浅析计算机科学与技术的发展趋势

2023-02-06

一、关于计算机科学与技术的发展现状

(一) 贡献

目测当前阶段的计算机科学与技术, 涉足生活、生产、以及各个领域, 让生活水平、生产效率、以及工作效率都获得空前的提高, 同时是推进社会快速发展的重要推力。科技时代的降临, 为人类的生活、生产与娱乐提供了极具便捷性与科学性的先进计算机技术, 计算机科学与技术的广泛应用, 是人类文明发展的标志性产物。

随着各类先进科技的问世, 计算机科学与技术也从中获益, 以超前的发展速度获得前所未有的进步, 并且计算机技术的日益智能化与人性化, 使人们生活更加多元化。世界的第一台计算机四基于1904年最初的计算机技术雏形--电子管技术研制而成的, 历经42年光景的研究而诞生于世, 受限于当时的技术限制, 计算机体积非常巨大。然而此后, 科学家只用了短短的几十年时间计算机技术获得惊人的发展, 体积不断缩小, 时至今日平板电脑都已是随身携带, 计算机技术获得了空前的巨变发展, 系统性、综合性、便捷性、智能性更为突显。可以说, 计算机科学与技术的发展速度是惊人的, 促进人类文明的发展的同时也很大程度上推进了社会经济的迅猛发展。

(二) 现存问题

计算机科学与技术与所有俗物一般, 面临发展的同时必然也会面临诸多挑战, 尽管它可以为人们带去不可预估的效益也无形中埋下不少隐患问题。其中就是安全性问题, 例如影响甚广的“千年虫”事件便是典型例子, 它对人们的生活与生产造成了极大的威胁, 广大领域行业当时是深受其害, 苦不堪言。为此, 怎样可以使计算机科学与技术的发展更安全稳定, 降低其发展产生的危害性与威胁性, 最大程度的发挥人类发明它的初衷--服务性, 是当前人类所需亟待功课的长久性课题。

二、关于计算机科学与技术发展方向的整体预估

伴随社会与经济的不断发展, 计算机领域同样得到飞跃式的进步, 各种类型的计算机层出不穷, 其主要表现在计算机的核心部件中央处理器 (CPU) 的主频技术, 主频技术的体系化逐渐完善, 使计算机科学技术正在向更深层发展。伴随各类前沿技术在计算机主频技术上的应用, 使计算机的运算速率更加快速, 响应时间更短、运行更加稳定, 整体运算也更加稳定。一些计算机甚至使用多个处理器, 处理器的核心也在不断扩充, 当前的I9处理已经扩充到18个内核, 其发展异常迅速。伴随互联网经济的快速发展, 计算机正在向网络化深层迈进, 计算机也得到了空前的普及与多领域的普及运用。

同时计算机也正在向智能化方向发展实现人机互动, 并具备人类一些感知能力、分析能力, 为人们生活提供更多更便利的服务。在人们的生活上, 计算机正在向智能家居生活发展, 已经实现对家庭电器 (灯、空调、电视、饭锅等) 的全面控制;智能机器人语音系统, 已实现互动语音机器人;阿尔法 (AlphaGo) 机器人已经成功战胜世界上顶尖的围棋高手并获得中国围棋协会授予的围棋九段称号;移动通讯设备手机业发展同样异常迅速, 在中国人们已然可以只带一部手机便可以出门进行社会活动、商业活动的往来等。伴随计算机不断向高速与小型化、智能化发展, 人们生活会变得更加便利, 同时也会促使社会更加进步。

三、关于计算机科学与技术的发展趋势简析

纵观当前全球计算机技术的发展现状进行分析, 未来计算机技术科学的发展方向:

(一) 运行极速化

近期, 美国一位科学家就在计算机技术中运用了空气绝缘性技术, 此技术的应用使计算机运行速度明显提升, 是目前计算机技术的又一项进步。比如, 在美国纽约的一家科研公司设计了一种新型电路并在计算机当中进行使用, 科研技术人员用“胶滞体包裹的导线”技术对电路进行改进并将芯片连接。因此种“胶滞体包裹的导线”在“胶滞体”中包含了大量空气, 空气属于绝缘性气体。传统芯片连接是“硅二氧化物导线”的方式。但信号在进行传输过程时会因导线、芯片本身材质而出现信号减弱现象, 对计算机运行速度产生影响。而使用“胶滞体包裹的导线”技术将成功解决此类问题, 进而提升计算机运行速率。

(二) 生物计算机

二十世纪末期, 超微技术得到飞跃式发展, 计算机研究人员就将其运用到计算机的生产技术上并获得成功与深远影响。生物计算机与其他类型计算机有明显的不同, 此类型计算机将生物工程运用到计算机芯片上, 形成一种以生物分子为形式的“蛋白质分子”计算机。九十年代, 美国一位计算机领域科学家向世界公布了生物计算机的诞生, 当时吸引了全世界的关注。同时, 美国科学家还公布了一项崭新的运算方式, 此种运算方式是基于计算机的模仿技术为基础, 实现“虚拟”城市道路设计中问题的最佳解决方案。就目前计算机发展趋势就生物计算机未来的发展分析, 研究人员的研究重心应放在新型电子元件的研究上, 将生物的化学反应与物理反应进行结合, 研发出全新的数据处理与分析方式。当前的超微技术已然融入了许多领域最先进的技术, 并创造出基于超微技术而创造的机器人。

(三) 光学计算机

光学计算机是以光作为介质进行传输, 并实现数字信号传播的计算机技术。光学计算机具有以下明显的优点: (1) 光的传输速度是目前所有介质中传输速度最快的, 为此利用光来对计算机数字信号进行传输能够增加计算机响应速度; (2) 光有频率和偏振特性, 基于此特点, 计算机的数字信息传播能力实现了优化升级; (3) 光的传输环节无需借助其他介质就能够实现数字信号传输, 其具有独立性。光的传输环节无需借助任何依靠也不会出现彼此交互的情况。九十年代, 世界上以“光脑技术”为科研目标而展开了大量科研项目, 世界各国也对此增大了研究力度与资金等的支持, 在全面支持的情况下科研项目很快便取得了成功, 并在不同领域的应用上都获得成功。其中以六十多国家顶尖科技小组共同组建的科研团队, 在这一科学领域取得了重大成果与进展。该团队所研发的新型计算机具有以下几处明显优势: (1) 运行速度, 光学计算机的运算速度是传统计算机的千倍以上。 (2) 准确性提升, 在高速运算下光学计算机扔保持着更高的准确性, 这就使准确性同样获得提升。 (3) 散热性, 传统的计算机在高速运算的情况下因各设备都处于满载的工作状态, 造成硬件温度更高同时散热也一直成为一大难题, 而计算机机温度高则会对运算速度产生影响, 严重情况下会导致计算机停机;为此光学计算机摆脱了这一散热难题, 就算在满载的运算速度下也不会因温度而产生影响。

(四) 纳米计算机

随着纳米技术的不断发展与各领域间的广泛普及与使用, 其技术越加成熟稳定。纳米技术也在计算机领域得到了充分使用, 生产出纳米计算机。纳米技术主要应用于芯片的制作上, 使计算机芯片的体积更小, 稳定性也得到提升。美国是计算机技术发展最早的国家, 其拥有较强的计算机芯片制造技术, 纳米技术在计算机上的运用同样发展迅速, 并收获了令人瞩目的成果。特别是美国的纳米管连接技术, 正在以惊人的速度不断改进, 在2017年5月INTEL公司发布了自家生产的12纳米技术的I9处理器, 其运算速度与稳定性又一步提升;2018年5月美国高通公司发布自家的7纳米工艺制程的晓龙855处理器, 同年10月我国华为公司也即将发布7纳米制程的麒麟980处理器, 至此7纳米工艺制程的芯片将全面投入生产, 与我们生活息息相关, 使计算机领域、移动通信领域都在此得到跨越式的进步, 让我们生活变得更加高效、快速。

四、结束语

总之, 计算机科学与技术的发展趋势是可观的, 它朝着将一个更全面、更系统、更智能、更多元化的方向全力发展, 因为单就当前的计算机科学与技术的发展来看, 它为人类生活、生产、娱乐等都提供了极大的便捷性, 发挥了先进科技促进生产效率的基本作用, 并且效益非常明显, 可以预见计算机科学与技术对于未来人类文明与社会经济的全面发展将会发挥更大的助推力。

摘要：伴随科技时代的全面降临, 我们今天身处于一个全民信息时代, 计算机科学与技术已然深入渗透我们生活各处, 并悄然无声的改变社会的发展趋势。纵观国内外, 计算机深入千家万户与各个领域, 足见计算机科学与技术发展态势之迅猛与广泛。而国内的计算机课程也提前至高中阶段, 尽管只是一门辅助性的技能学科, 可是也被设为必修课程, 帮助青少年学生尽早涉足计算机科学与技术的相关性学习与操作。伴随人类文明的大步前进与发展, 计算机科学与技术也成为主要推力之一, 对此本文针对计算机科学与技术的发展趋势进行简要的分析与探讨。

关键词：计算机科学与技术,发展趋势,分析