計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展探究論文

　　摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)全球化、信息化發(fā)展的速度加快，計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得了更廣闊的發(fā)展空間，被越來(lái)越多的應(yīng)用在生活生產(chǎn)中的方方面面，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的普及為人們的生活行為方式帶來(lái)了極大的便利。本文針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展情況對(duì)未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行探討。

　　關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；智能；應(yīng)用

　　引言

　　計(jì)算機(jī)技術(shù)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中所運(yùn)用的技術(shù)方法和技術(shù)手段，計(jì)算機(jī)技術(shù)具有明顯的綜合特性，它與電子工程、機(jī)械工程、現(xiàn)代通信技術(shù)等緊密結(jié)合，因此發(fā)展很快�，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)已成為我國(guó)綜合競(jìng)爭(zhēng)力中重要的一部分，為我國(guó)的科學(xué)發(fā)展提供了充足動(dòng)力。在此基礎(chǔ)上本文對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，希望能促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和在各個(gè)領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用。

　　1 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程

　　計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程主要包括四個(gè)階段，1946年美國(guó)制造出了世界上的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，其中應(yīng)用了18800個(gè)真空管，它的出現(xiàn)在一定程度上改變了人類的思維和生活方式，為計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以，第一代計(jì)算機(jī)不僅體積龐大，而且耗電量巨大。1954年由美國(guó)科學(xué)家崔迪克研制出來(lái)的第二代晶體管計(jì)算機(jī)尺寸小、重量輕、效率高、功耗低，很好的彌補(bǔ)了第一代計(jì)算機(jī)的缺點(diǎn)。70年代中小規(guī)模集成電路將第三代計(jì)算機(jī)體積進(jìn)一步減小，可靠性及速度進(jìn)一步提高。信息產(chǎn)業(yè)作為技術(shù)與知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)，為了適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)的需要，第四代計(jì)算機(jī)便應(yīng)運(yùn)而生。第四代計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的大量生產(chǎn)， 計(jì)算機(jī)被廣泛的應(yīng)用到公司企業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ�活中[1]。

　　2 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　2.1 普及性和發(fā)展性

　　計(jì)算機(jī)技術(shù)正逐漸成為社會(huì)發(fā)展的重要生產(chǎn)力，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)融入了人類生活中的方方面面，如視頻聊天、移動(dòng)支付、網(wǎng)絡(luò)約車等，充分體現(xiàn)出科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)面向的用戶群體從之前的軍事和科研等轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)個(gè)的普通家庭。毋庸置疑，計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)成為人類生活學(xué)習(xí)的重要組成部分，對(duì)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。

　　2.2 專業(yè)化和智能化

　　計(jì)算機(jī)技術(shù)正朝著專業(yè)化和智能化兩個(gè)方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)在越來(lái)越多的細(xì)分領(lǐng)域開(kāi)花結(jié)果，逐漸變得專業(yè)化，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能、面部識(shí)別、智能家居等領(lǐng)域[3]。與此同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的使用更加傾向于交流互動(dòng)性，網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)逐漸替代了單機(jī)模式，大大提高了計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合性。

　　2.3 微型化和人性化

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐漸普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)在許多領(lǐng)域都取得了突破性的進(jìn)展。計(jì)算機(jī)的更新速度變快了，人們對(duì)于計(jì)算機(jī)的便攜性和計(jì)算機(jī)技術(shù)的先進(jìn)性也提出了更高的要求，電腦越做越小，手機(jī)越做越薄，計(jì)算機(jī)技術(shù)還可以將更多的實(shí)用功能集成到手表之內(nèi)。計(jì)算機(jī)技術(shù)可根據(jù)不同人群的需求，加以創(chuàng)新和改進(jìn)，更多的體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)技術(shù)的人性化和個(gè)性化。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的核心功能中增加人性化功能，需要設(shè)置更多獨(dú)立且相互聯(lián)系的組件，這不僅是計(jì)算機(jī)微型化和人性化的難度所在，也對(duì)微型傳感器等計(jì)算機(jī)相關(guān)設(shè)備提出了新的要求。

　　3 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展展望

　　3.1 光計(jì)算機(jī)

　　與傳統(tǒng)硅芯片計(jì)算機(jī)不同，光計(jì)算機(jī)用光信號(hào)代替電子進(jìn)行信息處理和存儲(chǔ)的新型計(jì)算機(jī)， 其在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)主要利用的是光子和光運(yùn)算，運(yùn)算部分可直接對(duì)存儲(chǔ)部分進(jìn)行并行存取，運(yùn)算速度極高、耗電極低[4]。光子計(jì)算機(jī)還具有很多優(yōu)勢(shì)，比如，不會(huì)受到電磁場(chǎng)的影響，信息傳輸中畸變和失真小，超大規(guī)模的信息存儲(chǔ)容量及低能量消耗、低發(fā)熱量等。光計(jì)算機(jī)在未來(lái)將廣泛的應(yīng)用于特殊領(lǐng)域，比如預(yù)測(cè)天氣、監(jiān)測(cè)氣候等一些復(fù)雜而多變的過(guò)程等[5]。

　　3.2 化學(xué)、生物計(jì)算機(jī)

　　在運(yùn)行機(jī)理上，化學(xué)計(jì)算機(jī)以化學(xué)制品中的微觀碳分子作信息載體，來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸與存儲(chǔ)。生物計(jì)算機(jī)，也被稱之為仿生計(jì)算機(jī)，主要原材料是生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子，并以此作為生物芯片來(lái)替代半導(dǎo)體硅片，利用有機(jī)化合物存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。生物計(jì)算機(jī)的基本原理是用生化反應(yīng)來(lái)模擬計(jì)算機(jī)操作，生物計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于其所依托的生物體本身的多樣性和復(fù)雜多變的生理現(xiàn)象[6]。生物計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度要比當(dāng)今最新一代計(jì)算機(jī)快10萬(wàn)倍，它具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，并且能徹底消除電路之間的干擾。能量消耗僅相當(dāng)于普通計(jì)算機(jī)的十億分之一，且具有巨大的存儲(chǔ)能力。這為生物計(jì)算機(jī)帶來(lái)了很多優(yōu)勢(shì)，不僅表現(xiàn)在體積小功率高，而且存儲(chǔ)和芯片也具有一定的可靠性[7]。

　　3.3 量子計(jì)算機(jī)

　　量子計(jì)算機(jī)的概念來(lái)源于對(duì)可逆計(jì)算機(jī)的研究，在可逆計(jì)算的模型中使用的能量很低。量子信息科學(xué)的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)真正意義上的量子計(jì)算機(jī)和實(shí)現(xiàn)絕對(duì)安全的、可實(shí)用化的長(zhǎng)程量子通信。量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置[8]。量子計(jì)算機(jī)與現(xiàn)有的電子計(jì)算機(jī)和正在研究的生物計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)等的根本區(qū)別在于，其信息單元不是比特（bit），而是量子比特（qubit），即兩個(gè)狀態(tài)是0和1的相應(yīng)量子態(tài)疊加，因此，單個(gè)量子CPU具有非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)平行處理能力，而且其運(yùn)算能力隨著量子處理器的增加呈現(xiàn)出指數(shù)倍的增強(qiáng)，所以量子計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)處理的運(yùn)算時(shí)間大幅度減小[9]。目前，很多專家學(xué)者也在不斷的研究量子計(jì)算機(jī)，研究量子計(jì)算機(jī)的目的不是要用它取代現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，而是去解決一些經(jīng)典計(jì)算機(jī)無(wú)法解決的問(wèn)題。

　　3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)

　　人腦總體運(yùn)行速度相當(dāng)于每妙1000萬(wàn)億次的電腦功能，可把生物大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)看做一個(gè)大規(guī)模并行處理的、緊密耦合的、能自行重組的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。從大腦工作的模型中抽取計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)模型，用許多處理機(jī)模仿人腦的神經(jīng)元機(jī)構(gòu)，將信息存儲(chǔ)在神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)中，并采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)[10]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的信息不是存在存儲(chǔ)器中，而是存儲(chǔ)在神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)網(wǎng)中。若有節(jié)點(diǎn)斷裂，電腦仍有重建資料的能力，它還具有聯(lián)想記憶、視覺(jué)和聲音識(shí)別能力。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　總而言之，計(jì)算機(jī)技術(shù)在社會(huì)中有著廣泛的應(yīng)用范圍，也在社會(huì)中發(fā)揮了高效的社會(huì)功能。現(xiàn)階段，我國(guó)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平與國(guó)際應(yīng)用水平還存在著一定的差距，相信隨著我國(guó)科研人員對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷研究，計(jì)算機(jī)技術(shù)必將得到更加高速的發(fā)展。

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