分析计算机技术的发展态势

[摘 要]计算机作为20世纪最伟大的发明之一，对人类的生产和生活产生了深远的影响，本文简要介绍了计算机技术的诞生和发展过程及其在人类生活中的各种用途，利用类推法，以现在计算机技术的特征预测未来的发展态势，认为将会对人类社会产生无可估量的影响。

[关键词]计算机技术；发展态势

中图分类号：TP3-1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0122-01

1.计算机技术分析简介

计算机技术是进行计算机硬件系统设计、制造和软件开发并应用于各领域的技术，它是实现现代化的关键技术之一[1]，它主要包括数值计算领域和非数值应用领域两大部分。计算机技术的发展让计算机从军事领域进入社会生活领域，丰富了人们的生活，给人们的生产关注带来了便捷。计算机技术在科学领域占重要的地位，是一个国家科技水平的标志，其发展正得到世界各国的高度重视。计算机技术是第三次科技革命的标志，是推动整个人类科学技术发展的重要力量，是半个世纪以来发展最快、影响力最大的科技领域之一。

2.计算机发展历程

2.1 计算机电子管时代

20世纪40～50年代，最早的计算机是靠电子管来运行的，电子管时代是计算机发展最初形态，在这一时代，计算机的运行需要大量的电子管同时运作，占用体积很大，电子管也会产生大量热量，电子管因无法及时散发大量热量造成故障频发，计算机也因此经常无法正常工作，其程序是用人工手编的机器指令程序和符号语言，存储器采用水银延迟线，没有系统软件，运算采用二进位制技术，用程序处理存贮信息，这些硬件和软件技术，奠定了现代电子计算机技术基础。

2.2 计算机晶体管时代

进入20世纪60年代，电子管计算机已经不能适应人类科学技术的发展要求，科学家研制出了晶体管计算机。晶体管计算机比上一代电子管计算机处理数据速度快，不必担心因电子管需要散发大量热量而造成故障频发，因此使用寿命更长，这一时期的的计算机不但在硬件上比电子管时代更先进，科学家还给计算机设计了更高级的计算机的语言，让人们的操作更容易。

2.3 计算机集成电路时代

到了60年代后期，随着集成电路技术的发展，集成计算机应运而生，它的出现在计算机发展史上是具有里程碑意义的。集成电路把几千个晶体管元件集成在比手指甲还小的晶片上，它让计算机体积大大缩小；在这一时期还产生了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序，让人们更加便捷的操作和使用，计算机正式变成了大众化的科学工具。

2.4 计算机大规模集成电路时代

传统集成电路结构复杂，功能单一，已经不能满足社会发展需求，于是大规模集成电路出现了，从中央处理器、输入设备到输出设备，更多的元件被集合在一个芯片上，大大简化了计算机的硬件结构，运算速率更快，性能更强，因此正是大规模集成电路的出现让计算机变成了可以进入千家万户的“电脑”。

3.计算机技术发展趋势

3.1 巨型计算机

巨型计算机尽管其基本组成组件与我们常见的普通计算机相似，但规格与性能是普通计算机无法匹比的，具有超强的计算和处理数据的能力，它可以用极快的速率处理超大容量的数据。巨型计算机特点是：①运行速度非常快，巨型计算机的运算速度可以达到每秒百亿次以上；②存储空间巨大，其内存容量可达几百兆；③功能强大、应用范围广，被广泛用于国土、国防、航空航天、军事、气象、卫星等行业[2]。

3.2 神经网络计算机

神经网络计算机是模拟人类大脑神经高效的运算方式和功能而研究出的计算机，因此其显著特点就是可以模仿人脑进行判断。它有完善的神经网络算法，能够判断处理对象的性质与状态，它对信息的存储方式与传统的计算机不同，不存储在存储器，而储存在神经节点上，并有记忆、恢复能力，这种存储数据的方式的优点就是可以有效地避免数据泄露或丢失。

3.3 生物计算机

生物计算机也称仿生计算机，其结合了仿生学原理，芯片不再使用电子元件，用“蛋白质分子”构成的芯片替代了半导体硅片，利用有机化合物存储数据，其处理数据速度是现在计算机的10万倍，但能量消耗却只有现在计算机的十亿分之一，并具有很强的抗电磁干扰能力及超大容量的存储空间。生物计算机缺点是从其中提取信息比较复杂，使用不方便，这一缺点也使得其未能大规模推广使用。

3.4 光计算机

光计算机是利用光学原理开发研制的，其利用光进行计算和存储相信，取代了传统的电子。它以不同波长的光代表不同的数据，用光学将数据从一个芯片传送到另一个芯片上，这种处理数据的方式具有速度快、能耗低的特点。它取代了传统硅芯片计算机用总线将运算器、存储器、输入和输出设备相连接的体系结构，以空间光调制器为基础部件，把运算部分与存储部分之间用光内连技术连接，实现了运算部分可直接对存储部分进行并行存取。从物理特性上来说，光比电子更适合信息的传输， 使用光传输数据信息的优势有：①不易出错；②更强稳定性；③高速传输[3]。利用光波来处理计算机数据将是计算机发展的重要的一步，它会给我们带来更加快速的计算速度和强劲的运算能力，甚至将来会与生物科学等领域交叉融合，应用领域更加广泛。

3.5 纳米计算机。

纳米技术是一种新兴的技术，纳米本是计量单位，是10亿分之一米。纳米计算机是将纳米技术运用到计算机科学领域而研制的新型计算机，采用纳米技术制造的纳米芯片，其成本非常低，不需要大型的制造生产设备和车间，不需要庞大的员工队伍，只要在室内把设计好的分子合成就能制造纳米元件，再将纳米元件集成为芯片应用到计算机系统中的数据处理系统中，计算机的输入输出设备等主要部件等都可以用纳米元件制作，然后集成在纳米芯片上构成一个系统。纳米芯片可以大幅度提高计算机的性能，且基本不耗电，比今天的计算机在性能上强大很多。

3.6 量子计算机

量子计算机是应用量子力学规律进行高速的数据处理和存储信息的新型计算机技术，信息的存储能力要远比普通计算机大。量子计算机是本世纪人类科学界最伟大的科技挑战之一，它会改变传统的计算机计算方式，其基于量子力学规律的信息处理方式让其具有超快的运算速度和超强的运算能力，在解决一些复杂问题和海量数据搜索上具有巨大的潜力和价值。此外，量子计算机也可以模拟其他一些量子系统，在化学和生物学相关的复杂分子领域发挥作用。量子计算机会在不远的将来走出实验室，在人们的生活中产生深刻影响。

4.结束语

计算机的出现在科技界是革命性的，它无时无刻不在改变着我们的社会，给我们的工作和生活带来了诸多便利。计算机技术的发展一直是社会关注的热点，本文回顾了计算机的发展历史，展望分析了计算机技术发展态势，使读者了解了计算机技术的产生、对人类的影响和未来发展方向，以及如何更好地服务人类，认识到人类在计算机技术进步上做出的巨大努力。计算机技术发展态势必将会继续朝着更高、更强发展，持续为科学界带来无可估量的改变。

参考文献

[1]张艳斌.计算机技术发展趋势探析[J].学园.2012年9月第17期

[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.2010（01）：114-115.

[3]谢梅芳.论计算机技术发展过程中的创新[J].淮海工学院学报（社会科学版）.2011（15）：71-72