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我的太阳0001
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Moser~子涵

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计算机科学与技术的发展日新月异,因此,我们要把握其发展趋势,才能更好的推动计算机科学与技术的发展。下面是我整理了计算机科学与技术论文 范文 ,有兴趣的亲可以来阅读一下!

对计算机科学与技术发展趋势的探讨

摘要:计算机科学与技术的发展日新月异,因此,我们要把握其发展趋势,才能更好的推动计算机科学与技术的发展。本文分析了计算机科学与技术发展的整体方向,并就计算机技术的几个具体发展趋势进行了探讨。

关键词:计算机科学与技术;发展趋势;研究

中图分类号:TP3-4文献标识码:A 文章 编号:1007-9599 (2012) 05-0000-02

计算机科学与技术与我们的社会、生活、工作等方方面面都息息相关,因此,分析计算机科学与技术发展的趋势问题具有十分重要的现实意义。为此,本文分析了计算机科学技术的发展趋势,以下是本人对此问题的几点看法。

一、计算机科学与技术发展的整体方向

计算机科学与技术的发展可以说是日新月异,发展速度非常的快,但统观计算机技术的未来发展,主要向着“高”、“广”、“深”三个方向发展。具体分析如下:

第一,向“高”度发展。体现在计算机的主频上,随着主频的逐步提高,计算机的整体性能会越来越稳定,速度会越来越快。英特尔公司已经研制出能集成超出10亿个晶体管的微处理器,也就是说一台计算机不止使用一个处理器,可能会用到几十、几百甚至更多的处理器,即并行处理,截止目前,在世界范围内性能最高的通用机就采用了上万台处理器。而专用机的并行程度又要高出通用机,其关键核心技术是 操作系统 ,体现在两方面,一方面是如何高效能的使很多计算机之间产生联系,实现处理机间的高速通信,另一方面是如何有效管理这些计算机,并使之互相配合、协调工作。

第二,向“广”度发展。随着计算机的高速发展,计算机已经普及,成为个人常用之物,可以说人手一台。向“广”度发展指网络化范围的扩大以及向各个领域的逐渐渗透。到那时,计算机就会无处不在,像现在的发动机一样,应用于所有电器中,你家里的电器不管是冰箱、洗衣机还是 笔记本 、书籍等都已电子化。说不定多少年后学生用的教科书也被淘汰,被和教材大小一样的笔记本计算机所代替,学生可根据自己实际需要查阅、记录所需的资料。有人预言未来的计算机如此普及价格就和买一本书一样便宜,还有一次性使用的,用完就可以扔掉,它将成为人们生活中最常用、最方便的日用品。

第三,向“深”度发展。即向人工智能方向发展。比如说,如何把网上丰富的、有用的信息变为己有,如何使人机更好地互动等,这是计算机人工智能发展、研究的的主要课题。所谓人工智能,即计算机的智能成分占主要,会具备多种感知能力、 逻辑思维 能力,到那时,人们可以与计算机自由交流,用手写字输入,甚至可以用表情、手势和计算机沟通,人机交流方便、灵活、快捷。使人产生身临其境之感的交互设备也已经发明出来,主要体现在虚拟现实技术领域方面。同时,信息将实现永久性存储,百年存储器正在研发当中,让我们一起期待吧。

二、计算机科学技术的几个具体发展趋势

从近几年来计算机科学的发展来看,计算机科学技术的具体发展趋势,主要有以下几个方面:

(一)运算速度大大提高的高速计算机

近年来,美国人发明了一种通过空气的绝缘性来大幅度提高电脑运行速度的新技术。由纽约保利技术公司研究人员发明生产出一种电脑中使用的新型电路,这种电路的芯片之间是由一种“胶滞体包裹的导线”进行连接的,而组成这种“胶滞体”的物质中有90%的成分是空气,众所周知,空气恰恰是一种不导电的优良的绝缘体。经实践研究表明,计算机运行速度的快慢与晶体管或芯片之间信号的传递速度有直接关系,目前国际上普遍采用的“硅二氧化物导线”在信号传递的过程中一般都会吸收掉一部分信号,因此延长了传递信息的时间。而保利技术公司研究制造的这种“胶滞体导线”,在信息传输过程中几乎没有吸收任何信号,所以它能够更快的传递信息。除此之外,这种导线不但有利于大幅度降低电耗,节约材料成本,而且无需更改计算机芯片,可直接安装,最重要的是极大的提高了计算机运行速度。但美中不足的是,这种导线的散热效果较差,无法及时排出电路生成的热量。为此,保利公司迅速组织科研人员,针对这一缺陷进行创新改造,终于研究出一种“电脑芯片冷却”技术,即在计算机电路中置放许多装有液体的微型管道,用以吸收电路在工作中形成的热量。电路开始发热时,其产生的热量可以将微型管中的液体汽化,汽化之后的物质逐渐扩散到微型管的另一端,会重新凝结,顺流到微型管底部,从而达到吸收热量、有效散热的功效。目前,美国宇航局正在对该项技术进行太空失重实验,如果实验取得成功,“空气胶滞体”导线技术将被广泛应用于全球计算机的使用中,有助于大幅度提高计算机的运行速度。

(二)超微技术领域的生物计算机

早在二十世纪八十年代,生物计算机就已经投入研制了,这种计算机最大的特点就是利用生物芯片,由生物工程技术中所产生的“蛋白质分子”组合构成。在这种生物芯片中,信息是以波的方式进行传递的,其运算速度快的惊人,几乎相当于普通计算机运算速度的十万倍,且具备强大的储存空间,而其能量消耗仅为普通计算机的十分之一,这种生物计算机的优势作用显而易见。由于蛋白质分子具有再生能力,因此,它可以通过自我组合而合成新的微型电路,这样就使得计算机具备了生物体的基本特征,因此被称为生物计算机。例如:这种计算机可以通过生物自身的调节作用自主修复出现故障的芯片,甚至能够模拟人脑进行思考。1994年,美国首次将生物计算机公诸于世,随之公布的还有模拟电子计算机而进行的逻辑运算,并提出了解决“虚构”的七座城市之间路径问题的最佳设计方案。前不久,来自世界各国的二百多名计算机专家学者就曾经齐聚美国的普林斯顿大学,联名呼吁计算机科技应向生物计算机领域努力进军。根据现在的生物计算机技术发展来看,预计将在不久的未来,制造出通过物理和化学作用就能检测、处理、储存、分析、传输数据信息的分子元件。现阶段,计算机科学家们已经在生物超微技术领域取得了一定成就,实现了部分突破,制造出了超微机器人。而科学家们更长远的计划是让这种超微机器人变成一部微型生物计算机,从而在生物体内取代某些人体器官,完成血管、内脏等器官的修复作用,并杀死病毒细胞,使人类身体健康、延年益寿。

(三)以光为传输媒介的光学计算机

光学计算机是一种以光作为信息传输手段的计算机,这种计算机与传统计算机(电子)相比,具有诸多优势特点:光的速度有目共睹,这是电子计算机永远无法比拟的,并且光速具有一定的频率和偏振特征,大大提高了光学计算机传输信息的能力;光的发射根本不需要任何导线,即使发生交会也不会造成干扰;光学计算机的智能水平也大大高于电子计算机。可见,光学计算机是人类不断追求的理想计算机。早在二十世纪九十年代,世界各国以及各个科研机构,就已经投入大量的人力、物力、财力用以研发“光脑技术”。其中,由英国、德国、法国、意大利等60多个国家组成的科研队伍研发的光学计算机成果显著,该计算机的运算速度比电子计算机快了一千多倍,而且准确率相当高。除此之外,有些超高速计算机只能在低温状态下运行,而光学计算机不受温度的限制;光学计算机的存储量超大,抗干扰能力超强,不管在什么条件下都能正常运行;光脑具有与人脑相似的特性,就算系统中的某一元件出现损坏,也不影响运算结果。

(四)含苞待放的量子计算机

计算机专家已经根据量子学理论知识,在量子计算机的研制方面取得了一定成果,如:美国科学家已经成功完成了4个“锂离子”量子的缠结状态,这一成果体现了人类在量子计算机研究领域上已经更上一层楼。

(五)应用纳米技术的纳米计算机

纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。应用纳米技术研制的计算机内存芯片,其体积只有数百个原子大小,相当于人的头发丝直径的千分之一。美国正在研制一种连接纳米管的 方法 ,用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件,发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测,10年后纳米技术将会走出实验室,成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好,将逐渐取代芯片计算机,推动计算机行业的快速发展。

当然,以上仅是本人对计算机科学与技术发展趋势的几点浅薄认识和看法,对于此问题的研究,有待于我们做进一步的探讨和思考。

参考文献:

[1]蔡芝蔚.计算机技术发展研究[J].电脑与电信,2008,2

[2]陈相吉.未来计算机与计算机技术的发展[J].法制与社会,2007,10

[3]文德春.计算机技术发展趋势[J].科协论坛(下半月),2007,5

[4]张瑞.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].制造业自动化,2010,8

[5]李晨.计算机科学与技术的发展趋势[J].化学工程与装备,2008,4

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fenny80231

科学家通过对生物组织体研究,发现人类可以利用遗传工程技术,仿制出一种蛋白质分子,用来作为元件制成计算机。科学家把这种计算机叫做生物计算机。当然,在研制生物计算机的过程中,可以预见我们将面临无数的困难,但我们也可以看到光明的前景。同时不难看出,生物计算机的研制,又会带来一次革命,它将会给人类带来更多的福祉,世人将以期盼的心情,翘首以待。在过去40多年中,分子生物学的兴起和发展已将生命现象分解成大量基因和蛋白质的组合。目前科学家正在进一步研究这些生物大分子及其组合的功能。科学家从分子层次上发现,生物大分子之间遵循着化学和物理规律发生相互作用,在相互作用过程中一些生物大分子形成了"生物电路"。"生物电路"具有类似计算机的信息传输和处理,甚至逻辑运算的功能。人们一直对计算机能否像人一样思维存在争论,目前已经问世的各种人工智能计算机远未达到人类的智能。但这些最新的研究表明,能够与人类智能相媲美的计算机完全可能问世。根据这些新发现,一些科学家提供了"生物"计算机的设计思路。二十一世纪是生物的世纪。生物科学是一门古老的科学,然而在近几十年的时间里取得了突飞猛进的发展;随着克隆技术,DNA技术的出现与发展,生物科学更是具备了巨大的诱惑性和神秘感。而生物与计算机的联姻,就会使人类科学取得长足的进步。于是,当现今的人类在生活的各个角落都开始依赖计算机时,您是否相信,用与您的肉体相同的材料便可制出最强大的第六代计算机——生物计算机。生物计算机具有较高的人工智能,能够如同人脑那样进行思维、推理,能认识文字、图形,能理解人的语言,因而可以担任各种工作,如可应用于通讯设备、卫星导航、工业控制领域,发挥它重要的作用。将来用生物分子制成的夏皮罗式装置有可能促成比单个细胞还要小的计算机,这种计算机可用于监视和修改细胞。如果科学家能够制造出这种计算机,那么这种机器在医学上将有广泛的用途。它也许能够在我们的血液中游泳,或者附着在特定的器官上,监视器官的状态并且增强器官的功能。夏皮罗教授说:“比如,可用这种计算机感知组织里异常的生物化学变化,并且根据计算机的程序来决定合成和释放哪种药物以纠正错误。”生物计算机还将给盲人带来巨大便利。只要把一块有机芯片放入盲人眼中,沟通脑神经细胞与视网膜上两种感光细胞之间的联系,就能使盲人重见光明。总之,生物计算机的出现将会给人类文明带来一个质的飞跃,给整个世界带来巨大的变化。生物计算机有很多优点,主要表现在以下几个方面: 首先,它体积小,功效高。在一平方毫米的面积上,可容纳几亿个电路,比目前的集成电路小得多,用它制成的计算机,已经不像现在计算机的形状了,可以隐藏在桌角、墙壁或地板等地方。 其次,当我们在运动中,不小心碰伤了身体,上点儿药,过几天,伤口就愈合了。这是因为人体具有自我修复功能。同样,生物计算机也有这种功能,当它的内部芯片出现故障时,不需要人工修理,能自我修复,所以,生物计算机具有永久性和很高的可靠性。 再者,生物计算机的元件是由有机分子组成的生物化学元件,它们是利用化学反应工作的,所以,只需要很少的能量就可以工作了,因此,不会像电子计算机那样,工作一段时间后,机体会发热,而它的电路间也没有信号干扰。基于以上的原因,许多发达国家在生物工程的启示下,开始研制生物计算机。其设想是:生产一种蛋白质分子。它们能在分子水平上互相连结起来,然后利用酶产生电子回路中半导体的作用。这样制成的元件称为生物化学元件,是生物计算机的基本元件。根据科学家的设计,生物计算机的基本结构和工作方式是,它的外部由一种非常薄的玻璃膜构成,内装着精巧的晶格。晶格里安放生物集成电路――生物芯片。生物芯片是按照人的设计,运用生物技术生产的蛋白质分子,由生物元件组装而成。在生物芯片中,信息以波的形式传播。当波沿着蛋白质分子链传播时,会引起该链中单键,双键结构顺序的改变。当一列波传播到链的某一部位时,它们就象硅芯片集成电路中的载流子那样传递信息。由于成千上万个原子组成的生物大分子非常复杂,其难度非常之大,目前来看,很容易质变和受损。因此,生物计算机的发展可能要经过一个较长的过程。目前生产与装配分子元件还处于探索阶段。首先,对蛋白质的结构与功能的研究中正确率还不高,证明我们对其还有大量未掌握的知识。同时,如何用基因工程技术使天然蛋白质等生物材料在分子水平上自动加工处理成可控制的分子元件,科学家正在探索这种高难度的技术问题,但前景一定是光明的。我们相信,经过几代人的不懈努力,生物计算机总有一天会问世。不难看出,生物计算机的研制,又会带来一次革命,它将会给人类带来更多的福祉,世人将以期盼的心情,翘首以待。

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