计算机科学与技术的实际应用分析

2021-11-21白青松

电子技术与软件工程 2021年18期

白青松

（沈阳现代制造服务学校辽宁省沈阳市 110148）

就当代社会的生产生活实际来说，计算机科学与技术已经在社会各个领域中得以广泛应用，并且在计算机科学与技术应用支持下，实现了多个领域的创新性发展。然而在计算机科学与技术应用发展过程中，其产生的效能具有双面性，一方面为人们生产生活中的具体工作提供了便利，另一方面由于计算机科学与技术成为了人们生产生活的必需品，必须与时俱进地进行更新发展，才能满足于人们生产生活中不断增长的技术需求。因此，基于计算机科学与技术实践应用价值提升角度考虑，本文就计算机科学与技术的发展趋势展开深层次剖析，既有显著意义，又要显著的研究价值。

1 计算机科学与技术的实际应用分析

在计算机科学与技术研究不断深入的背景下，其技术水平得以大幅度提升，并广泛应用在人们的生产和生活中，为人们的生产生活提供了便利，一定程度上促进了社会的进步与发展。现从教育、电力、无人机等专业领域系统地介绍计算机科学与技术的价值体现，具体如下：

1.1 计算机科学与技术在教育领域中的应用

在经济和科技不断发展的支持下，我国教育事业得以快速发展，大量先进技术设备及软件被应用在教育实践中，如利用网络检索教学资源，为优化教学过程提供了支持。但是基于教育领域中计算机科学与技术的应用现状来说，其功能未能完全开发，计算机科学与技术的应用仍然需要进行拓展，并做好全面分析，才能发挥其优势作用来弥补和完善传统教学模式的缺陷，以此助力于教育改革发展和教育质量的提升[1]。如运用多媒体生动直观展示的优势，吸引学生的注意力和调动学生的学习积极性，使得学生能够主动配合并参与教师设计的各类教学活动中，从而有利于教师高质高效地完成教学任务。另外，在教育领域中，计算机科学与技术的应用可以融入中考、高考等大型考试项目中，充分利用电子档案功能实现学生信息的存储、整理、分类等一体化操作，以便学生更好地查询成绩[2]。

1.2 计算机科学与技术在电力领域中的应用

本文以风力发电为例，由于风力发电场建设选址往往以人烟稀少的空旷区域，如海边、山区、沙漠等，这些环境虽然在地理条件上适合风力发电场建设，但是这些地区的环境相对恶劣，对发电机往往会造成相对严重的损害[3]。因此，为保障发电机的高效、稳定运行，应注重发电设备的安全运行，这要求实时掌握发电设备的运行状态。在计算机科学与技术支持下，相关工作人员可以实现发电设备的远程监控，从而能够实时掌握发电机的运行状态，并且可以在发现发电设备故障发生后，及时地探明故障发生的具体位置，便于相关维修人员及时维修，从而能够大量节约时间和人工成本，并有利于发电设备安全稳定运行[4]。

1.3 计算机科学与技术在无人机研发领域中的应用

在现代科技不断发展支持下，我国无人机领域的研发工作取得了一定的成就，并在一些领域中广泛应用。以军事领域的无人机应用为例，无人机可以完成各类武器的试验和训练，并且具备良好的侦查性能与作用[5]。而在民用领域中的应用，可以大幅度提升防火减灾的能力，且可以在搜索营救、资源勘探、国土资源勘测等方面发挥着重要作用[6]。但是需要注意的是为保障无人机在各个领域中发挥出良好的作用，需要加强无人机研发工作，在此过程中，计算机科学与技术可以提供有效支持，使得无人机得以在各个领域中的应用保持正常运行状态。具体来说，无人机在各个领域中的应用，往往会受到复杂环境的电磁干扰，使得其难以保证正常运行状态，不利于无人机既有作用的发挥[7]。因此，在无人机研发领域中，应依托计算机科学与技术，不断优化和弥补无人机在电磁抗干扰能力方面的缺陷，不断提升无人机在各种场景中的应用性能[8]。

2 计算机科学与技术的发展方向分析

计算机科学与技术在现代社会中的应用相当广泛，但是随着社会的发展，计算机科学与技术要持续发挥出良好的应用效果，应注重技术研究的深入，更好地适应社会发展需求。因此，计算机科学与技术的发展方向，往往会迎合社会各个领域发展对计算机科学与技术的实际需求，具体如下：

2.1 宏观层面的发展方向

基于宏观角度来说，计算机科学与技术的发展方向具体包括高性能、深层次和广领域。具体如下：

（1）高性能。CPU 性能与计算机系统运行效率及信息处理能力息息相关[9]。而随着时代的发展，无论对生活的便捷要求，还是对生产工作的高效率，人们都要求计算机拥有更强的性能，尤其是在信息处理方面。因此，计算机科学与技术的发展要想满足于人们未来生产生活的实际需求，应注重信息处理能力的提升。因此，在未来计算机科学与技术发展中，应以CPU 技术研发为核心，不断地研发出适应人们生产生活需求的高性能计算机，才能提升计算机的信息处理能力和协同能力[10]。

（2）深层次。在计算机应用手段中，自动化控制手段十分常见，借助计算机科学与技术可以实现互联网资源的有效处理，从而可以为计算机用户提供更多的有价值的信息，便于用户在短时间内获得有价值的信息。另外，在计算机科学与技术未来发展中，若可以进一步发展感知能力，便于提前感知人们在生产生活中的实际需求，继而可以提供针对性的便捷服务，使得人们在生产生活中可以获得良好的体验。

（3）广领域。就计算机科学与技术实践应用来说，其应用范围往往十分广泛，不仅在高新技术领域有着广泛的应用，还在人们的现实生活中有着相对广泛的使用，为人们的生活提供了巨大的便利。在传统生产行业中应用计算机科学与技术，可以在计算机等硬件设施和软件控制系统等支持下，实现自动化生产和远程控制。由此可见，要促进计算机科学与技术价值的最大化，应注重其应用领域的扩大。

2.2 微观层面的发展方向

基于微观角度来说，计算机科学与技术的发展方向具体包括芯片技术应用、网络计算技术应用、并行处理技术应用三方面，具体如下：

（1）芯片技术应用。微型计算机的研发与普及应用，为人们的生产和生活提供了巨大的便利，并且为现代科学研究工作的变革发展指明了方向。单片机技术作为集成性电路芯片，在计算机系统中的应用要借助超大规模技术，集合CPU、ROM、RAM 等电路，进而构成完整的计算机应用系统。计算机科学与技术中的重要技术基础是芯片技术，一个芯片往往由多个微电路整合连接在一起，同时，由于芯片的体积较小，芯片微电路所产生的脉冲可以控制管理计算机及其自动化装置。

（2）并行处理技术应用。此项技术应用在计算机系统中，能够在同一时间节点展开不同信息的处理工作，可以大幅度提升计算机信息处理工作效率，从而有利于计算机运行效率的提升。通常来说，并行处理技术的应用形式具体包括三类，分别是时间并行、综合并行和空间并行。当前，在计算机系统中，并行处理技术的应用为系统并行处理能力的提升提供了技术支持。其中，时间并行形式指的是在计算机信息处理中，通过轮流使用设备，有效提升计算机系统硬件的运转速度；而空间并行则是指计算机系统中应用空间因素，可以实现计算机信息处理效率最大化目标；综合并行形式则是基于软件技术应用，按照时间顺序实现CPU 共享，在此基础上，在计算机系统中建立多道系统，通过多系统同时运行，可以大幅度提升系统信息处理能力，进而可以大幅度提升计算机信息处理速度。

（3）网络计算技术应用。在计算机领域应用发展背景下，网络计算的内涵不局限于数学领域的一个名词，还可以将非计算机语言进行编译，成为一个个具有特定用途的不同代码。同时，网络计算结构可以细分为应用服务器、通用数据服务器等，在计算机系统中的应用能够大幅度提升其运转的可靠性和集成性。另外，在计算机科学与技术未来发展中，网络计算结构的发展与应用，实现了客户系统和Web 应用的无缝集成，从而能够大幅度提升计算机系统运行的安全性、稳定性和高效性。

3 计算机科学与技术的发展趋势分析

对于计算机科学与技术的出现与发展应用来说，对人们的生产生活方式产生了重大影响。为满足人们未来生产生活中对计算机技术的实际需求，计算机科学与技术的发展趋势应包括以下几个方面：

3.1 光能计算机

基于能源角度考虑，光能相比常规化石能源来说，不仅具有可再生的优势，还具备清洁无污染的优势，更为关键的是光能使用成本偏低，在现代社会发展中广泛应用光能，是建设和谐社会的主流趋势之一。因此，在计算机能源系统中，广泛使用光能资源具有十分重要的现实意义，可以有效降低计算机应用系统温度对计算机电源的影响，从而可以规避温度对计算机元件的负面影响，进而有利于计算机相关硬件使用年限的延长。

3.2 生物计算机

在未来的计算机领域中，计算机科学与技术的包容性特征会更加显著，各项先进技术被广泛应用在计算机中，以生物技术为代表的技术，通过与计算机科学与技术相结合，可以极大地提升计算机的整体应用性能，具体所起到的积极作用集中体现在系统上，既可以提升系统运行效率，又可以提升系统信息处理能力，如当前计算机领域中已经出现的生物质芯片，既实现了存储空间的拓展，又实现了“波”信息的传递，极大地提升了计算机的应用性能。

3.3 超智能计算机

在社会不断发展中，人们对智能的需求不断增加，具体到计算机领域，亦是如此。当前，在具体的超智能计算机研发实践中，程序设计是关键的一个环节，而在此环节应用平行处理技术，可以使得计算机具备协同处理多条指令的能力，从而使得计算机系统的数据分析处理能力和效率得以大幅度提升，满足于当前社会发展对计算机的实际需求。

3.4 纳米计算机

就纳米技术来说，作为现代科技中一种性能相对稳定的新型技术，在现代社会多个领域中已经得以广泛的应用，所起到的作用是不可忽视的。在计算机科学与技术中应用纳米技术，减少计算机构成元件整体大小的同时，可以有效降低计算机整体质量和消耗，从而有效增强计算机系统的整体性能。在计算机芯片制造过程中，传统的制作方式以硅器件为主，但是在纳米电子期间应用之后，可以大幅度提升计算机的工作效率，相比于硅器件，工作效率可以提升一千倍以上，并且纳米电子器件在能耗方面，少于硅器件的一千倍。不仅如此，纳米计算机在存储量方面，也有着显著的优势。因此，纳米计算机与超智能计算机、生物计算机等，都是计算机科学与技术未来发展的重要趋势。