未来计算机科学与技术的发展趋势

2016-08-09杨作才

大科技 2016年33期

杨作才

未来计算机科学与技术的发展趋势

杨作才

（钟山县人工影响天气办公室广西贺州市钟山县 542699）

随着我国社会经济的不断发展，计算机科学技术也取得了较大进展，计算机科学技术已经被广泛应用于人们的工作和生活，给人们的生产生活带来了极大的便利。因此，对计算机科学技术的未来发展趋势进行探讨，对社会发展以及人类进步，都有着非常重要的现实价值。本文就计算机科学与技术进行了简要介绍，并对未来计算机科学与技术的整体发展方向和具体发展趋势进行了探讨，以供参考。

计算机；智能化；科学技术；发展趋势

前言

计算机科学技术的发展，给人们的生产生活带来了巨大改变，随着计算机技术的发展，推动了信息化时代的到来，使人们的生活更加高速化、智能化。计算机在各领域中的应用，极大地推动了社会的发展和进步。未来，计算机科学技术还将朝着更高、更广和更深的方向发展，为社会的发展做出更大贡献。

1 计算机科学与技术

自第一台计算机诞生以来，计算机科学与技术受到了各行各业极大的关注，随着计算机科学技术的不断完善，人们开始将计算机技术应用于各行各业，极大地改变了人们的生活方式。但是人们在享受计算机科学与技术所带来的便利的同时，也逐渐认识到了计算机科学技术给社会所带来的威胁，所以未来应充分发掘计算机科学与技术的优势，规避不利因素，使计算机科学与技术能够朝着更好的方向。

2 计算机科学与技术发展的原因分析

计算机科学与技术之所以能够发展如此迅速，是多种因素共同作用的结果，其原因主要在于：①是时代发展的需求，随着社会经济的发展，人们对信息处理的需求也急剧增加，需求的增加在一定程度上刺激了计算机科学与技术的发展。计算机技术只有不断发展，才能够满足人们的多样化需求，计算机新技术的成功研发，能够给企业带来巨大利益，因而在利益的驱动下，越来越多的企业投入更多的人力和物力到计算机领域中，极大地促进了计算机科学技术的发展。②信息共享是计算机科学技术发展的基础，信息共享能够给计算机研发人员提供更多的资料与技术支持，有助于缩短研发周期，降低研发成本，加速计算机科学技术的进步。③随着计算机技术研究的不断深入，其理论基础也更加完善，在实践中应用这些理论和理念，能够减少不必要的错误发生，另外通过不断总结实践经验，有助于促进计算机技术的革新。

3 未来计算机科学与技术的总体发展方向

计算机技术的发展是非常迅速的，可以说是日新月异。计算机技术在未来还会有更为广阔的发展前景，从计算机科学与技术未来的总体发展方向来看，计算机技术将会朝着更高、更深、更广的方向发展，为人们的生活带来更大便利，具体为：①朝更高的方向发展，主要表现在计算机主频的提高，会使得计算机未来的整体性能更加稳定，其速度也会获得更大提升。例如英特尔公司所研制的能集成10亿个晶体管的微处理器，通过在一台计算机使用成百上千个处理器，能够极大地提高计算机的总体性能。②朝更广的方向发展，即计算机的应用领域和网络化范围会进一步扩大，使得计算机无处不在，实现家用电器等用品的智能化和电子化。③超更深的方向发展，也就是说计算机未来会朝着人工智能的方向发展，计算机将会更加智能化，人们能够将网络上的复杂信息为己所用，计算机能够具备各种逻辑思维能力和感知能力，使人机交流更加方便，给人们提供更好的服务。

4 未来计算机科学与技术的发展趋势

计算机领域的变革是非常迅速的，随着现代科技的进步，计算机领域的更新速度更快，每隔几年，计算机领域就会发生较大变革。毋庸置疑，未来计算机科学与技术还会有更大的发展，计算机的功能也将会更加完善，给人们的生活会带来更大变革，根据近年来的计算机研究成果来看，未来计算机科学与技术的发展趋势主要有以下几个方面：

4.1 计算机运行高速化

计算机的运算速度是计算机应用过程中人们非常关心的问题，有研究报道，美国人研究出了一种提高计算机运行速度的新技术，主要是利用空气的绝缘性来实现，如果该技术能够得到普遍应用，能够使计算机的运行速度大幅提升。根据该原理，纽约保利技术公司研究出了一种新型电路，其芯片主要采用胶滞体导线连接，该胶滞体主要由90%的空气组成，具有较好的绝缘性质。芯片或晶体管之间信号的传递速度会直接影响计算机的运行速度，目前信号传递主要采用的硅二氧化物导线，但是该类导线在传递过程中会吸收部分信号，从而会导致信息传递时间延长，但是应用胶滞体导线，信息传递过程中基本不会吸收任何信号[1]，速度也就更快，所以未来对该技术的应用，能够极大提升计算机的运行速度。

4.2 光学计算机的发展

所谓光学计算机，就是把光作为传输媒介的计算机，与普通计算机相比，这种计算机具有非常明显的优势，首先光的速度是极快的，这是其他计算机所不具有的特征，另外光速具有一定的偏振和频率特征，能够极大地提高光学计算机的信息传输能力，提高计算机的运行速度。除此之外，光的发射可以不用任何导线，所以就算发生交会的情况，也不会对计算机的运行造成干扰，与普通计算机相比，光学计算机的智能化水平也明显较高。由此可见，光学计算机是人们所追求的比较理想的计算机，世界各国早在20世纪90年代就已经开始了对“光脑技术”的重点研究，德国、英国等科研队伍所研发出的光学计算机，不仅具有较高的运行速度，而且运行的准确率也非常高[2]。

4.3 生物计算机的发展

人们对于生物计算机的研究从20世纪80年代就已经开始了，生物计算机主要是利用生物芯片来改进计算机的整体性能。生物芯片中的信息传递主要采用波的形式，具有非常快的运算速度，所以生物计算机的运算速度是普通计算机的几十万倍，运算速度非常惊人，除此之外，生物计算机的能量消耗较小，具有非常强大的存储空间，所以与普通计算机相比，生物计算机具有非常明显的优势。目前，对于生物计算机的研究已经取得了一定的进展，未来将会对其进行更深入的研究，研发出微型生物计算机，使其能够取代人体器官进行修复和杀死病毒细胞的作用，更好地保障人们的身体健康。

4.4 量子计算机的发展

顾名思义，量子计算机就是基于量子理论所研发的计算机，具有较快的运行速度，量子计算机的相关信息数据都是采用量子的形式进行存储和传输，有助于软件利用率的提高。另外，量子态化的信息数据，主要基于测不准原理，所以很难被拦截和破译，具有较高的安全性。美国研究机构完成的锂离子量子缠结状态，极大地推动了量子计算机的研发。虽然量子计算机目前还处于构想阶段，实践层面还存在较多缺陷，但未来会加大对其研究，解决存在的问题，促进量子计算机的发展和应用。

4.5 纳米计算机的发展

就目前来看，纳米计算机应当属于比较高级的计算机，虽然纳米计算机在尖端领域已经得到乐较为广泛的应用，但是在社会领域的应用较少。纳米计算机既具有计算机的优势，又具有纳米技术的优势，能够对新老技术进行科学整合。纳米计算机能够使用较小的体积，处理较为丰富的信息资源，而且在操作方面也较为便捷。随着科学技术的发展，纳米计算机技术也在不断更新改进，在导电性能方面已经取得了较好的进展，纳米元件也受到了计算机技术团队越来越多的关注，纳米技术在计算机科学与技术中的应用，能够极大地提升纳米计算机的实用价值（见图1）。