浅谈计算机技术及未来发展

郭子健　黄威威

摘 要：自从世界第一台计算机问世将近一百年历史了，从初代占地几间房子到现在可随身携带，计算机的发展大家有目共睹。计算机的进步也方便了科学研究，变成良性循环。跟着科学的发展，计算机也将有不同的发展方向。本文主要阐述了世界计算机的历史，并对计算机未来做出一些猜测。

关键词：计算机技术;未来发展

一、计算机发展历史

在1946年2月，美国的宾夕法尼亚大学有两个科学家发明了世界上第一台计算机。电子计算机一般是由硬件和软件构成。一般电脑系统的硬件分为输入、输出、算术逻辑部分、控制器及存储器，其中逻辑部分和控制器合称中央处理单元。【1】从使用元件不同，计算机可以划分为四个阶段。

（一）第一阶段，第一代计算机使用了真空电子管作为逻辑元件，这种电子管的体积巨大，消耗的电量也不一般，所以工作时间不长。第一代计算机采用了原始机器语言，没有操作系统。它的产生源于战争，主要是用于战争中的弹道计算，也用于数学方面的理论研究。

（二）第二阶段，第二代计算机采用晶体管作为逻辑元件，体积减少的同时耗电量也在减少，所以工作时间得到延长。并且在计算机软件方面有了一定的发展，出现了高级计算机语言。用途方面，也扩展了一些使用场景，并不只用于军事和科研。

（三）第三阶段，第三代中小规模集成电路计算机使用了集成电路作为逻辑元件，计算式在单晶硅片上集成电子元件，使计算机的体积变得更小，耗电量也大大降低。出现操作系统，方便人们的使用。还能接入多种外围设备，应用广泛到各个领域。

（四）第四阶段，第四代超大规模集成电路计算机同样使用集成电路作为逻辑元件，世界现在正在这个阶段，计算机采用的大规模和超大规模集成电路，寿命更长，体积更小。出现更多家用或商用计算机，操作系统也是五花八门。各种软件纷纷出现，同时有时候为了处理高并发的状况，出现了分布式技术。

二、计算机发展趋势

（一）巨大化

计算机巨大化是因为小型计算机在科学研究中能力不足，有的科学研究运算的数据量十分庞大，普通计算机是不能胜任的。所以需要更加巨大的超级计算机。尤其是一些科学研究，需要加入多种影响因素，使结果更加精确，所以需要更大的空间和更高的性能。在当下硬件技术没有巨大提升时，只有加大体积才能满足科研需要。

（二）微型化

计算机处理器的发展也带动了计算机体积的缩小。计算机最终要的性能问题得到解决，也就不再一定需要大体型的计算机，体积小，价格也就降低，促进人们购买计算机的能力。计算机体型的减小，使其携带越来越方便。由原来房子大小，到现在可随身携带，计算机的发展趋势告诉我们未来计算机将会越来越小

（三）网络化

计算机最贴近我们生活的就是网络了，没有网络的计算机，就少了许多作用。如今的互联网时代，人们习惯了在网上学习，交流，查阅资料，娱乐等活动。特别是无线网络的发展，网速越来越快，使用网络也更加方便。

（四）人工智能化

如今人工智能已经是我们耳熟能祥的词语，人工智能就是一种独特的计算机软件。普通软件都是人们编写好的程序，计算机按部就班的执行就完了。而人工智能软件不同，它具有自我学习的能力，如何让计算机深度学习还是一个值得研究的方向。人工智能要求机器可以自己思考完成一些事情，有自己的主观意志，才是强人工智能。如果人工智能发展成熟，我们就不用自己编写程序，直接告诉计算机就能完成想要的事情。

三、计算机的未来方向

第五代计算机是指有着人工智能能力的新型计算机，它能够自己学习，自我判断，处理突发事务，主要还是能够深度学习。人工智能可以识别人们说的话，进行语义分析，分词显示，段落隔断等技术，人们可以不用键盘鼠标，直接和电脑进行交流，当人工智能技术发展成熟，也许就不用再使用键盘鼠标等外接设备。

现如今的计算机都是电子计算机，也就是通过电子进行逻辑判断的。大规模集成电路是计算机的重要部件.随着科学家的不断研究和科技發展，我认为计算机技术也将应用在其他行业.从目前计算机的发展状况我们可以发现，将来计算机将会在光子计算机、分子计算机、量子计算机、DNA计算机等计算机的研究上做出一定的进展。

（一）光子计算机。传统计算机是用电子进行运算操作、逻辑判断、信号传输、信息管理的，而光子计算机使用的是激光，所以又叫光脑。光子比起电子优势很大，光子计算机传输速率快得多且不使用电，所以传输信号时没有磁场，传输的时间不会有干扰;光子计算机传输能力强，因此运算速度也比电子计算机快很多，光子计算机的运算速度比电子计算机快上千倍。利用光导纤维和光学元件构成线路传递信号。光子计算机也像电子计算机一样靠一系列逻辑操作来进行计算解决各种问题。

（二）分子计算机。如今分子计算机还在筹备中。有科学家宣布他们已经研究出分子计算机的逻辑元件，这种元件的大小使用分子为单位，宽度仅仅是几个原子大小。分子计算机的运算速度是现在所有计算机所不能比的，据研究显示，分子计算机的性能将是电子计算机的几千亿倍。如果分子计算机被制造出来，电子计算机就将被淘汰。

（三）量子计算机。量子计算机是一种能够进行高速数学和逻辑运算，按照量子力学定律存储和处理量子信息的物理设备。【2】量子计算机使用的是量子比特位来进行逻辑判断，它不但能是0或1，还能是0和1.根据理论研究，量子计算机的运算速度超过目前任何能够想到的计算机。

四、结语

社会的前进离不开计算机的帮助，这种新型技术对人类的发展有着很大的作用。现在，人们已经进入了信息时代，计算机也是成为无论是国家还是个人最有力的帮手。所以我们每个人都需要多加关注计算机技术的发展，紧跟时代的步伐，进一步发展计算机技术。

参考文献

[1]计算机（2） .昌平科普网

[2]章岩扉.量子计算机的原理、发展及应用[J].内燃机与配件，2018.