计算机技术的发展趋势探析
时间：2021-04-08 04:05:12 来源：星星阅读网 本文已影响 人 
摘 要
随着全球化、网络化进程的加快，计算机技术得到了空前的发展，同时也给人类的生产和生活方式带来了极大的变革。我国正处于科学技术突飞猛进的重要时期，计算机技术更是推动富国强兵进程的重要组成部分。本文通过回顾计算机技术的发展历史和发展现状，分析其发展趋势，从而更好地指导我国计算机技术的发展，推动社会进步，造福人民群众。
【关键词】计算机技术 发展概况 现状 发展趋势
上个世纪中叶以来，现代科技的高速发展推动了计算机技术的革新，并且深刻地影响着人们生活的方方面面。计算机技术作为信息时代的标志性技术，已经逐步成为各国综合国力竞争的重要组成部分，掌握计算机技术的发展趋势，不仅能够推动社会发展，更能在信息革命中掌握主导地位，为中华名族的伟大复兴打下坚实的基础。
本文将从计算机技术过去、现状、未来以及我国在计算机技术发展情况等方面探析计算机技术的发展趋势。
1 计算机技术发展概况回顾
1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子计算机ENIAC，它是由埃里克和莫克利主持研制，主要是用来计算导弹的弹道。20世纪50年代，由于电子计算机体积庞大、制作成本高昂等多种原因，计算机主要服务于军事部门或是大型科研机构。1958年平面半导体集成电路的横空出世催生了新兴的微电子技术，极大推动了计算机元器件集成等工艺技术的发展。随着计算机的结构不断微型化，1982年第一台个人计算机诞生了。自此之后，计算机才逐步由军事部门、科研机构转入向普通企业和普通家庭，其应用也由单一的军事需求向多元化发展。90年代以后，计算机向两极化发展：一方面向小型微型化发展，成本低廉，主要面向普通家庭；一方面向大型巨型化发展，仍然面向军事部门以及科研机构。
从整体上看，20世纪40年代开始，计算机的出现到繁荣经历了半个多世纪的变迁，其在运算速度、性能增强、体积缩小以及应用前景开发方面都得到了空前的发展。无论是军事领域、教育领域还是商业领域，计算机技术无时无刻地影响着人类的日常生活。可以这么说，计算机技术已经渗透到了世界的每一个角落。
2 计算机技术发展原因
2.1 源源不断的创新创造
源源不断的创新创造活动是推动计算机技术跨越式发展的不竭动力。现实需求的推动、关于计算机技术的认识以及信息的共享性可以对这种源源不断的创新创造活动作出很好的解释。
2.1.1 现实需求的推动
正是二战时期对于信息的迫切需求减少了创造的障碍，使得资源、人力等条件得到最大化利用，从而催生了计算机技术。在计算机发展的早期阶段，军事部门、科研机构等对于科学计算的迫切需求推动了计算机迅速转变为民用以及工业产品，促进了计算机工业的发展。在计算机行业，领先一步可能意味着占有市场，竞争的压力以及利益的最大化因素往往使得计算机技术发展水平领先市场需求。同时作为一个国家综合国力的重要组成部分，计算机技术的发展往往能够得到政策扶持和资源支持，从而保证创造活动的持续性。
2.1.2 对计算机技术认识的反馈作用
重复的实验与纠错是计算机工作者不可避免的过程。客观的科学设计不仅需要在理论上可行，更需要接受客观实际的约束检验。试错，有时甚至是错误的原理，也有可能导致催生行之有效的计算机技术。“铝—硅—氧化物”触面控制就是在反复的试错中发现的，并且为超大型集成电路打下坚实的理论基础。这些蕴含在新技术中的知识又被继续挖掘出新的内涵，新的知识又成为实践的基础。这种循环往复的过程往往能够迸发出新的技术，推动创造活动源源不断地开展下去。计算机技术的发展过程少不了这种试错法的学习经验。通过试错法不断加深对于计算机技术的理解，并且应用于计算机硬件与软件的开发过程中，极大地缩短了技术更新的周期。
2.1.3 信息的共享
信息时代的显著特征就是信息的共享性以及信息的全球化。信息的共享性给创新活动提供了一个信息交换的平台，有效缩短了信息传递的时间，提高了新技术研发的效率。
2.2 主客体的选择机制
在客体方面，计算机面向的群体对于计算机技术进行选择。对于用户和市场来说，在条件相同的情况下，先进的技术能够占有更多的市场，取得更大的成功，间接导致了经济竞争转化为技术竞争。这种针对计算机服务对象的研究有效引导了计算机技术更好地满足用户的需求，追求更加和谐的人机界面。
计算机技术的研制者作为主体，在有效分析计算机用户的需求之后，就需要能够解释所观察到的事实现象并能使问题得到解决和发展得以进行。正因为计算机用户需求的多样性，计算机技术的研制者才能够信息共享的基础上不断采取新技术或新方法，为选择提供了有效的支持。选择机制在计算机技术的主客体之间建立了一种双向链接，推动计算机技术的发展。
3 计算机技术发展现状
3.1 普及性和深入发展性
科学技术是第一生产力，日新月异的计算机技术在潜移默化着影响着人类的生活生产方式，逐步成为社会的重要生产力，甚至在人类社会发展史上有着举足轻重的地位。随着科学技术的快速发展，计算机技术渗透到人类生活的方方面面，在数学、力学、化学、石油探测与开发、桥梁设计等基础学科或是工程领域都扮演着中流砥柱的角色。计算机技术服务的对象也由单一的军事部分和科研机构转入数以万计的普通家庭。可以预见的是，计算机技术的影响力会随着时间推移进一步加深。
3.2 专门化和综合化
在计算机越来越普及的同时，其性能向着综合化和专门化两极发展。一方面，网络分布式系统逐步取代了单机操作的模式，综合性能的提升极大地方便了人们的生活。另一方面，由于经济发展以及政策扶持，计算机的专门化在综合国力竞争以及维护国家安全方面也扮演了重要的角色，并且得到了显著发展。
3.3 突破性和普适性
随着计算机技术在各个领域的普及与发展，计算机应用领域的分化有效推动了计算机技术在多个方面取得突破性的进展。计算机技术的突破性主要体现在计算机科学的更新周期上。从1904年电子管的发明到1946年第一台电子计算机，总共耗时42年，而半导体晶体管到半导体计算机只用了10年时间。此外，微电子精细加工到集成电路的诞生，只用了不到2年的时间。可以预见的是，随着科技的发展，计算机技术将根据不同人群的需求，进一步改造升级，体现更多的人性化关怀。
4 计算机技术发展趋势
4.1 计算机技术发展的整体方向
在科学技术高速发展的时代，计算机技术也将面临一系列新的重要变革，但统观计算机的未来发展，主要还是向着“高”、“广”、“深”三个方向发展，以下将对三个方向进行具体分析。
第一，向“高”度发展。性能越来越高，运算速度越来越快，最为明显的表现就是计算机的主频越来越高。2010年，Intel公司已经研制出集成10亿以上晶体管的微处理器，也就是说一台计算机并不是使用一个微处理器，而是几百个、几千个微处理器并行处理，极大地提高了计算机的性能。并行计算机的关键技术在于如何连接庞大的计算机网络，并且能够有效地管理，使之相互配合、协调工作，这就对于并行计算机的系统软件——操作系统提出了很高的要求。截止目前，世界性能最高的通用机已经使用上万台处理器。
第二，向“广”度发展。计算机技术发展的广度体现在网络化范围的扩大和各个领域的全方位渗透。随着计算机技术的发展，计算机的普及率迅速上升，逐步成为个人常用之物。日常使用洗衣机、电冰箱、笔记本电脑等处处体现着电子化，可以预见的是，不久的将来，计算机也会像马达一样存在于人类生活的每一个角落。网络化范围的扩大给信息共享提供了一个宝贵的平台，网络教学、电子教学会带着强大的优势登上历史的舞台。有人预言，再过二十年或是三十年，计算机可能如同纸张一样物美价廉，学生们使用的不再是陈旧的教科书，取而代之的是笔记本大小的计算机。
第三，向“深”度发展。即向人工智能发展，信息的更加智能化。面对网络上浩如烟海的信息，如何将有用的信息收为己用，人机互动如何更好的互动，这些问题成为新时期计算机技术最为重要的研究课题。所谓人工智能，即计算机的智能成分占主要，具备多种感知能力以及思维逻辑能力，人机界面将更加和谐，人机交流将更加便捷。例如，将来人们可以直接用自然语言和计算机交流，甚至面部表情、手势等微小动作也能被计算机识别。当下，虚拟交互设备是人工智能的集中体现，相信在未来将有更多的人工智能设备将被推向市场。
4.2 计算机技术发展的具体趋势
4.2.1 智能化的高性能计算机
伴随着计算机并行技术的高速发展，计算机系统能够同时执行多条指令或是同时处理多个数据，运行速度得到了极大地提高。一方面，量大的超级计算机接近于复制人类的大脑，智能成分在计算机结构中占有主导地位。很多优秀的动画作品、影视作品都是通过超级计算机模拟而成。可以这么说，超级计算机在科技界内引起开发与创新狂潮。另一方面，硅芯片越来越接近其物理极限，计算机的体系结构与技术都将经历一次质的飞越。
（1）量子计算机。量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学、逻辑运算和存储量子信息的物理装置。在对可逆计算机的研究中，人们借助量子效应开发了量子计算机。它利用一种链状分子聚合物的特性表示开和关的状态，利用激光脉冲来改变分子状态，从而使得信息沿着聚合物移动，达到运算处理的目的。量子计算机利用量子位进行数据存储，不仅大大提升了存储量，计算速度也比目前的Pentium DI晶片快10亿倍。另外，量子计算机对保密体系产生了一定的冲击，从而在国家安全意识方面扮演着重要角色。
（2）光子计算机。光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传输以及存储的一类新型计算机。在光子计算机中，光子取代了电子，光互连取代了导线互联，光运算取代了电运算，复杂度高、计算量大的任务能够实现快速并行处理，从而运算速度在现有基础上呈指数增长。
（3）分子计算机。分子计算机是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并且以有效方式进行组织排列的新型计算机，具有体积小、耗电少、运算快、存储量大等特点。分子计算机通过蛋白质与周围物理化学介质的相互作用进行数据运算，尤其具备在生化条件下，在生物有机体中以分子形式与外部环境进行交换的功能。另外，由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机在与分子活体相连的同时还具备自我修复功能。预计在不久的将来，分子计算机将正式投入实用。
（4）纳米计算机。纳米计算机是基于纳米技术研究开发的新型高性能计算机。纳米技术从20世纪80年代开始得到迅速的发展，最终目标是人类按照自己的意愿直接操纵单个原子，制造出特定功能的产品。纳米技术衍生出的纳米管元件具备几到几十纳米的尺寸范围，质地坚硬，有着极强的导电性，不仅取代硅芯片成为新型计算机元件，而且能够放大电子开关和晶体管的功能。专家预测，数十年后纳米技术将走出实验室，推动计算机行业的发展。
4.2.2 计算机网络的发展
网络为信息共享和交换提供了一个全新的平台，在计算机技术发展的过程中逐步占据主导与核心地位。HDSL、ADSL、DSVD和HFC等技术的发展带动了计算机技术的改革和创新，有利于提高话音、图像与数据服务的质量。局域网技术中的100M交换式技术逐步成熟，并在与ATM局域网的竞争中占有一定优势。
4.2.3 计算机软件技术的发展
计算机软件技术与每一位计算机用户息息相关。这项技术不仅需要考虑计算机用户的需求，也要顺应计算机技术的发展趋势。另一方面，软件技术也将进一步进入工业发展的领域，数据库系统将进一步发展与完善，计算机的协同工作技术将趋于成熟。
5 结语
随着社会进步，计算机技术在我国各行各业中的地位越来越重要，对我国的经济发展起到了不可磨灭的作用。但从另一角度讲，我们需要积极态度应对计算机技术的高速发展。首先要做到的就是做好计算机技术的革新，其次健全相关计算机技术的规章制度，另外加大对于计算机技术研究和开发的鼓励力度也能起到标杆作用。最后，我们需要紧跟计算机技术进步的脚步，引导计算机科学技术健康发展，共同探索未知而神秘的世界。
参考文献
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作者单位
广东省粤东商贸技工学校 广东省梅州市 514000
