计算机科学与技术的发展趋势探析

计算机科学与技术的发展趋势探析

王炳文程小园李葆光刘飞包涵

甘肃省计算中心  甘肃 兰州 730030

摘要：在我国科技快速发展影响下，推动了计算机科学与技术的发展进程，同时也为我国各行业生产活动，提供了更加充足的技术支持，完善各行业发展中的不足，提升其市场竞争力。另外，在新时代背景下，计算机科学与技术的发展，不仅能够改变现代居民生活方式，提供更多的便利条件，也能够改变现在工作方式，提升工作效率的同时，为企业发展创造更多经济效益。本文将通过对计算机科学与技术的深度研究，探析其发展趋势，以期为计算机科学与技术的发展提供有力帮助。

关键词：计算机科学；计算机技术；发展趋势

随着社会经济的高速发展，计算机科学得到了更广泛的认可，计算机技术也在不断地发展中，逐渐广泛应用于不同的行业领域当中，而且各领域也在计算机技术的推动下，迎来了改革性发展。在二十一世纪环境影响下，为了进一步提升计算机科学与技术的发展，就应加强对其的研究，通过深入了解计算机科学与技术的发展在现代社会中的重要影响，不断优化其发展方向，才能有助于全面提升未来居民生活与生产质量。

一、计算机科学与技术的发展历程

世界上第一台计算机ENIAC诞生于1942年的美国，由于它的成本高,体积大,运行速度慢,所以并没有得到推广和应用。在1946年到1959年期间，诞生了以电子管为逻辑元件、汇编语言为基本语言的计算机，它主要用于国防领域和科学计算当中;1959年到1964年这五年中,产生了以晶体管为逻辑元件的计算机，它主要运用高级语言，并出现简单的操作系统，但是应用领域很小，并没有得到推广;1964年到1971年之间，计算机又一次出现革命性的变革，它以中、小规模集成电路为逻辑元件，体积变小，操作软件进一步发展，并应用到了工业部门;从1971年以后，计算机的发展相对稳定下来，它使用大、超大规模集成电路为逻辑元件，运算速度加快，有了较完善的操作系统，体积小，价格适宜,受到了人们的欢迎。计算机的生命力很强，而且是不可代替的，它有着良好的发展前景。

二、计算机科学与技术的发展趋势

（一）运行极速化

美国科学家将空气绝缘性技术运用到计算机当中，这种技术在计算机中运用，极大地提升了计算机的运行速度，是当前计算机科学技术的一大突破。例如，美国纽约保利公司的科研人员，设计一种新型的电路，并将其运用到计算机当中，科研人员在电路中运用“胶滞体包裹的导线”技术将需要的芯片进行连接。由于这种“胶滞体包裹的导线”外围的包裹物一“胶滞体”当中含有大量的空气，空气是一种具有很强绝缘性的气体。传统的芯片是通过“硅二氧化物导线”实现相互之间的连接的。但是，信号在传输过程中会因为导线、芯片等对信号的吸收作用而减弱，直接影响了计算机的运行速度。而利用这种新型的导线技术就科研有效地解决这个问题，大幅减少了信号的损失，从而实现了提升计算机运行速度的目的。

（二）以光为传输媒介的计算机科学技术发展迅猛

所谓的光学计算机就是利用光为传输介质，实现信号传播的一种计算机技术。光学计算机的优点十分显著:首先，光的传输速度是其他介质无法超越的，因此，利用光作为计算机的信号传输媒介其传输的速度是惊人的;其次，光具有偏振和频率特性，基于光的这些特性，计算机的信息传输能力得到了更好地优化;再次，光在传输过程中，不需要借组其他的介质就可以实现信号的传输，是以一种独立的形式进行传输的，具有极强的独立性。光在传输过程中不需要其他依靠体，同时不会出现相互交会的情况。二十世纪九十年代，世界上掀起了一阵“光脑技术”科研风。世界各国不断加大对“光脑技术”的科研力度，并进行了大量的投资，并取得了不同领域上的成功。其中。以德、意、法、日为首的六十多各国家共同组建的科研队伍，在这一领域取得了巨大的进展。该队伍研发出的新型计算机，在以下几个方面进步显著:(1)计算机运行的速度更快。光学计算机的运行速度比普通计算机的运行速度提升了将近千倍以上。(2)计算机的准确性更高。在快速运行的状态下，光学计算机的准确性得到了有效地提升。(3)散热性能更优良。普通计算机在高速运行的状态下，会产生一定的热量。而在计算机运行时产生的热量无法及时排出，会对计算机的正常运行产生不良影响，甚至直接无法运行。而光学计算机突破了散热这一难题，即使在高速的状态下运行，也不会受温度的影响。

（三）量子技术的发展

量子技术的引入计算机科学与技术的发展同样与量子技术密切相关。20世纪80年代人类发现了量子技术的秘密,美国物理学家费曼提出,量子体系的计算方法,随后,英国的大卫通过量子图灵机模型进一步介绍了量子技术的内涵，量子计算机也因此诞生。实际上,可逆计算机的研究主要体现了量子力学的思想,而技术的融入使得存储、处理的效率变得更高,相比于传统计算机,其计算原理更为复杂,但是速度却十分优秀,可以达到普遍计算机的数十亿倍,具有广阔的发展空间。例如，中国的量子科学实验卫星“墨子号”采用了双向量子纠缠和量子密钥分发技术，成功实现了全球范围内的量子通信，打破了国际上的通信纪录。此外，量子通信还被应用在银行、政府和军事等领域的加密通信中，提供了更高的安全性和保密性。

（四）纳米计算机伴随着纳米技术的进步而诞生

伴随着纳米技术在生产生活中的运用，纳米技术不断走向成熟。纳米技术在计算机中应用，带来了纳米计算机。纳米技术在计算机中应用，主要集中在芯片上。纳米芯片技术，使得计算机芯片的体积大幅减小的同时，计算机芯片的稳定性也有所提升。美国作为纳米计算机技术研发的领军者，在纳米计算机各方面的技术都取得了令人瞩目的进展。尤其是，美国正在突破的一种纳米管连接技术，该技术一旦研发成功，就可以将芯片的作用大幅提升，从而可以实现，将计算机的内存芯片直接作为计算机的晶体管使用，从而使得计算机的功能可以得到最大化地优化。

总结

综上所述，在计算机科学与技术的高速发展下，不仅能够对社会发展起到有效的推动作用，对现代人生活与工作也提供了诸多便利条件，现代社会应积极利用计算机的优势，转变传统生产经验，提升生产效率，带动社会快速发展。而且，在计算机科学与技术的发展趋势下，计算机将向着高性能化、广泛性、智能化、多领域与多媒体化发展，对社会经济、生活、生产等各个领域发展，进一步起到推动作用。

参考文献：

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