，沒有系統(tǒng)軟件，運算采用二進位制技術，用程序處理存貯信息，這些硬件和軟件技術，奠定了現(xiàn)代電子計算機技術基礎。

　　2.2 計算機晶體管時代

　　進入20世紀60年代，電子管計算機已經不能適應人類科學技術的發(fā)展要求，科學家研制出了晶體管計算機。

　　晶體管計算機比上一代電子管計算機處理數(shù)據速度快，不必擔心因電子管需要散發(fā)大量熱量而造成故障頻發(fā)，因此使用壽命更長，這一時期的的計算機不但在硬件上比電子管時代更先進，科學家還給計算機設計了更高級的計算機的語言，讓人們的操作更容易。

　　2.3 計算機集成電路時代

　　到了60年代后期，隨著集成電路技術的發(fā)展，集成計算機應運而生，它的出現(xiàn)在計算機發(fā)展史上是具有里程碑意義的。

　　集成電路把幾千個晶體管元件集成在比手指甲還小的晶片上，它讓計算機體積大大縮小;在這一時期還產生了操作系統(tǒng)，使得計算機在中心程序的控制協(xié)調下可以同時運行許多不同的程序，讓人們更加便捷的操作和使用，計算機正式變成了大眾化的科學工具。

　　2.4 計算機大規(guī)模集成電路時代

　　傳統(tǒng)集成電路結構復雜，功能單一，已經不能滿足社會發(fā)展需求，于是大規(guī)模集成電路出現(xiàn)了，從中央處理器、輸入設備到輸出設備，更多的元件被集合在一個芯片上，大大簡化了計算機的硬件結構，運算速率更快，性能更強，因此正是大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)讓計算機變成了可以進入千家萬戶的“電腦”。

　　3.計算機技術發(fā)展趨勢

　　3.1 巨型計算機

　　巨型計算機盡管其基本組成組件與我們常見的普通計算機相似，但規(guī)格與性能是普通計算機無法匹比的，具有超強的計算和處理數(shù)據的能力，它可以用極快的速率處理超大容量的數(shù)據。

　　巨型計算機特點是：①運行速度非�？�，巨型計算機的運算速度可以達到每秒百億次以上;②存儲空間巨大，其內存容量可達幾百兆;③功能強大、應用范圍廣，被廣泛用于國土、國防、航空航天、軍事、氣象、衛(wèi)星等行業(yè)[2]。

　　3.2 神經網絡計算機

　　神經網絡計算機是模擬人類大腦神經高效的運算方式和功能而研究出的計算機，因此其顯著特點就是可以模仿人腦進行判斷。

　　它有完善的神經網絡算法，能夠判斷處理對象的性質與狀態(tài)，它對信息的存儲方式與傳統(tǒng)的計算機不同，不存儲在存儲器，而儲存在神經節(jié)點上，并有記憶、恢復能力，這種存儲數(shù)據的方式的優(yōu)點就是可以有效地避免數(shù)據泄露或丟失。

　　3.3 生物計算機

　　生物計算機也稱仿生計算機，其結合了仿生學原理，芯片不再使用電子元件，用“蛋白質分子”構成的芯片替代了半導體硅片，利用有機化合物存儲數(shù)據，其處理數(shù)據速度是現(xiàn)在計算機的10萬倍，但能量消耗卻只有現(xiàn)在計算機的十億分之一，并具有很強的抗電磁干擾能力及超大容量的存儲空間。

　　生物計算機缺點是從其中提取信息比較復雜，使用不方便，這一缺點也使得其未能大規(guī)模推廣使用。

　　3.4 光計算機

　　光計算機是利用光學原理開發(fā)研制的，其利用光進行計算和存儲相信，取代了傳統(tǒng)的電子。

　　它以不同波長的光代表不同的數(shù)據，用光學將數(shù)據從一個芯片傳送到另一個芯片上，這種處理數(shù)據的方式具有速度快、能耗低的特點。

　　它取代了傳統(tǒng)硅芯片計算機用總線將運算器、存儲器、輸入和輸出設備相連接的體系結構，以空間光調制器為基礎部件，把運算部分與存儲部分之間用光內連技術連接，實現(xiàn)了運算部分可直接對存儲部分進行并行存取。

　　從物理特性上來說，光比電子更適合信息的傳輸，使用光傳輸數(shù)據信息的優(yōu)勢有：①不易出錯;②更強穩(wěn)定性;③高速傳輸[3]。

　　利用光波來處理計算機數(shù)據將是計算機發(fā)展的重要的一步，它會給我們帶來更加快速的計算速度和強勁的運算能力，甚至將來會與生物科學等領域交叉融合，應用領域更加廣泛。

　　3.5 納米計算機。

　　納米技術是一種新興的技術，納米本是計量單位，是10億分之一米。

　　納米計算機是將納米技術運用到計算機科學領域而研制的新型計算機，采用納米技術制造的納米芯片，其成本非常低，不需要大型的制造生產設備和車間，不需要龐大的員工隊伍，只要在室內把設計好的分子合成就能制造納米元件，再將納米元件集成為芯片應用到計算機系統(tǒng)中的數(shù)據處理系統(tǒng)中，計算機的輸入輸出設備等主要部件等都可以用納米元件制作，然后集成在納米芯片上構成一個系統(tǒng)。

　　納米芯片可以大幅度提高計算機的性能，且基本不耗電，比今天的計算機在性能上強大很多。

　　3.6 量子計算機

　　量子計算機是應用量子力學規(guī)律進行高速的數(shù)據處理和存儲信息的新型計算機技術，信息的存儲能力要遠比普通計算機大。

　　量子計算機是本世紀人類科學界最偉大的科技挑戰(zhàn)之一，它會改變傳統(tǒng)的計算機計算方式，其基于量子力學規(guī)律的信息處理方式讓其具有超快的運算速度和超強的運算能力，在解決一些復雜問題和海量數(shù)據搜索上具有巨大的潛力和價值。

　　此外，量子計算機也可以模擬其他一些量子系統(tǒng)，在化學和生物學相關的復雜分子領域發(fā)揮作用。

　　量子計算機會在不遠的將來走出實驗室，在人們的生活中產生深刻影響。

　　4.結束語

　　計算機的出現(xiàn)在科技界是革命性的，它無時無刻不在改變著我們的社會，給我們的工作和生活帶來了諸多便利。

　　計算機技術的發(fā)展一直是社會關注的熱點，本文回顧了計算機的發(fā)展歷史，展望分析了計算機技術發(fā)展態(tài)勢，使讀者了解了計算機技術的產生、對人類的影響和未來發(fā)展方向，以及如何更好地服務人類，認識到人類在計算機技術進步上做出的巨大努力。

　　計算機技術發(fā)展態(tài)勢必將會繼續(xù)朝著更高、更強發(fā)展，持續(xù)為科學界帶來無可估量的改變。

　　參考文獻

　　[1]張艷斌.計算機技術發(fā)展趨勢探析[J].學園.2012年9月第17期

　　[2]蔣天宏.計算機技術發(fā)展迅速的原因分析[J].科技創(chuàng)新導報.2010(01)：114-115.

　　[3]謝梅芳.論計算機技術發(fā)展過程中的創(chuàng)新[J].淮海工學院學報(社會科學版).2011(15)：71-72

　　計算機技術發(fā)展態(tài)勢【2】

　　摘要：隨著社會的發(fā)展，計算機技術已經走入了千家萬戶，對人類生活、生產產生了重要影響。

　　本文將統(tǒng)計今年我國計算機技術領域中發(fā)布的論文數(shù)據，對計算機技術在未來幾年來的發(fā)展趨勢進行闡述，并通過人們對計算機的發(fā)展需求來分析其發(fā)展態(tài)勢。

　　關鍵詞：計算機技術;態(tài)勢分析;發(fā)展趨勢

　　計算機技術是結合軟件開發(fā)、硬件制造、硬件系統(tǒng)設計等與一體的新型科技，在各科研項目及工程領域均有應用，是現(xiàn)代人掌握、交流信息并執(zhí)行工作時所使用的重要技術之一。

　　1 計算機技術論文

　　1.1 計算機技術論文產出現(xiàn)狀。

　　據數(shù)字統(tǒng)計，僅就我國計算機技術研究方面2010年共發(fā)表論文64480篇，而2013年發(fā)表的論文總量達到67086篇，增長了2606篇，增幅為4%;2011年發(fā)表的論文總量為64389篇，相比2010年減少91篇;2012年發(fā)表的論文總量為66807篇，相比2011年增加了2418篇，同比增長3.8%;而2013年發(fā)表的論文總量與2012年相比較則增加了279篇，同比增長0.4%;而僅2014年第一季度發(fā)表的論文量就達4149篇[1]。

　　在其他領域應用計算機技術的相關方面論文總量，2010年其發(fā)表數(shù)量就達到了105313篇，2011年發(fā)表的論文總數(shù)為99281，有所下降，減少了6032篇，約降低了5.7%;2012年發(fā)表的論文總數(shù)為101148篇，比較2011年增加了1867篇，增長約1.9%;2013年發(fā)表的論文總數(shù)為98033篇，比較2012年略有回落，減少的3115篇，約降低了3.1%;而2014年僅第一季度發(fā)表的相關論文總量就達到了11391篇[2]。

　　1.2 計算機技術論文產出結構分析。

　　2010年至今，發(fā)表的在不同領域中計算機技術應用的論文數(shù)量在計算機技術及相關研究的總體論文中所占的比例在逐年變化，且計算機技術應用方面的比重與計算機技術研究方面相比一直處于主導地位。

　　計算機應用方面的比重呈現(xiàn)出上下波動的趨勢，而總體呈現(xiàn)出略有下降的趨勢。

　　2 計算機技術發(fā)展趨勢

　　2.1 巨型計算機。

　　巨型計算機具有運算速度極快、功能強大、存儲空間巨大等優(yōu)點。

　　一般情況下，巨型計算機的運算速度可以達到每秒百億次以上，其內存容量可達幾百兆。

　　巨型機是現(xiàn)階段計算機技術發(fā)展水平的代表之一，在地質勘測、國防、航空航天、氣象、衛(wèi)星等領域均有廣泛應用。

　　巨型計算機是未來計算機發(fā)展趨勢之一，對其技術的研究能夠有力推動計算機軟硬件的應用技術的發(fā)展[3]。

　　2.2 神經網絡計算機。

　　神經網絡計算機是通過模仿人腦神經高效的運算功能而研究出的計算機技術。

　　神經網絡技術可以通過對神經網絡算法的完善，來完成較復雜信息的處理工作，并對信息進行綜合和判斷，最后得出處理結果，并數(shù)據信息儲存在神經節(jié)點上。

　　這種存儲數(shù)據的方式可以避免由于各種因素而造成的神經元斷裂、數(shù)據泄露或丟失等現(xiàn)象。

　　2.3 生物計算機。

　　生物計算機使用的芯片是“蛋白質分子”構成的，替代了半導體硅片，具有運算速度快、耗能低、存儲量大等特點。

　　生物計算機最主要的缺點是從其中提取信息比較困難，這一缺點也使得其使用率較低。

　　2.4 量子計算機。

　　量子計算機使用計算機算法通過對量子信息進行高速的數(shù)學運算、邏輯運算、存儲等處理過程，并應用量子力學規(guī)律的新型計算機技術。

　　量子計算機比普通計算機的運算速度快很多，且對信息的存儲量要遠比普通計算機大。

　　量子計算機很有可能在不遠的將來普及到千家萬戶。

　　2.5 光計算機。

　　通過利用光替代電流或電子，可以大大提升計算機的處理速率，可在同一時間處理大容量的數(shù)據，且耗電量極低。

　　光計算機技術是使用光內連技術和空間光調制器來實現(xiàn)的，通過光技術將存儲部分和運算部分連接在一起，運算部分可以直接對存儲部分進行存取。

　　光的物理特性比電子的物理特性更適合傳輸，使用光傳輸數(shù)據信息，不易出錯，其穩(wěn)定性更強、傳輸速度更快[4]。

　　2.6 納米計算機。

　　納米技術是一種新興的技術。

　　一納米比單個細菌略長些，相當于原子大小的四倍。

　　納米計算機是將納米技術于傳統(tǒng)的計算機技術結合起來，而研究出的一種新計算機技術。

　　它是通過將納米元件集成的芯片應用到計算機系統(tǒng)中而形成的數(shù)據處理系統(tǒng)，計算機的傳感器、電動機、處理器等納米元件集成為了納米芯片。

　　納米芯片在提高計算機的可靠性上具有有效作用，使其導電性能大大增強。

　　3 計算機網絡技術發(fā)展的未來-物聯(lián)網

　　3.1 RFID專利數(shù)據分析。

　　作為一種可以通過不接觸而傳遞信息的識別技術，RFID可以通過電磁場或交變磁場發(fā)射射頻信號來達到信息采集與分析的目的。

　　典型的RFID系統(tǒng)是有天線、讀寫器、電子標簽三部分構成的。

　　在RFID領域申請專利的申請數(shù)目，在2003年申請專利的申請量為866例，到2004年申請量上升為1773例，增加了907例，增長了約104.7%;2005年申請量為2512例，比較2004年增加了739例，增長了約41.7%;2006年申請量為2628例，與2005年相比增加了116例，增長了約4.6%，而達到今年以來RFID領域技術專利申請的最高峰，由此申請量開始回落。

　　2007年申請量為2595例，與2006年相比減少了33例，降低了約1.3%;2008年申請量為1360例，比2007年減少了235例，降低了約9.1%;2009年申請量為746例，比2008年減少了614例，降低了約45.2%，達到申請量年降幅最大值;而2010年申請量僅為56例[5]。

　　3.2 無線傳感技術專利數(shù)據分析。

　　無線傳感技術是一種集分布式處理技術、無線通信技術、現(xiàn)代網絡技術、嵌入式計算機技術以及傳感器技術為一體的以采集信息和實時監(jiān)測為目的的綜合性技術。

　　申請無線傳感技術方面專利的數(shù)量：2003年申請量為405例，2004年申請量為503例，增加了98例，增長了約24.2%;2005年申請量為757例，比2004年增加了254例，增長了約50.5%;2008年增加到年申請量的最高峰，為1648例，比2003年增加了1263例，增長了約311.9%，隨后申請量開始下降。

　　2010年申請量為88例，與2008年相比減少了1560例，降低了約94.7%[6]。

　　由此進入平穩(wěn)發(fā)展期。

　　4 結束語

　　通過對計算機技術方面的論文產出、計算機技術未來的發(fā)展趨勢以及未來物聯(lián)網時代發(fā)展的分析，我們可以了解到，計算機技術對人類的影響在逐步擴大，人類在對計算機技術的改進與革新上做出了巨大努力。

　　計算機技術將向更便捷、更強大的方向發(fā)展。

　　參考文獻：

　　[1]王蒙蒙.計算機技術發(fā)展需求分析[J].民營科技，2011(20)：15-16.

　　[2]俞彪.未來計算機技術發(fā)展與運用探討[J].電子科技與軟件工程，2013(15)：117-118.

　　[3]蔣天宏.計算機技術發(fā)展迅速的原因分析[J].科技創(chuàng)新導報，2010(01)：114-115.

　　[4]謝梅芳.論計算機技術發(fā)展過程中的創(chuàng)新[J].淮海工學院學報(社會科學版)，2011(15)：71-72.

　　[5]徐哲.計算機技術發(fā)展過程中的創(chuàng)造與選擇[J].硅谷，2010(23)：83-84.

　　[6]李德升.我國軟件產業(yè)發(fā)展的財稅政策研究[D].北京：財政部財政科學研究所，2012.