计算机科学与技术的应用现状与未来趋势

2022-09-12

计算机技术正以日新月异的速度在高速发展中, 已经由单一的辅助计算向大数据、智能化、网络信息等方向发展, 呈现明显的多元化发展趋势, 信息经济随之获得发展。对计算机科学技术发展进行研究, 有利于明确当前技术水平, 了解发展趋势, 理解计算机技术应用方向。

一、计算机科学技术发展现状

(1) 大众化、生活化。计算机技术不断成熟, 促使制造成本不断降低, 电子产品价格下降, 从而使人们可以享受技术成果, 用到更多的电子产品。计算机已经成为一种大众化的产品, 提升了生活工作的便利性, 人们也对计算机带来的生活、生产的改变有很高的接受程度, 并且乐意改变原有生活方式, 将计算机作为生活的一部分, 享受网络生活[1]。 (2) 专业化、多向性。计算机技术在发展中为适应不同需要, 出现多向性, 专业化发展趋势, 针对性开发了许多有独特功能倾向的产品, 以满足不同使用要求。智能手机、智能家电、自动化生产控制等等, 体现出计算机专业化、多向性特点。当前各类企业均有计算机配置, 各种专业软件也为各行业办公处理等活动提供了良好的技术支持, 成为现代企业运转、个人生活不可缺少的必要配置。 (3) 大数据、云计算。网络数据数量庞大, 随着计算机技术水平提升, 已经可以对这些数据进行快速分析处理, 从这些繁杂数据中获得想要的用户数据, 智能化管理、利用这些信息, 能够基于用户、企业行为特征进行画像分类、建立特征库, 根据特征以及本分类内的普遍特征推测用户、企业可能需要的服务、需求, 自动寻找目标用户提供个人服务、产品推送, 进行精准的个性化服务。用户可以得到自己感兴趣的资源, 增加内容适配性, 获得信息资源时间大大缩短, 生产生活与经济往来更加方便。

二、整体发展方向

(一) 更高性能

计算机运算速度在不断上升, CPU的主频速度不断提高, 核心数不断增多, 多线程高速处理已经成为计算机普遍具备的能力。随着CPU技术进步, 各种高性能计算机被研发、应用, 计算机间的联系加强, 数据传递速度、处理效率提升, 协同工作能力也被不断开发[2]。

(二) 更广领域

计算机技术发展过程中, 其技术优势凸显, 被各行业逐步引进应用, 改变了旧有的生产、管理模式, 远程控制、自动化生产、智能服务、移动阅读、网络教育等等应用给人们带来新的体验, 提高了资源获取效率、生产力、管理水平, 也改变了人们的生产生活方式。随着技术发展, 应用领域必然会更为广阔。

(三) 更深层次

智能技术、分布式处理、物联网等的大量应用, 使计算机向更深层次发展, 当前自动控制是常见的应用方式, 计算机可以将网络资源自动处理, 使用户获得想要的多元信息, 人机互动体验也在不断优化, 用户寻找目标资源难度大大降低。在此环境下, 智能化、人工化获得良好发展土壤, 如果可以使计算机获得逻辑、感知能力, 使计算机能够感觉到人的想法, 可以使人们的生活工作有更好的体验。另外, 虚拟现实技术也是一大研究方向, 第二世界或许在某一天可以成为现实。

三、发展趋势

(一) 高速芯片

计算机初始功能是计算, 在不断发展应用中, 计算这一能力被不断强化。随着集成电路技术不断进步, 大规模集成电路日益增多, 芯片技术也在不断取得新成就。如今, 计算机运算速度已经突破每秒亿次大关, 学习、推理、计算能力也在不断开发、应用, 智能化处理、人机交互系统都在不断发展中, 计算机体积也在不断缩小, 使用更为方便。在此情况下, 发展高速计算机已经具有可行性, 可以用于天文、军事、基因工程、原子核反应等庞大的数据计算研究工作, 并行处理能力提升, 也在一定程度上促进了分布式计算机的发展, 进而可以推进信息技术这一新的产业经济的发展[3]。

(二) 生物计算机

生物脑与计算机各有优势, 为利于生物脑的优势, 科学家提出了生物计算机概念, 而生物芯片与超微技术则为生物计算机出现提供了可能性。生物芯片由生物蛋白质合成, 通过波传递数据信号, 这一方式消耗能量很小, 且具有再生能力, 能够自我组合成新电路, 具备一定的“思维”能力。超微芯片则是有效解决生物计算器占用储存空间大这一问题的重要助力。

(三) 新材料技术应用

材料科学不断取得新突破, 可以缩小计算机元器件体积, 增加运算处理速度, 提高服务质量。现代材料科学以纳米材料为重要标志, 推进了纳米级计算机的研究。在芯片中已经广泛采用纳米材料, 使计算机提速、体积向小型、微型化发展, 使用更为便捷。当前主要研究方向为计算机纳米管应用技术, 正在研究可行的连接方法, 这一技术可以扩大芯片作用, 使芯片发挥出晶体管的效果, 促进计算机技术向更深层次发展。

(四) 智慧化服务

智慧小区、智慧校园、智慧工地、智慧城市等正进入越来越多人群的视野, 基于大数据、云计算、物联网、智能处理等技术手段, 建立智能信息生态系统, 可以实现无人化智能管理, 减少了人工参与成本, 提高了事件处理速度, 可以适时给人们提供符合用户需求的、符合当前状态的引导、提示等智慧化的贴心服务, 从而极大的方便了人们的生产生活, 改变了生活体验。

四、结语

计算机科学技术方便了人们的生产生活, 改变了过去人与人间、地域间的沟通方式, 将世界联系的更紧密, 随着技术不断进步, 材料科学、生物计算机、量子技术的发展, 计算机科学有了更多可能等待我们去发现、创造, 计算机在未来会有更多的应用方向, 使生活更为便捷、舒适, 带动社会进步, 让人类可以在更加广阔的领域进行探索。

摘要：计算机科学技术在21世纪处于高速发展期, 其发展速度令世人瞩目。随着各类软硬件建设不断获得技术突破, 计算机技术不断提高性能、扩大应用范围, 成为工作生活不可或缺的一部分, 改变了人们的生产生活方式。本文分析计算机科学技术现状, 为未来发展趋势进行展望。

关键词：计算机,科学,技术,发展