计算机技术发展与应用研究
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作者: 杨兆辉
摘要：计算机技术的发展趋势,不但会延续多条发展路线,强调性能的大幅飞跃,还会将提高计算机的人性化,加强人机交互能力。本文将在计算机技术发展历史的基础上,结合新型的计算机系统,对其未来发展趋向进行着重探讨,以便为未来计算机技术的应用领域提供理论支持。
关键词：计算机技术 发展 趋势
1、计算机技术的发展历史
为了计算导弹的运行弹道,历史上第一台电子计算机（肯尼亚克）于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生。到20世纪60年代和80年代后,计算机除应用于军用单位以外,很多政府部门和大型的科研机构,甚至一些比较有实力的企业部门也开始应用计算机进行管理。之后,Intel4位中央处理器的问世让计算机的普及与发展更深入,并于1982年创造了第一台个人计算机,促使了计算机成本的飞速降低,实现了计算机除有能力的单位或研究组织和军事机构之外的家庭和小型企业也能使用。20世纪90年代开始,很多企业和家庭也使用了计算机。同时计算机向两极分化:一方面是往微、往小、往便宜发展进入家庭;另一个向高、向难、向大发展,仍然运用于军事、科学技术。现在,计算机在互联网、公司、政府机关、家庭等领域得到广泛应用。
从计算机的发展历史我们不难发现,计算机技术作为一项历史突破性技术,不断的在快速成长、更新和发展,而它的每次更新也都必然促进它自身的发展与推广。
2、新型计算机系统的出现
2.1 光子计算机
光子计算机是以光子代替电子,将光子作为计算机的传导粒子,将传统的导线连接创新为光互连接,传统的计算机硬件也将被光硬件设备取代。在运算形式上,光子计算机能够在并行度及运行速度上得到飞跃式提高。光子计算机的通讯量也是传统计算机望尘莫及的,此外,光子计算机还具有十分强大的纠错特性,能够确保当某一计算机出现问题时,其他的计算机能够继续安全运行,从而在一定程度上保护的计算机是计算结果的正确程度。
2.2 纳米计算机
纳米计算机使计算机在外观上大有改变,在能源的消耗方面,纳米技术具有十分明显的优势。纳米计算机技术使电脑耗材的使用量大大减少,提高了相关硬件的使用年限。因此,在诸多新兴计算机当中,纳米计算机可以说是最先进。
2.3 分子计算机
分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。计算机的转换开关由酶来充当,而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。DNA计算机消耗的能量非常小,只有电子计算机的十亿分之一,由于生物芯片的原材料是蛋白质分子,所以生物计算机既有自我修复的功能,又可直接与生物活体相联。
2.4 量子计算机
量子计算机是基于量子效应基础上开发的,它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态,利用激光脉冲来改变分子的状态,使信息沿着聚合物移动,从而进行运算。量子计算机在特征上介于器件与架构之间,量子计算机中数据用量子位存储。
3、计算机技术发展趋势预测
3.1 纳米技术将广泛发展和应用
由于纳米技术突破了计算机集成和处理速度的双重限制,因此需要大力发展该项技术,它也将随着科技发展的大趋势成为未来计算机发展的一个重要方向。量子计算机的运算速度可达每秒1万亿次,储存容量可达到1万亿亿二进位。随着纳米技术的发展,可以产生量子计算机和生物计算机,而它们的运算速度,存储能力都远远超过目前的计算机,因而纳米技术的进一步发展和应用,将是未来的一个重要方向。
3.2 改善计算机的体系结构
计算机是一个组合体,是一个具有不同功能的体系结构。当前计算机在结构设计方面主要是进行多任务的并行计算,这样可以利用同一台机器进行多个任务的处理。对于大型电脑来说,另一种发展趋势是集群系统,它能够给用户提高可靠性以及相融性。因此,为了提升当前计算机和用户之间的交互性,应该重点发展集群性的计算机系统,强化系统的可靠性以及兼容性。
3.3 网络技术的发展
计算机的运用越来越广泛,与人们的生活息息相关,这最主要的原因就是网络技术的发展。正是网络的出现与快速发展使得计算机有了更加广阔的发展空间。当前计算机的发展已经离不开网络。随着网络技术的不断的成熟和发展,人们和网络之间的联系也在不断的密切。这就使得未来的互联网云技术的发展提供了广阔的空间。因此,大力发展网络技术有利于计算机的发展。随着科技的进步,人们将步入物联网、智能电网的时代,这些都必须基于先进的网络技术。
3.4 软件技术
对于计算机来说,软件是非常重要的。目前主流的操作系统和计算机硬件性能作对比,软件性能作用不小。用实际使用系统来说,属于Microsoft的都形成了工业台式计算机的占多数的实际使用系统,还能促进对企业工程区域进展。数据库的作用越来越完整,不过针对数据内容的解决会脱离仅仅限制在数字与符号等,对于多媒体消息的解决还可以超过仍然还处于单一的进制代码文件的储备。程序语言是
软件性能的主要构成类别,因为互联网的通用性,多种类的语言逐一实行支撑互联网新技术。计算机协调工作性能同样仍然是现在软件技术进展的相同目标。
3.5 多媒体性能
多媒体性能的开拓与进展把服务器、路由器以及转换器诸多互联网需要的设施的技术明显提高,其中包含有用户端、内存、图形片诸多硬件性能。互联网使用人不再像原来一样被动地接受解决信息的形态,而是更加以踊跃主动的形式来进入现在的互联网空间。除此以外还有蓝牙技能的发明运用,令多媒体通信技能无线电、数字信息、个人区域网络、无线宽带局域网等快速更新。
事实上,多媒体性能数字化是促使将来技能扩展的主要方面。由于多媒体性能是电脑赖以生存与发展的基础,数字多媒体芯片性能就会变成将来多媒体性能生命里的核心。
4、结语
计算机技术是一个自我生存能力、自我发展能力极其强大、前途无量的一门新技术,软件、互联网、计算机系统组织、纳米等技术的运用,不仅是实现发展高速化、智能化、多元化和微型化的前提,还是未来计算机技术提高的关键环节。因此,总结和了解计算机技术发展的历史、现状并对其未来发展进行预测,能够有助于我们进一步发展计算机技术和计算机产业,更好地让计算机技术服务于我们的生产和生活。
参考文献
[1]彭斌.计算机技术发展中的创造与选择[D].南京:东南大学,2004.
[2]蒋天宏.计算机技术发展迅速的原因分析[J].科技创新导报,2008.
[3] 文德春.计算机技术发展趋势[J].科协论坛(下半月),2007(05).
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