未來計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢

楊作才

未來計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢

楊作才

（鐘山縣人工影響天氣辦公室 廣西賀州市鐘山縣 542699）

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)也取得了較大進(jìn)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于人們的工作和生活，給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利。因此，對計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行探討，對社會(huì)發(fā)展以及人類進(jìn)步，都有著非常重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。本文就計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹，并對未來計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的整體發(fā)展方向和具體發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討，以供參考。

計(jì)算機(jī)；智能化；科學(xué)技術(shù)；發(fā)展趨勢

前言

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，給人們的生產(chǎn)生活帶來了巨大改變，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了信息化時(shí)代的到來，使人們的生活更加高速化、智能化。計(jì)算機(jī)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用，極大地推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。未來，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)還將朝著更高、更廣和更深的方向發(fā)展，為社會(huì)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

1 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

自第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生以來，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)受到了各行各業(yè)極大的關(guān)注，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷完善，人們開始將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于各行各業(yè)，極大地改變了人們的生活方式。但是人們在享受計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)所帶來的便利的同時(shí)，也逐漸認(rèn)識(shí)到了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)給社會(huì)所帶來的威脅，所以未來應(yīng)充分發(fā)掘計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的優(yōu)勢，規(guī)避不利因素，使計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)能夠朝著更好的方向。

2 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的原因分析

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)之所以能夠發(fā)展如此迅速，是多種因素共同作用的結(jié)果，其原因主要在于：①是時(shí)代發(fā)展的需求，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對信息處理的需求也急劇增加，需求的增加在一定程度上刺激了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)只有不斷發(fā)展，才能夠滿足人們的多樣化需求，計(jì)算機(jī)新技術(shù)的成功研發(fā)，能夠給企業(yè)帶來巨大利益，因而在利益的驅(qū)動(dòng)下，越來越多的企業(yè)投入更多的人力和物力到計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，極大地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。②信息共享是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，信息共享能夠給計(jì)算機(jī)研發(fā)人員提供更多的資料與技術(shù)支持，有助于縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，加速計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。③隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的不斷深入，其理論基礎(chǔ)也更加完善，在實(shí)踐中應(yīng)用這些理論和理念，能夠減少不必要的錯(cuò)誤發(fā)生，另外通過不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有助于促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的革新。

3 未來計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的總體發(fā)展方向

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是非常迅速的，可以說是日新月異。計(jì)算機(jī)技術(shù)在未來還會(huì)有更為廣闊的發(fā)展前景，從計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)未來的總體發(fā)展方向來看，計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)朝著更高、更深、更廣的方向發(fā)展，為人們的生活帶來更大便利，具體為：①朝更高的方向發(fā)展，主要表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)主頻的提高，會(huì)使得計(jì)算機(jī)未來的整體性能更加穩(wěn)定，其速度也會(huì)獲得更大提升。例如英特爾公司所研制的能集成10億個(gè)晶體管的微處理器，通過在一臺(tái)計(jì)算機(jī)使用成百上千個(gè)處理器，能夠極大地提高計(jì)算機(jī)的總體性能。②朝更廣的方向發(fā)展，即計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和網(wǎng)絡(luò)化范圍會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，使得計(jì)算機(jī)無處不在，實(shí)現(xiàn)家用電器等用品的智能化和電子化。③超更深的方向發(fā)展，也就是說計(jì)算機(jī)未來會(huì)朝著人工智能的方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)將會(huì)更加智能化，人們能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)上的復(fù)雜信息為己所用，計(jì)算機(jī)能夠具備各種邏輯思維能力和感知能力，使人機(jī)交流更加方便，給人們提供更好的服務(wù)。

4 未來計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢

計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的變革是非常迅速的，隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的更新速度更快，每隔幾年，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域就會(huì)發(fā)生較大變革。毋庸置疑，未來計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)還會(huì)有更大的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的功能也將會(huì)更加完善，給人們的生活會(huì)帶來更大變革，根據(jù)近年來的計(jì)算機(jī)研究成果來看，未來計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有以下幾個(gè)方面：

4.1 計(jì)算機(jī)運(yùn)行高速化

計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度是計(jì)算機(jī)應(yīng)用過程中人們非常關(guān)心的問題，有研究報(bào)道，美國人研究出了一種提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的新技術(shù)，主要是利用空氣的絕緣性來實(shí)現(xiàn)，如果該技術(shù)能夠得到普遍應(yīng)用，能夠使計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度大幅提升。根據(jù)該原理，紐約保利技術(shù)公司研究出了一種新型電路，其芯片主要采用膠滯體導(dǎo)線連接，該膠滯體主要由90%的空氣組成，具有較好的絕緣性質(zhì)。芯片或晶體管之間信號(hào)的傳遞速度會(huì)直接影響計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度，目前信號(hào)傳遞主要采用的硅二氧化物導(dǎo)線，但是該類導(dǎo)線在傳遞過程中會(huì)吸收部分信號(hào)，從而會(huì)導(dǎo)致信息傳遞時(shí)間延長，但是應(yīng)用膠滯體導(dǎo)線，信息傳遞過程中基本不會(huì)吸收任何信號(hào)[1]，速度也就更快，所以未來對該技術(shù)的應(yīng)用，能夠極大提升計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。

4.2 光學(xué)計(jì)算機(jī)的發(fā)展

所謂光學(xué)計(jì)算機(jī)，就是把光作為傳輸媒介的計(jì)算機(jī)，與普通計(jì)算機(jī)相比，這種計(jì)算機(jī)具有非常明顯的優(yōu)勢，首先光的速度是極快的，這是其他計(jì)算機(jī)所不具有的特征，另外光速具有一定的偏振和頻率特征，能夠極大地提高光學(xué)計(jì)算機(jī)的信息傳輸能力，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。除此之外，光的發(fā)射可以不用任何導(dǎo)線，所以就算發(fā)生交會(huì)的情況，也不會(huì)對計(jì)算機(jī)的運(yùn)行造成干擾，與普通計(jì)算機(jī)相比，光學(xué)計(jì)算機(jī)的智能化水平也明顯較高。由此可見，光學(xué)計(jì)算機(jī)是人們所追求的比較理想的計(jì)算機(jī)，世界各國早在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)開始了對“光腦技術(shù)”的重點(diǎn)研究，德國、英國等科研隊(duì)伍所研發(fā)出的光學(xué)計(jì)算機(jī)，不僅具有較高的運(yùn)行速度，而且運(yùn)行的準(zhǔn)確率也非常高[2]。

4.3 生物計(jì)算機(jī)的發(fā)展

人們對于生物計(jì)算機(jī)的研究從20世紀(jì)80年代就已經(jīng)開始了，生物計(jì)算機(jī)主要是利用生物芯片來改進(jìn)計(jì)算機(jī)的整體性能。生物芯片中的信息傳遞主要采用波的形式，具有非常快的運(yùn)算速度，所以生物計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度是普通計(jì)算機(jī)的幾十萬倍，運(yùn)算速度非常驚人，除此之外，生物計(jì)算機(jī)的能量消耗較小，具有非常強(qiáng)大的存儲(chǔ)空間，所以與普通計(jì)算機(jī)相比，生物計(jì)算機(jī)具有非常明顯的優(yōu)勢。目前，對于生物計(jì)算機(jī)的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，未來將會(huì)對其進(jìn)行更深入的研究，研發(fā)出微型生物計(jì)算機(jī)，使其能夠取代人體器官進(jìn)行修復(fù)和殺死病毒細(xì)胞的作用，更好地保障人們的身體健康。

4.4 量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

顧名思義，量子計(jì)算機(jī)就是基于量子理論所研發(fā)的計(jì)算機(jī)，具有較快的運(yùn)行速度，量子計(jì)算機(jī)的相關(guān)信息數(shù)據(jù)都是采用量子的形式進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸，有助于軟件利用率的提高。另外，量子態(tài)化的信息數(shù)據(jù)，主要基于測不準(zhǔn)原理，所以很難被攔截和破譯，具有較高的安全性。美國研究機(jī)構(gòu)完成的鋰離子量子纏結(jié)狀態(tài)，極大地推動(dòng)了量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)。雖然量子計(jì)算機(jī)目前還處于構(gòu)想階段，實(shí)踐層面還存在較多缺陷，但未來會(huì)加大對其研究，解決存在的問題，促進(jìn)量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用。

4.5 納米計(jì)算機(jī)的發(fā)展

就目前來看，納米計(jì)算機(jī)應(yīng)當(dāng)屬于比較高級(jí)的計(jì)算機(jī)，雖然納米計(jì)算機(jī)在尖端領(lǐng)域已經(jīng)得到樂較為廣泛的應(yīng)用，但是在社會(huì)領(lǐng)域的應(yīng)用較少。納米計(jì)算機(jī)既具有計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢，又具有納米技術(shù)的優(yōu)勢，能夠?qū)π吕霞夹g(shù)進(jìn)行科學(xué)整合。納米計(jì)算機(jī)能夠使用較小的體積，處理較為豐富的信息資源，而且在操作方面也較為便捷。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米計(jì)算機(jī)技術(shù)也在不斷更新改進(jìn)，在導(dǎo)電性能方面已經(jīng)取得了較好的進(jìn)展，納米元件也受到了計(jì)算機(jī)技術(shù)團(tuán)隊(duì)越來越多的關(guān)注，納米技術(shù)在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)中的應(yīng)用，能夠極大地提升納米計(jì)算機(jī)的實(shí)用價(jià)值（見圖1）。

5 結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展，人們的生活也發(fā)生了根本性變化，人們對計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的不斷深入，計(jì)算機(jī)科學(xué)將會(huì)有更為廣闊的發(fā)展前景，未來會(huì)出現(xiàn)更多各種新型材料的計(jì)算機(jī)，如光學(xué)計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)以及量子計(jì)算機(jī)等，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度也會(huì)獲得極大提升，計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)性能更加完善，推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。

圖1

[1]魏紅霞.未來計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢探索[J].煤炭技術(shù)，2012，31（03）：188～189.

[2]努爾蘭·艾山拜.計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢初探[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，22（05）：163.

TP3

A

1004-7344（2016）33-0260-02

2016-11-5