計(jì)算機(jī)科學(xué)熱點(diǎn)與發(fā)展

黎濤

摘 要 當(dāng)代社會(huì)，計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面，已經(jīng)成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的重要因素。計(jì)算機(jī)科學(xué)圍繞信息、知識(shí)、智能等主題發(fā)展迅速。本文簡(jiǎn)要地介紹了計(jì)算機(jī)科學(xué)熱點(diǎn)的若干問題，并提出計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)科學(xué) 熱點(diǎn) 發(fā)展

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為我們生活和工作上的工具，了解計(jì)算機(jī)科學(xué)將會(huì)讓我們驚嘆科學(xué)技術(shù)的力量，感受計(jì)算機(jī)技術(shù)給我們生活帶來的變化。計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展至今，取得了巨大的成就，從觀念上改變了人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)，將人類社會(huì)帶入了信息時(shí)代。在今天計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦胁豢苫蛉钡闹匾M成部分，而計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也將越來越多地影響人類社會(huì)的進(jìn)步。

1計(jì)算機(jī)科學(xué)熱點(diǎn)

近年來，計(jì)算機(jī)科學(xué)中前沿的問題主要圍繞信息、知識(shí)、智能三大研究領(lǐng)域展開討論。而知識(shí)不同于信息，它是人們對(duì)信息經(jīng)過大腦的加工與處理后，形成的規(guī)律、規(guī)則、方法及認(rèn)識(shí)。智能則是指大腦從歷史信息、知識(shí)的基礎(chǔ)之上形成的對(duì)現(xiàn)有信息、知識(shí)的推理、演繹、判斷的方法。根據(jù)研究分析表明，在三大研究領(lǐng)域中，主要有以下熱點(diǎn)研究：

（1）信息方面：信息處理、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘、生物信息學(xué)；

（2）知識(shí)方面：以知識(shí)科學(xué)與知識(shí)工程為主要研究的問題；

（3）智能方面：以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究，機(jī)器證明，人工智能與專家系統(tǒng)，遺傳算法，代數(shù)邏輯學(xué)形成了本研究領(lǐng)域的主要特色。

1.1信息科學(xué)

信息處理技術(shù)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的重點(diǎn)，目前計(jì)算機(jī)處理的信息可分為符號(hào)和數(shù)據(jù)，因而一切要由計(jì)算機(jī)處理的對(duì)象首先是符號(hào)化和數(shù)字化。主要研究表現(xiàn)在：信息源理論和信息的獲取；信息的傳輸、存儲(chǔ)、檢索、轉(zhuǎn)化和處理；信號(hào)的測(cè)量、分析、處理及顯示；模式信息處理；知識(shí)信息處理；決策和控制。

1.2知識(shí)科學(xué)

計(jì)算機(jī)科學(xué)雖然是一門剛剛興起的學(xué)科，但它與數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等關(guān)系相當(dāng)大。目前知識(shí)科學(xué)主要的研究領(lǐng)域表現(xiàn)在：知識(shí)模型研究，常識(shí)性知識(shí)研究；非規(guī)范知識(shí)研究，知識(shí)處理的數(shù)學(xué)理論；知識(shí)獲取理論和技術(shù)；知識(shí)科學(xué)和軟件科學(xué)；基于知識(shí)的計(jì)算機(jī)藝術(shù)。

1.3智能處理技術(shù)

隨著基于符號(hào)的運(yùn)算、推理邏輯的迅速發(fā)展和對(duì)人類大腦的思維形式的研究逐步清晰，人們開始研制具有“智能”的計(jì)算機(jī)，這是人工智能的基本思想。人工智能是一門正在發(fā)展中的綜合性前沿學(xué)科，主要由計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多個(gè)學(xué)科相互滲透發(fā)展而來。

2計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展

2.1智能化的超級(jí)計(jì)算機(jī)

超高速計(jì)算機(jī)采用平行處理技術(shù)改進(jìn)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，可以使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同時(shí)執(zhí)行多條指令，或同時(shí)對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。超級(jí)計(jì)算機(jī)通常是由成百數(shù)千甚至更多的處理器構(gòu)成，能完成普通計(jì)算機(jī)和服務(wù)器所不能計(jì)算的大型的復(fù)雜任務(wù)。

2.2新型高性能計(jì)算機(jī)

隨著硅芯片技術(shù)的高速發(fā)展，硅技術(shù)越來越接近其自身的物理發(fā)展極限。因此，迫切要求計(jì)算機(jī)從結(jié)構(gòu)變革，到器件與技術(shù)的革命這一系列的技術(shù)都要產(chǎn)生一次質(zhì)的飛躍才行。新型的量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、分子計(jì)算機(jī)和納米計(jì)算機(jī)由此應(yīng)運(yùn)而生。

綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)主要朝著下面三個(gè)方向發(fā)展：

一是向“快”的方向發(fā)展。速度越來越快，性能越來越高，計(jì)算機(jī)的主頻越來越快。專用計(jì)算機(jī)的并行程度比通用機(jī)更高，并行計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是如何高效率地把大量計(jì)算機(jī)互相連接起來，即各處理機(jī)之間的高速通信，以及如何有效地管理成千上萬臺(tái)計(jì)算機(jī)使之協(xié)調(diào)工作，這就是并行計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件——操作系統(tǒng)的功能。

另一個(gè)方向就是向“廣”度方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)無處不在，應(yīng)用范圍更加廣泛。近年來更明顯的趨勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)化與向各個(gè)領(lǐng)域的滲透，即在廣度上的發(fā)展開拓。國(guó)外稱這種趨勢(shì)為普適計(jì)算或者叫無處不在的計(jì)算。未來計(jì)算機(jī)將存在于家中的各種電器中，到那時(shí)筆記本，書籍都將電子化、數(shù)字化。所以有人預(yù)言未來計(jì)算機(jī)也將成為最常用的日用品。

第三個(gè)方向是向“深”度方向發(fā)展，即向信息的智能化發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)上有大量的信息，為了使這些信息轉(zhuǎn)變成所需要的知識(shí)，同時(shí)又具有更加友好的人機(jī)界面，計(jì)算機(jī)將具備更多的智能成分。未來計(jì)算機(jī)將具有多種感知能力及一定的思考能力。人們可以用自然語(yǔ)言、手寫的文字，甚至可以用表情、手勢(shì)來與計(jì)算機(jī)溝通，使人機(jī)交流更加快捷。讓人能產(chǎn)生身臨其境感覺的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是這一領(lǐng)域發(fā)展的集中體現(xiàn)。

隨著計(jì)算機(jī)的不斷更新?lián)Q代，計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展前景廣泛，有著巨大的的發(fā)展空間。但是，我們也應(yīng)該注意到發(fā)展的困難與局限性。在今后的發(fā)展過程中，計(jì)算機(jī)科學(xué)仍將面臨著結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、智能化解決難等問題，這些將是我們?cè)诮窈蟮男枰伎己徒鉀Q的問題。

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