計算機技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢

　　計算機技術(shù)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(lèi)的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了深遠的影響，本文簡(jiǎn)要介紹了計算機技術(shù)的誕生和發(fā)展過(guò)程及其在人類(lèi)生活中的各種用途，利用類(lèi)推法，以現在計算機技術(shù)的特征預測未來(lái)的發(fā)展態(tài)勢，認為將會(huì )對人類(lèi)社會(huì )產(chǎn)生無(wú)可估量的影響。

　　[關(guān)鍵詞]計算機技術(shù);發(fā)展態(tài)勢

　　1.計算機技術(shù)分析簡(jiǎn)介

　　計算機技術(shù)是進(jìn)行計算機硬件系統設計、制造和軟件開(kāi)發(fā)并應用于各領(lǐng)域的技術(shù)，它是實(shí)現現代化的關(guān)鍵技術(shù)之一[1]，它主要包括數值計算領(lǐng)域和非數值應用領(lǐng)域兩大部分。

　　計算機技術(shù)的發(fā)展讓計算機從軍事領(lǐng)域進(jìn)入社會(huì )生活領(lǐng)域，豐富了人們的生活，給人們的生產(chǎn)關(guān)注帶來(lái)了便捷。

　　計算機技術(shù)在科學(xué)領(lǐng)域占重要的地位，是一個(gè)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(shù)是第三次科技革命的標志，是推動(dòng)整個(gè)人類(lèi)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要力量，是半個(gè)世紀以來(lái)發(fā)展最快、影響力最大的科技領(lǐng)域之一。

　　2.計算機發(fā)展歷程

　　2.1 計算機電子管時(shí)代

　　20世紀40～50年代，最早的計算機是靠電子管來(lái)運行的，電子管時(shí)代是計算機發(fā)展最初形態(tài)，在這一時(shí)代，計算機的運行需要大量的電子管同時(shí)運作，占用體積很大，電子管也會(huì )產(chǎn)生大量熱量，電子管因無(wú)法及時(shí)散發(fā)大量熱量造成故障頻發(fā)，計算機也因此經(jīng)常無(wú)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(yǔ)言，存儲器采用水銀延遲線(xiàn)，沒(méi)有系統軟件，運算采用二進(jìn)位制技術(shù)，用程序處理存貯信息，這些硬件和軟件技術(shù)，奠定了現代電子計算機技術(shù)基礎。

　　2.2 計算機晶體管時(shí)代

　　進(jìn)入20世紀60年代，電子管計算機已經(jīng)不能適應人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展要求，科學(xué)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(cháng)，這一時(shí)期的的計算機不但在硬件上比電子管時(shí)代更先進(jìn)，科學(xué)家還給計算機設計了更高級的計算機的語(yǔ)言，讓人們的操作更容易。

　　2.3 計算機集成電路時(shí)代

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

　　集成電路把幾千個(gè)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(shí)期還產(chǎn)生了操作系統，使得計算機在中心程序的控制協(xié)調下可以同時(shí)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(xué)工具。

　　2.4 計算機大規模集成電路時(shí)代

　　傳統集成電路結構復雜，功能單一，已經(jīng)不能滿(mǎn)足社會(huì )發(fā)展需求，于是大規模集成電路出現了，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(gè)芯片上，大大簡(jiǎn)化了計算機的硬件結構，運算速率更快，性能更強，因此正是大規模集成電路的出現讓計算機變成了可以進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)的“電腦”。

　　3.計算機技術(shù)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(jiàn)的普通計算機相似，但規格與性能是普通計算機無(wú)法匹比的，具有超強的計算和處理數據的能力，它可以用極快的速率處理超大容量的數據。

　　巨型計算機特點(diǎn)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、衛星等行業(yè)[2]。

　　3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )計算機

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )計算機是模擬人類(lèi)大腦神經(jīng)高效的運算方式和功能而研究出的計算機，因此其顯著(zhù)特點(diǎn)就是可以模仿人腦進(jìn)行判斷。

　　它有完善的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法，能夠判斷處理對象的性質(zhì)與狀態(tài)，它對信息的存儲方式與傳統的計算機不同，不存儲在存儲器，而儲存在神經(jīng)節點(diǎn)上，并有記憶、恢復能力，這種存儲數據的方式的優(yōu)點(diǎn)就是可以有效地避免數據泄露或丟失。

　　3.3 生物計算機

　　生物計算機也稱(chēng)仿生計算機，其結合了仿生學(xué)原理，芯片不再使用電子元件，用“蛋白質(zhì)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據，其處理數據速度是現在計算機的10萬(wàn)倍，但能量消耗卻只有現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(diǎn)是從其中提取信息比較復雜，使用不方便，這一缺點(diǎn)也使得其未能大規模推廣使用。

　　3.4 光計算機

　　光計算機是利用光學(xué)原理開(kāi)發(fā)研制的，其利用光進(jìn)行計算和存儲相信，取代了傳統的電子。

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

　　它取代了傳統硅芯片計算機用總線(xiàn)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(shù)連接，實(shí)現了運算部分可直接對存儲部分進(jìn)行并行存取。

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

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

　　3.5 納米計算機。

　　納米技術(shù)是一種新興的技術(shù)，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(shù)運用到計算機科學(xué)領(lǐng)域而研制的新型計算機，采用納米技術(shù)制造的納米芯片，其成本非常低，不需要大型的制造生產(chǎn)設備和車(chē)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中的數據處理系統中，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(gè)系統。

　　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(xué)規律進(jìn)行高速的數據處理和存儲信息的新型計算機技術(shù)，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(lèi)科學(xué)界最偉大的科技挑戰之一，它會(huì )改變傳統的計算機計算方式，其基于量子力學(xué)規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(wèn)題和海量數據搜索上具有巨大的潛力和價(jià)值。

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

　　量子計算機會(huì )在不遠的將來(lái)走出實(shí)驗室，在人們的生活中產(chǎn)生深刻影響。

　　4.結束語(yǔ)

　　計算機的出現在科技界是革命性的，它無(wú)時(shí)無(wú)刻不在改變著(zhù)我們的社會(huì )，給我們的工作和生活帶來(lái)了諸多便利。

　　計算機技術(shù)的發(fā)展一直是社會(huì )關(guān)注的熱點(diǎn)，本文回顧了計算機的發(fā)展歷史，展望分析了計算機技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，使讀者了解了計算機技術(shù)的產(chǎn)生、對人類(lèi)的影響和未來(lái)發(fā)展方向，以及如何更好地服務(wù)人類(lèi)，認識到人類(lèi)在計算機技術(shù)進(jìn)步上做出的巨大努力。

　　計算機技術(shù)發(fā)展態(tài)勢必將會(huì )繼續朝著(zhù)更高、更強發(fā)展，持續為科學(xué)界帶來(lái)無(wú)可估量的改變。

　　參考文獻

　　[1]張艷斌.計算機技術(shù)發(fā)展趨勢探析[J].學(xué)園.2012年9月第17期

　　[2]蔣天宏.計算機技術(shù)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(shù)發(fā)展過(guò)程中的創(chuàng )新[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(社會(huì )科學(xué)版).2011(15)：71-72

　　計算機技術(shù)發(fā)展態(tài)勢【2】

　　摘 要：隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，計算機技術(shù)已經(jīng)走入了千家萬(wàn)戶(hù)，對人類(lèi)生活、生產(chǎn)產(chǎn)生了重要影響。

　　本文將統計今年我國計算機技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)布的論文數據，對計算機技術(shù)在未來(lái)幾年來(lái)的發(fā)展趨勢進(jìn)行闡述，并通過(guò)人們對計算機的發(fā)展需求來(lái)分析其發(fā)展態(tài)勢。

　　關(guān)鍵詞：計算機技術(shù);態(tài)勢分析;發(fā)展趨勢

　　計算機技術(shù)是結合軟件開(kāi)發(fā)、硬件制造、硬件系統設計等與一體的新型科技，在各科研項目及工程領(lǐng)域均有應用，是現代人掌握、交流信息并執行工作時(shí)所使用的重要技術(shù)之一。

　　1 計算機技術(shù)論文

　　1.1 計算機技術(shù)論文產(chǎn)出現狀。

　　據數字統計，僅就我國計算機技術(shù)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(cháng)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(cháng)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(cháng)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(lǐng)域應用計算機技術(shù)的相關(guān)方面論文總量，2010年其發(fā)表數量就達到了105313篇，2011年發(fā)表的論文總數為99281，有所下降，減少了6032篇，約降低了5.7%;2012年發(fā)表的論文總數為101148篇，比較2011年增加了1867篇，增長(cháng)約1.9%;2013年發(fā)表的論文總數為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(guān)論文總量就達到了11391篇[2]。

　　1.2 計算機技術(shù)論文產(chǎn)出結構分析。

　　2010年至今，發(fā)表的在不同領(lǐng)域中計算機技術(shù)應用的論文數量在計算機技術(shù)及相關(guān)研究的總體論文中所占的比例在逐年變化，且計算機技術(shù)應用方面的比重與計算機技術(shù)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出上下波動(dòng)的趨勢，而總體呈現出略有下降的趨勢。

　　2 計算機技術(shù)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(diǎn)。

　　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。

　　巨型機是現階段計算機技術(shù)發(fā)展水平的代表之一，在地質(zhì)勘測、國防、航空航天、氣象、衛星等領(lǐng)域均有廣泛應用。

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

　　2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )計算機。

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )計算機是通過(guò)模仿人腦神經(jīng)高效的運算功能而研究出的計算機技術(shù)。

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)可以通過(guò)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法的完善，來(lái)完成較復雜信息的處理工作，并對信息進(jìn)行綜合和判斷，最后得出處理結果，并數據信息儲存在神經(jīng)節點(diǎn)上。

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

　　2.3 生物計算機。

　　生物計算機使用的芯片是“蛋白質(zhì)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(diǎn)。

　　生物計算機最主要的缺點(diǎn)是從其中提取信息比較困難，這一缺點(diǎn)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(guò)對量子信息進(jìn)行高速的數學(xué)運算、邏輯運算、存儲等處理過(guò)程，并應用量子力學(xué)規律的新型計算機技術(shù)。

　　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(lái)普及到千家萬(wàn)戶(hù)。

　　2.5 光計算機。

　　通過(guò)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(shí)間處理大容量的數據，且耗電量極低。

　　光計算機技術(shù)是使用光內連技術(shù)和空間光調制器來(lái)實(shí)現的，通過(guò)光技術(shù)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(jìn)行存取。

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

　　2.6 納米計算機。

　　納米技術(shù)是一種新興的技術(shù)。

　　一納米比單個(gè)細菌略長(cháng)些，相當于原子大小的四倍。

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

　　它是通過(guò)將納米元件集成的芯片應用到計算機系統中而形成的數據處理系統，計算機的傳感器、電動(dòng)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(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展的未來(lái)-物聯(lián)網(wǎng)

　　3.1 RFID專(zhuān)利數據分析。

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

　　典型的RFID系統是有天線(xiàn)、讀寫(xiě)器、電子標簽三部分構成的。

　　在RFID領(lǐng)域申請專(zhuān)利的申請數目，在2003年申請專(zhuān)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(cháng)了約104.7%;2005年申請量為2512例，比較2004年增加了739例，增長(cháng)了約41.7%;2006年申請量為2628例，與2005年相比增加了116例，增長(cháng)了約4.6%，而達到今年以來(lái)RFID領(lǐng)域技術(shù)專(zhuān)利申請的最高峰，由此申請量開(kāi)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?jì)H為56例[5]。

　　3.2 無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)專(zhuān)利數據分析。

　　無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)是一種集分布式處理技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、現代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、嵌入式計算機技術(shù)以及傳感器技術(shù)為一體的以采集信息和實(shí)時(shí)監測為目的的綜合性技術(shù)。

　　申請無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)方面專(zhuān)利的數量：2003年申請量為405例，2004年申請量為503例，增加了98例，增長(cháng)了約24.2%;2005年申請量為757例，比2004年增加了254例，增長(cháng)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(cháng)了約311.9%，隨后申請量開(kāi)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(jìn)入平穩發(fā)展期。

　　4 結束語(yǔ)

　　通過(guò)對計算機技術(shù)方面的論文產(chǎn)出、計算機技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢以及未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代發(fā)展的分析，我們可以了解到，計算機技術(shù)對人類(lèi)的影響在逐步擴大，人類(lèi)在對計算機技術(shù)的改進(jìn)與革新上做出了巨大努力。

　　計算機技術(shù)將向更便捷、更強大的方向發(fā)展。

　　參考文獻：

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　　[3]蔣天宏.計算機技術(shù)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(shù)發(fā)展過(guò)程中的創(chuàng )新[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(社會(huì )科學(xué)版)，2011(15)：71-72.

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

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