计算机技术范文

2019-08-29 版权声明

计算机技术

计算机技术篇1

【摘 要】就当前社会发展现状而言,计算机可谓是一个前途无量的新兴技术产业,其对人们工作与生活都有着极大的影响作用,已成为目前人们生活和生产中不可缺少的必需品。在未来的社会发展中,计算机的普及与应用已成为社会发展的必然趋势,更是现代化社会发展的主要目标。本文通过对计算机技术发展史的回顾,阐述了选择与创新在计算机发展中的重要意义,指出创新是计算机技术发展的关键,并对未来计算机与计算机技术的发展指明发展方向,以供相关工作人员参考。

【关键词】计算机技术;计算机;发展;微型计算机

计算机技术的普及已成为社会发展的必然趋势,在未来的社会发展中,计算机技术必然将朝着超高速、超小型、平行面处理和智能化方向发展。尽管在目前的社会发展中受到物理极限的约束与影响,以硅芯片为主的计算机核心部件和中央处理器性能持续增长。作为Moore定律驱动下不断影响,驱动器不断的发展和优化,并在工作中逐步形成了以晶体管为主的微型处理器,其性能更是高达10万MIPS(1000亿条指令/秒)。这种计算机核心元件的出现对于计算机技术的更进与优化有着十分重要的意义,同时对于全面开展计算机技术工作流程和模式显得更为有效和可靠。在未来计算机技术的发展中,超高速、微型化和智能化的计算机将成为人们工作研究的主要重点,也是在工作中将计算机技术形成多个数据处理的核心理念。基于目前计算机技术的稳定、明显和快速发展,超高速计算机将成为未来计算机得以改变和发展的主要基础,也是在生活中将各种相关因素融入和运用到计算机中的主要方法和手段。

一、计算机技术的发展史

计算机诞生之初,其主要的作用是用于计算导弹的运行弹道。但是由于在过去的工作中计算机成本较为昂贵,在上个世纪五十年代以前,计算机主要应用在军事领域。直到上个世纪六七十年代,计算机成本逐步降低,使得部分单位和企业有能力在工作中采用计算机进行工作,也使得计算机技术得到飞速发展。随着Intel4位中央处理器的诞生以及普及,在1982年,世界上第一台个人计算机诞生,并被成功的应用在家庭。到了上个世纪九十年代末期,计算机技术已经成功的应用在诸多家庭和企业,同时设计领域也逐步广泛企业。在这种社会现状下,计算机技术的发展与应用逐步形成了两个不同的方向和趋势,其一主要指的是被应用在科研机构、军事机构的计算机,由于这些领域往往都是计算困难、计算精度较高的工作环节,因此在计算就发展中对于计算机的计算能力和计算精确度提出了新的要求。其二主要指的是在工作中应用在家庭和中小企业的计算机,这些计算机可以说主要是往实惠、小体积和轻重量的方向发展。纵观计算机发展史我们可以得知,计算机创新能力的推动与普及与人们生活和社会发展紧密相连,其在工作中也推动了整个社会领域的正常进行。

二、计算机现状

计算机技术在当今社会中发挥着不可替代的作用,对于促进社会信息化的实现有着主导作用。伴随着科学技术的深入发展,计算机技术也逐步实现了硬件系统与软件系统同步发展的核心技术观念,也在工作中实现了信息化、现代化的核心技术处理要求。

(一)现代微型处理器的情况

在当前社会中,计算机技术的性能提升和处理主要在于发展微型处理器,这也是目前计算机发展的整体趋势,在计算机发展工作中,其主要的实质在于提高处理器芯片中的晶体线宽与尺寸的大小。一般在研究的过程中,多采用较短的波长来曝光光源,从而做打破掩膜曝光要求。如今的微型处理器发展与计算中,主要是通过紫外线进行运用和曝光光源的管理与申花,并且在工作中对于深层芯片进行全面总结和处理,这种工作流程和工作方式多是采用量子效应与电子行为来进行分析,这种社会分析现状也是微处理器发展的首要基础。所以也就引起专家的注视,紫外线光源对微处理器性能的提升已经没有多大作用了。

(二)以纳米为主的电子科学技术

伴随着科学技术的不断提高,各种先进材料不断的引进,进而对微处理器进行优化和总结。就目前的计算机应用与发展分析而言,在计算机工作中,准确高效的计算机技术和微型化电子元件的需求已成为人们对计算机发展提出的新观念,但就目前的社会现状而言这种目标还远远没有达到。因此在未来的计算机发展中,我们不仅要深入研究计算机处理技术,同时更是要引进各种新材料、新技术。在这种现状之下,以纳米为主的计算机技术已成为目前我们工作和认识的重点形式,也是当前社会发展中存在的核心问题。

三、计算机技术发展趋势预测

伴随着科学技术的不断发展和国民经济的进步,计算机技术在人们生活和工作中发挥着越来越重要的作用。二十一世纪作为一个信息时代,人类在生活、工作中都进入了智能化、信息化时代,对各种先进技术和信息要求都越来越高,以计算机为基础的新技术已成为目前社会发展的关键。

(一)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。其中,当前计算机主流的体系结构是并行计算,可以同时处理不同的问题,几乎所有的大型工作站或微型电脑都具备此功能;此外,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。

(二)网络技术的发展

如今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。通过网络。人们可以进行商品的买卖、娱乐、了解更多的信息。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,人们将步人物联网、智能电网的时代。这些都必须基于先进的网络技术。

四、未来计算机发展

1、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。量子计算机中数据用量子位存储。由于量子叠加效应,一个量子位可以是0或1,也可以既存储0又存储1。因此一个量子位可以存储2个数据,同样数量的存储位,量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算,其运算速度可能比目前个人计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。

光子计算机即全光数字计算机,以光子代替电子,光互连代替导线互连,光硬件代替计算机中的电子硬件,光运算代替电运算。

与电子计算机相比,光计算机的“无导线计算机”信息传递平行通道密度极大。一枚直径5分硬币大小的棱镜,它的通过能力超过全世界现有电话电缆的许多倍。光的并行、高速,天然地决定了光计算机的并行处理能力很强,具有超高速运算速度。超高速电子计算机只能在低温下工作,而光计算机在室温下即可开展工作。光计算机还具有与人脑相似的容错性。系统中某一元件损坏或出错时,并不影响最终的计算结果。

六、结语

计算机是一个前途无量的新兴技术。它对人们工作与生活的意义重大。已经成为了人们生产和生活中的必备品。另外。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。

计算机技术篇2

摘要:计算机技术是20世纪给人的生活带来最大变革的技术。今后计算机技术的发展将表现为高性能化、网络化、大众化、智能化、人性化、功能综合化特征,网络的世界将会越来越强大,也会成为我们生活不可缺少的一员。 在硬件逐步发展的今天,软件技术的发展将呈现平台网络化、技术对象化、系统构件化、产品领域化、开发过程化、的趋势。

关键词:计算机;网络;计算机技术

中图分类号:TP393.08 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 03-0000-01

Computer and Computer Technology

Sun Miaoyuan

(Computer Institute of Suihua College,Suihua152000,China)

Abstract:Computer technology is giving people the life of the 20th century,the greatest changes in technology.The future development of computer technology will appear as high-performance,network-based,

popular,intelligent,humane,functional integration features,the network of the world will be more powerful,will also become indispensable to our lives,today in the progressive development of hardware,software technology will show on network platform,technical objects,system components,the product of the field development trends.

Keywords:Computer;Network;Computer technology

随着计算机技术的发展,人们的生活发生了翻天覆地的变化,生活中的一切变得简单和便利。计算机技术给我们的生活带来的便利是任何一项发明也无法比拟的,利用计算机我们能随时记录生活的琐事、国家的大事、世界的局势……网络已经成为一种获取信息的最主要方式。我们现在生活的时代可谓是“信息时代”,自1946年世界上的第一台电子计算机ENIAC诞生以来,计算机与网络已逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。

目前,计算机的应用减少了人类很多重复的脑力劳动、大大丰富了人类的创造力、提高了社会的生产力,如Internet从1989年转向民用到2011年这22年中,互联网的应用不仅改变了人们获取信息的渠道与信息量,而且改变了人们的生活方式。

一、计算机的发展历程

(一)按计算机总体发展阶段划分

计算机的发展按照不同标准可以划分为不同的发展阶段,按计算机总体发展将诶段来划分,计算机的发展产生了飞跃式发展。

第一次飞跃,产生了电子计算机,在硬件上研发了电子触发器、ENIAC和冯•诺依曼结构;在软件上建立了贝尔实验室等,这时计算机技术已经被应用于日本铁路售票系统、斯坦福专家系统等处。第二次飞跃,微型计算机的发明,研发了pc机、单片机等,MICROSOFT公司建立,出现了许多技术与产品,如各种工作站,应用了客户机、数据库技术。第三次飞跃,是网络与多媒体的时代,计算机与多媒体相结合,与internet相结合走上了迅速发展的轨道。未来发展将是全球信息化的时代,计算机及网路将遍布每一角落。

(二)按主器件发展阶段划分

通常按照计算机主器件的发展阶段来划分,计算机的发展总共经历了五代。

第一代计算机:1945―1958年,电子管。第二代计算机:1958―1964年,晶体管。第三代计算机:1964―70年代,中小规模集成电路。第四代计算机:70年代中期以后,(超)大规模集成电路。第五代计算机:―现在 ,神经元计算机。

二、分布式计算机的带动作用与发展

(一)分布式计算的带动作用

随着分布式计算的发展,分布式计算的应用会渐入民用市场。如云计算和一些网格计算项目都开始对公众开放,带动新的计算模式逐渐被民众所认识,在民间推而广之。展望未来,一个普通的程序员可以像现在编写单机程序一样简单,开发原有只有在超级计算机环境下才可以运行的应用程序。

随着分布式计算的发展,人工智能应会得到很好发展。目前,人工智能发展得比较缓慢,其主因在于它要求大量计算与存储作为支撑。

随着分布式计算的发展,大量服务器结合起来成为可能。组成比深蓝更强大的计算机,将是完全有可能实现的。

(二)分布式计算的发展路径

由于分布式计算与网络的发展,终端设备所要求的计算能力会有所下降,由于减少了终端的计算量在相同使用的情况下也会提高移动设备的待机时间,从而更好地适应了应用者对手机等移动设备的技术性要求。

由于BS应用的普及性、成熟性与便捷性已得到普遍认可,BS应用模式也可以很好地与分布式计算结合。以BS为中心的应用,会更为普及,乃至“遍地开花”。

通过分析可以看出,未来会以分布计算中心为核心,建立起一条将分布式计算嵌入计算商业化的产业链。 随着分布计算中心的建立,分布式应用提供商的门槛大为降低,有可能几个有创意的年轻人就可以做一个了不起的应用服务,这样会大大促进社会的发展与生产力的提高。

三、计算模式发展所带来的新问题及其应对

首先,至关重要的是目前还没有一个模式标准或协议。这是IT业界的一个普遍存在的问题,致使其从技术研发进入市场运营后,常会因提供商的变更,面临再次进行完全性的重新开发,极度浪费人力与资源。应对思路是政府、企业、学术/技术、行业协会等几方面共同研究、制定、推动。涉及全球性的还需要国际交流与合作。

其次,由于目前缺少成熟的开发与调试环境,严重影响分布式计算模式的发展进程。应对思路是进一步整合资源、共享管道、扩大合作、集聚优势。

专家认为未来计算机的发展趋势是:微处理器速度将继续提升,英特尔公司计划在未来几年内制造出每个芯片上有10亿个晶体管的中央处理器,个人电脑将具有原来的高性能服务器所具有的处理能力;高性能计算机采用分布式共享存储结构,将拥有1GHz以上的时钟频率;每个芯片有4个8路并行的以及更为复杂的GISC接点;计算机将采用更先进的数据存储技术;外设将走向高性能、网络化和集成化并且更易于携带;输出输入技术将更加智能化、人性化,随着笔输入、语音识别、生物测定、光学识别等技术的不断发展和完善,人与计算机的交流将更加便捷。

总之,本文是通过对计算机计算应用与发展历程的回顾,来阐述笔者对未来计算机技术发展前景的展望。期待与相关业者和同仁交流,相互有所补益。今后计算机技术的发展将表现为高性能化、网络化、大众化、智能化与人性化、功能综合化,计算机网络将呈现出全连接的、开放的、传输多媒体信息的特点。

参考文献:

[1]秦昌平.计算机应用基础实训教程[M].北京:中国电力出版社,2004

计算机技术篇3

计算机的关键技术继续发展

未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束,采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。作为Moore定律驱动下成功企业的典范Inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处理器,并预计在2010年推出集成10亿个晶体管的微处理器,其性能为10万MIPS(1000亿条指令/秒)。而每秒100万亿次的超级计算机将出现在本世纪初出现。超高速计算机将采用平行处理技术,使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理,这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。

同时计算机将具备更多的智能成分,它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段(如语音输入、手写输入)外,让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现,虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。

传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升,新的海量存储技术趋于成熟,新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB(以一本书30万字计,它可存储约1500万本书)。信息的永久存储也将成为现实,千年存储器正在研制中,这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是,今日的大量文献可以原汁原味保存、并流芳百世。

新型计算机系统不断涌现

硅芯片技术的高速发展同时也意味着硅技术越来越近其物理极限,为此,世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机,计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪走进我们的生活,遍布各个领域。

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。

量子计算机中数据用量子位存储。由于量子叠加效应,一个量子位可以是0或1,也可以既存储0又存储1。因此一个量子位可以存储2个数据,同样数量的存储位,量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算,其运算速度可能比目前个人计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。目前正在开发中的量子计算机有3种类型:核磁共振(NMR)量子计算机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。预计2030年将普及量子计算机。

光子计算机

光子计算机即全光数字计算机,以光子代替电子,光互连代替导线互连,光硬件代替计算机中的电子硬件,光运算代替电运算。

与电子计算机相比,光计算机的“无导线计算机”信息传递平行通道密度极大。一枚直径5分硬币大小的棱镜,它的通过能力超过全世界现有电话电缆的许多倍。光的并行、高速,天然地决定了光计算机的并行处理能力很强,具有超高速运算速度。超高速电子计算机只能在低温下工作,而光计算机在室温下即可开展工作。光计算机还具有与人脑相似的容错性。系统中某一元件损坏或出错时,并不影响最终的计算结果。

目前,世界上第一台光计算机已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意大利的70多名科学家研制成功,其运算速度比电子计算机快1000倍。科学家们预计,光计算机的进一步研制将成为21世纪高科技课题之一。

生物计算机(分子计算机)

生物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。

20世纪70年代,人们发现脱氧核糖核酸(DNA)处于不同状态时可以代表信息的有或无。DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据,DNA分子间通过生化反应,从一种基因代玛转变为另一种基因代码。反应前的基因代码相当于输入数据,反应后的基因代码相当于输出数据。如果能控制这一反应过程,那么就可以制作成功DNA计算机。

蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多,彼此相距甚近,生物计算机完成一项运算,所需的时间仅为10微微秒,比人的思维速度快100万倍。DNA分子计算机具有惊人的存贮容量,1立方米的DNA溶液,可存储1万亿亿的二进制数据。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。预计10~20年后,DNA计算机将进入实用阶段。

纳米计算机

“纳米”是一个计量单位,一个纳米等于10[-9]米,大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域,最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子,制造出具有特定功能的产品。

现在纳米技术正从MEMS(微电子机械系统)起步,把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片,其体积不过数百个原子大小,相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源,而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。

目前,纳米计算机的成功研制已有一些鼓舞人心的消息,惠普实验室的科研人员已开始应用纳米技术研制芯片,一旦他们的研究获得成功,将为其他缩微计算机元件的研制和生产铺平道路。

互联网络继续蔓延与提升

今天人们谈到计算机必然地和网络联系起来,一方面孤立的未加入网络的计算机越来越难以见到,另一方面计算机的概念也被网络所扩展。二十世纪九十年代兴起的Internet在过去如火如荼地发展,其影响之广、普及之快是前所未有的。从没有一种技术能像Internet一样,剧烈地改变着我们的学习、生活和习惯方式。全世界几乎所有国家都有计算机网络直接或间接地与Internet相连,使之成为一个全球范围的计算机互联网络。人们可以通过Internet与世界各地的其它用户自由地进行通信,可从Internet中获得各种信息。

回顾一下我国互联网络的发展,就可以感受到互联网普及之快。近三年中国互联网络信息中心(CNNIC)对我国互联网络状况的调查表明我国的Internet发展呈现爆炸式增长,2000年1月我国上网计算机数为350万台,2001年的统计数为892万台,翻一番多;2000年1月我国上网用户人数890万;2001年1月的统计数为2250万人,接近于3倍;2000年1月CN下注册的域名数为48575,2001年1月的统计数为122099个,接近于3倍;国际线路的总容量目前达2799M,8倍于2000年1月的351M。

人们已充分领略到网络的魅力,Internet大大缩小了时空界限,通过网络人们可以共享计算机硬件资源、软件资源和信息资源。“网络就是计算机”的概念被事实一再证明,被世人逐步接受。

在未来10年内,建立透明的全光网络势在必行,互联网的传输速率将提高100倍。在Internet上进行医疗诊断、远程教学、电子商务、视频会议、视频图书馆等将得以普及。同时,无线网络的构建将成为众多公司竞争的主战场,未来我们可以通过无线接入随时随地连接到Internet上,进行交流、获取信息、观看电视节目。

移动计算技术与系统

随着因特网的迅猛发展和广泛应用、无线移动通信技术的成熟以及计算机处理能力的不断提高,新的业务和应用不断涌现。移动计算正是为提高工作效率和随时能够交换和处理信息所提出,业已成为产业发展的重要方向。

移动计算包括三个要素:通信、计算和移动。这三个方面既相互独立又相互联系。移动计算概念提出之前,人们对它们的研究已经很长时间了,移动计算是第一次把它们结合起来进行研究。它们可以相互转化,例如,通信系统的容量可以通过计算处理(信源压缩,信道编码,缓存,预取)得到提高。

移动性可以给计算和通信带来新的应用,但同时也带来了许多问题。最大的问题就是如何面对无线移动环境带来的挑战。在无线移动环境中,信号要受到各种各样的干扰和衰落的影响,会有多径和移动,给信号带来时域和频域弥散、频带资源受限、较大的传输时延等等问题。这样一个环境下,引出了很多在移动通信网络和计算机网络中未遇到的问题。第一,信道可靠性问题和系统配置问题。有限的无线带宽、恶劣的通信环境使各种应用必须建立在一个不可靠的、可能断开的物理连接上。在移动计算网络环境下,移动终端位置的移动要求系统能够实时进行配置和更新。第二,为了真正实现在移动中进行各种计算,必须要对宽带数据业务进行支持。第三,如何将现有的主要针对话音业务的移动管理技术拓展到宽带数据业务。第四,如何把一些在固定计算网络中的成熟技术移植到移动计算网络中。

面向全球网络化应用的各类新型微机和信息终端产品将成为主要产品。便携计算机、数字基因计算机、移动手机和终端产品,以及各种手持式个人信息终端产品,将把移动计算与数字通信融合为一体,手机将被嵌入高性能芯片和软件,依据标准的无限通信协议(如蓝牙)上网,观看电视、收听广播。在Internet上成长起来的新一代自然不会把汽车仅作为代步工具,汽车将向用户提供上网、办公、家庭娱乐等功能,成为车轮上的信息平台。

跨入新世纪的门槛,畅想未来之时,我们不妨回顾本世纪人们对计算机的认识。1943年IBM总裁ThomasWason说“我认为全世界市场的计算机需求量约为五台”。1957年美国PrenticeHall的编辑撰文“我走遍了这个国家并和许多最优秀的人们交谈过,我可以确信数据处理热不会热过今年”。1968年IBM的高级计算机系统工程师的微晶片上注解“但是……它究竟有什么用呢?”。1977年数字设备公司的创始人和总裁KenOlson说“任何人都没有理由在家里放一台计算机”。愿我们的所言也将被证明是肤浅的、保守的。

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