计算机科学与技术的应用现状与未来趋势分析

王玮

（包头铁道职业技术学院，内蒙古 包头 014060）

计算机应用技术是一门研究各领域计算机应用理论与方法的综合性学科。现阶段，计算机技术在诸多领域的应用不仅极大地丰富了人们的生活，同时也在很大程度上促进了其自身的发展。为了更好地适应当今时代的需求，计算机科学与技术的应用将会朝着更加人性化、智能化的方向发展，这也是计算机科学技术得以可持续发展的必然选择。

一、计算机科学与技术的发展历程

（一）第一代电子管计算机

计算机是在1946年诞生的，其刚开始被称为ENIAC，是由宾夕法尼亚大学与美国政府共同研发出来的，这是世界上第一部有着普通功能的计算机设备，ENIAC的诞生标志着我国计算机的发展迎来了第一个里程碑式的成就，其主要特征是所有程序都是根据特定的任务进行设定的，且不同的设备所采用的机器语言都存在一定的差异性，这种电子管计算机的主要缺点是反应速度较慢，功能也不是很完善。

（二）第二代晶体管计算机

随着晶体管应用水平的不断提升，以晶体管为基础的第二代计算机也逐渐诞生，这代计算机主要具有功能稳定、反应较快、所占空间小、能耗小等优点，正是因为具备上述多方面的优势，第二代晶体管计算机开始慢慢取代第一代电子管计算机而在应用市场上占据主导地位。

（三）第三代集成电路计算机

第二代晶体管计算机的诞生是我国计算机发展的一大显著进步，但这代计算机也存在一定的缺陷，其中比较典型的不足就是在使用的过程中很容易散发出许多热量，一旦这些热量超过计算机所能允许的上限，就会对其内部结构与功能造成不良影响，严重的时候甚至会威胁到计算机设备使用的安全性。而在第三代集成电路计算机诞生之后，研发者将诸多必要的元件都集中到了半导体芯片之上，从而有效实现了对三类主体电子元件的整合，使计算机的能耗更低、反应速度更快，且所占空间也得到了进一步减小。

（四）第四代大规模集成电路计算机

随着集成电路技术的进一步发展，一些科研人员逐渐研发出可在同一个芯片上同时容纳上百个元件的大规模集成电路，之后又逐渐出现了可同时容纳上万个元件的超大规模集成电路。集成电路应用技术的改进与创新，不仅使得芯片的性能得到明显提升，同时也使计算机的价格明显降低，外形也得到了一定程度的优化。直到上世纪七十年代初，在半导体技术发展的带动下，第一台真正意义上的个人计算机诞生了，这就标志着我国计算机的发展迈上了一个全新的台阶。

二、计算机科学与技术的应用现状分析

（一）运行功能比较完善

计算机科学技术有效融合了超导技术、微电子技术、通信技术、电子工程等多方面的学科理论知识，当前，我国计算机科学与技术的系统化、智能化发展水平已经取得了很大程度的提升，且能够在不影响计算机运行速度的前提下同时满足用户多个功能操作的需求，这点是传统计算机所无法企及的，科研人员经过多年的研究，对计算机系统的核心结构与综合性能进行了全方位改进和优化，其主要利用微处理器对系统的运行功能加以完善，通过对微处理器芯片中晶体管所占体积进行缩小，可使计算机的整体运行功能得到进一步提升。

（二）更新速度较快

以往的计算机设备采用的程序逻辑与硬件都比较落后，这就导致计算机的实际运行与操作效率很难得到有效提升。随着当今智能化技术的不断更新与发展，计算机技术的发展水平也得到了极大的提升，诸多相关领域的专家经过研究发展，计算机的外形可以朝着更加微型化的方向发展，且功能也可更加完善，立足于越来越多的新型研究成果，各种全新的计算机技术产品逐渐诞生，这些产品在功能与运行速度上都更加契合当今时代人们的需求。

三、计算机科学与技术的未来发展趋势

（一）纳米计算机

当今时代，计算机科学与技术领域正逐渐引入纳米技术，这一技术的应用可使计算机的核心芯片成本得到有效控制，并且还能使计算机各方面的性能得到进一步改善，使其更能满足当今用户的个性化需求。但从现阶段的发展情况来看，纳米计算机的发展还处于初始阶段，尚有很长一段路需要走，相关领域的专家必须加强这方面的科学研究力度。

（二）光子计算机

光子计算机也是当今计算机科学与技术应用的主要发展方向，在光子计算机之中，最为关键的因素就是光信号，只有确保光信号的可靠性，才能实现信息传递、逻辑运算等各方面的功能。与普通的计算机相比，光子计算机的运行效率要快得多，且信息储存功能也更加强大。

（三）量子计算机

量子计算机有效融合了物理、数学等多学科的专业知识，属于一种性能十分强大的新型计算机装置，其最为典型的特点就是量子比特的有效应用，使得计算机彻底突破了一直以来的二进制状态，而可同时呈现多种不同的状态。

（四）分子计算机

和其他类型的计算机相比，分子计算机的显著特点就是其所采用的芯片是蛋白质合成的，此类芯片的运行处理效率非常高，并且能满足用户对存储量的需求，除此以外，分子计算机的自我修复能力也是非常强大的，它能利用生物活体连接的形式，对芯片进行及时高效修复，进而实现芯片能耗的降低。

结语：

总之，对于当今社会的发展来说，计算机科学与技术占据着十分重要的地位，尽管当前我国的计算机科学技术应用水平已经取得了较大的提升，但与国外许多发达国家相比仍存在一定的差距，因此，我国必须进一步加强这方面的研究力度，结合当前我国计算机科学技术的应用现状和未来发展态势，准确把握研究的重点，这样才能使我国的计算机应用水平逐渐步入国际先进行列。