计算机技术发展趋势及实际应用

刘晖

摘 要：计算机的发展将趋向微型化、便携化、云处理和智能化，网络技术将使米计算机将具有学习、适应性、判断、一定的自然语言能力，使计算机进入人工智能时代。计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它实现了远程通信、远程信息处理和资源共享等，这种日趋完善的计算机将推动了计算云技术的诞生，对人类社会的工作和生活产生深远的影响。

关链词：计算机发展趋势；云处理；计算机网络

1 计算机的发展历史是由以下几个阶段构成的

1.1 第一代计算机

世界上第一台计算机是美国宾夕法尼亚大学于1946年研制成功的ENIAC（电子数字积分计算机）。第一代计算机的主要特点是：硬件方面，采用电子管为基本逻辑电路元件，主存储器采用延线或磁鼓（后期采用了磁芯），外存储器采用磁带存储器，计算机体积庞大、功耗大、可靠性差、价格昂贵；软件方面，最初只能使用机器语言，编写程序、修改程序都很不方便，50年代中期以后才出现了汇编语言，但仍未从根本上解决编制程序的困难，因而计算机应用很不普遍。但是，第一代计算机所采用的基本技术（采用二进制、存储程序控制的方法）却为现代计算机技术的发展奠定了坚实的理论基础。

1.2 第二代计算机

也称为晶体管计算机时代，其主要特点是：硬件方面，采用晶体管为基本逻辑电路元件，主存储器全部采用磁芯存储器，外存储器采用磁鼓和磁带，计算机的系统结构也从第一代的以运算器为中心改为以存储器为中心，从而使得计算机的速度提高、体积减小、功耗减低、可靠性增强（1）；软件方面，创立了一系列高级程序设计语言，并且提出了多道程序设计、并行处理和可变的微程序设计思想。从此，计算机的应用也从单一的计算发展到了数据、事务管理和过程控制。

1.3 第三代计算机

称为集成电路计算机时代，其主要特点是：硬件方面，计算机主要逻辑部件采用中、小规模集成电路，主存储器从磁芯存储器逐步过渡到了半导体存储器，使得计算机的体积进一步减小，运算速度、运算精度、存储容量以及可靠性等主要性能指标大为改善；软件方面，对计算机程序设计语言进行了标准化工作，并提出了计算机结构化程序设计思想。此外，在产品的系列化、计算机系统之间的通迅方面都得到了较大发展，计算机的应用领域和普及程度有了迅速的发展。

1.4 第四代计算机

计算机进入了超大规模集成电路计算机时代。其主要的特点是：硬件方面，计算机逻辑部件由大规模和超大規模集成电路组成（2），主存储器采用半导体存储器，提供虚拟能力，计算机外围设备多样化、系列化；软件方面，实现了软件固化技术，出现了面向对象的计算机程序设计编程思想，并广泛采用了数据库技术、计算机网络技术。

1.5 计算机的发展趋势

随着大规模、超大规模集成电路的广泛应用，计算机在存储的容量、运算速度和可靠性等各方面都得到了很大的提高。在科学技术日新月异的今天，各种新的器件不断出现，人们正试图用光电子元件、超导电子元件、生物电子元件等来代替传统的电子元件，制造出在某种程度上具有模仿人的学习、记忆、联想和推理等功能的新一代的计算机系统（3）。计算机系统正朝着微型化、便携化、云处理和智能化等方向更深入发展。

2 计算机互联网的兴起

最早的Internet，是由美国国防部高级研究计划局建立的。现代计算机网络的许多概念和方法，如分组交换技术都来自ARPAnet。 ARPAnet不仅进行了租用线互联的分组交换技术研究，而且做了无线、卫星网的分组交换技术研究-其结果导致了TCP/IP问世。

1977-1979年，ARPAnet推出了目前形式的TCP/IP体系结构和协议。1980年前后，ARPAnet上的所有计算机开始了TCP/IP协议的转换工作，并以ARPAnet为主干网建立了初期的Internet。1983年，ARPAnet的全部计算机完成了向TCP/IP的转换，并在 UNIX（BSD4.1）上实现了TCP/IP。ARPAnet在技术上最大的贡献就是TCP/IP协议的开发和应用。2个著名的科学教育网CSNET和BITNET先后建立。1984年，美国国家科学基金会NSF规划建立了13个国家超级计算中心及国家教育科技网。随后替代ARPANET的骨干地位。 1988年Internet开始对外开放。1991年6月，在连通Internet的计算机中，商业用户首次超过了学术界用户，这是Internet发展史上的一个里程碑，从此Internet成长速度一发不可收拾。

3 云计算的兴起

由于计算机硬件技术的发展和计算机网络的日趋成熟，云计算的基本条件已经成熟，云计算的核心思想就是将大量网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心，用户不用再担心数据丢失和病毒入侵。此外，云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。基于云计算为存储和管理数据提供了几乎无限多的空间，也为我们完成各类应用提供了几乎无限强大的计算能力。我们可以用它来做的事情就是无限多的。通过云计算服务提供商提供的云存储技术，就可以在任何有互联网的地方使用比移动硬盘更加快捷方便的服务。地图导航在没有GPS的时代，每到一个地方，我们都需要一个新的当地地图而现在，我们只需要一部手机，就可以拥有一张全世界的地图。甚至还能够得到地图上得不到的信息，例如交通路况，天气状况等等。正是基于云计算技术的GPS带给了我们这一切。

云计算将为学校与科研单位提供实效化的研发平台。云计算应用已经在一些单位和高校中得到了初步应用，并取得了很好的应用效果。在未来，云计算将在我国学校与科研领域得到广泛的应用普及，各大高校将根据自身研究领域与技术需求建立云计算平台，并对原来各下属研究所的服务器与存储资源加以有机整合，提供高效可复用的云计算平台，为科研与教学工作提供强大的计算机资源，进而大大提高研发工作效率（4）。“云计算”对我国是降低计算成本的大好机遇，可以让每一个中国人享受到信息革命的成果，使信息与知识能够低成本高效率分享。当企业成功演进到“云”，最直观的效果就是降低了运营成本。通过云计算，可以把分散的、低效的、低水平的数据中心逐步淘汰，让子公司的IT变得不再重要，因而大大降低运维成本和使用成本。

由于以上原因，计算机在将来必将出现能满足人们需求的智能性，可以使人们摆脱重复的工作和单调的操作，使人们的生活更加的便捷，比如未来的的人将不再需要现在的身份证，银行卡等，只需要带上一个便携式的移动终端就可以，这个终端可以是手机，也可以是一块电子手表等，通过它们我们将可以支付账单、购买车票等等，现在的实体纸张类型的票具和现金将会被计算机电子化，这样我们出门旅行只需要上移动终端就可以走遍天下。

参考文献

[1] 杨民东，谈高师院校的多媒体辅助教学，中国高教研究，2002.1

[2]Gartner.Gartner Introduces the Infrastructure MaturityModel [R].Publication Date：2004-11-19，ID Number： 600123095

[3] Velte A T， Velte T J ， Elsenpeter R.云计算实践指南[M].周庆辉，陈宗斌等译.北京：机械工业出版社，2010：9-35，211-239

[4]赵立威，方国伟.让云触手可及—微软云计算实践指南[M].北京：电子工业出版社，2010：19-32，67-90