計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展論文
計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展論文
計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,推動了集成電路、微電子和半導(dǎo)體晶體管的發(fā)展,計算機(jī)科學(xué)技術(shù)更加智能化和專業(yè)化。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展論文,希望大家喜歡!
計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展論文篇一
《淺談計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展》
[摘要]計算機(jī)科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域,其每一次進(jìn)步都會加快網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、集成電路技術(shù)、材料科學(xué)、軟件工程、光導(dǎo)纖維技術(shù)和超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展,這些技術(shù)的發(fā)展又會推動計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,兩者相互作用,使計算機(jī)科學(xué)技術(shù)更加完善、壯大,提高人們?nèi)粘I钯|(zhì)量,增強(qiáng)國家的綜合競爭力。本文我們將針對計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展問題展開分析與探究。
[關(guān)鍵詞]計算機(jī);科學(xué);技術(shù);發(fā)展
中圖分類號:TP3-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)18-0240-01
一、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷史
1946年美國賓尼法尼亞大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)共同研制出ENIAC計算機(jī),是世界上第一臺電子計算機(jī),標(biāo)志著全球進(jìn)入計算機(jī)時代。它由1.8萬個電子管組成,體積和重量較大,計算機(jī)運算速度為五千次每秒,運算成本較高,以通信技術(shù)、核物理電子計數(shù)計數(shù)、雷達(dá)脈沖技術(shù)為基礎(chǔ)。ENIAC計算機(jī)主要應(yīng)用于軍事方面。1956年科學(xué)家們成功研制出第二代電子計算機(jī)―晶體管電子計算機(jī)。1959年,集成電路電子計算機(jī)的問世標(biāo)志著計算機(jī)技術(shù)進(jìn)入第三代。計算機(jī)的硬件由單一轉(zhuǎn)為固件、軟件組合系統(tǒng),降低了生產(chǎn)成本,計算機(jī)技術(shù)發(fā)展越來越快,提升了計算機(jī)使用性能,種類也多種多樣,如微型計算機(jī)、小型計算機(jī)、通用型計算機(jī)、中型計算機(jī)、大型計算機(jī)和巨型計算機(jī)等,標(biāo)志著計算機(jī)科學(xué)技術(shù)趨于成熟。1976年,計算機(jī)技術(shù)進(jìn)入第四代,美國研制出小型化、智能化的計算機(jī)―“克雷1號”,一些個人用戶和小型公司都開始使用計算機(jī)。20世紀(jì)90年代,計算機(jī)科學(xué)技術(shù)逐漸向大型化和微型化發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著科學(xué)家們對集成電路的研究,集成電路廣泛應(yīng)用到企業(yè)、工廠,計算機(jī)也隨之趨于智能化、專業(yè)化,運算速度更快,操作更方便、簡單,逐漸應(yīng)用到社會生產(chǎn)的各個行業(yè)和領(lǐng)域。
二、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)在生活中應(yīng)用廣泛
在這個信息化時代,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為人們社會生活的重要部分,已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶。人們不用出門就可以通過計算機(jī)了解國內(nèi)外新聞、天氣預(yù)報資訊、股市行情、世界地圖、收發(fā)電子郵件、檢索信息等;不用逛街就可以通過互聯(lián)網(wǎng)中的購物網(wǎng)站買到喜歡的東西;通過計算機(jī)可以與相隔較遠(yuǎn)的朋友在線聊天、視頻聊天等,加強(qiáng)了人們之間的交流和溝通,進(jìn)一步增進(jìn)了友誼;人們可以通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)訂購飛機(jī)票、火車票等,節(jié)省排隊時間;教師可以更及時、更方便地通過計算機(jī)科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)對學(xué)生的在線授課;動漫工作者可以使用計算機(jī)科學(xué)技術(shù)制作動漫;政府機(jī)關(guān)也可以通過計算機(jī)科學(xué)技術(shù)建立城市網(wǎng)站,及時了解市民反映的問題,并通過計算機(jī)與各個行業(yè)的工作人員在線交流;很多企業(yè)使用計算機(jī)來處理大量數(shù)據(jù)和信息,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工處理,提高工作效率。計算機(jī)科學(xué)技術(shù)潛移默化地影響著人們的生產(chǎn)、工作和學(xué)習(xí)。
2、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)更加智能化和專業(yè)化
計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,推動了集成電路、微電子和半導(dǎo)體晶體管的發(fā)展,計算機(jī)科學(xué)技術(shù)更加智能化和專業(yè)化。計算機(jī)能根據(jù)使用對象的不同需要進(jìn)行改裝、更新,對于有更高需求的用戶可以專門定做計算機(jī),用戶可以根據(jù)使用環(huán)境的不同選擇臺式計算機(jī)、筆記本電腦、掌上電腦和平板電腦等。計算機(jī)科學(xué)技術(shù)在其他特殊領(lǐng)域也能發(fā)揮自己的優(yōu)勢,如智能化家用電器和智能手機(jī),家庭式網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的單機(jī)操作系統(tǒng),滿足人們的生活需求。
3、計算機(jī)的微處理器和納米技術(shù)
微處理器能提高計算機(jī)的使用性能,縮小傳統(tǒng)處理器芯片中的晶體管線寬和尺寸。利用光刻技術(shù),波長更短的曝光光源經(jīng)過掩膜的曝光,將晶體管在硅片上制作的更精巧,將晶體管導(dǎo)線制作的更細(xì)小。計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使計算機(jī)運算速度更快,體積更微型,操作更智能,傳統(tǒng)的電子元件不能適應(yīng)計算機(jī)的發(fā)展。納米技術(shù)是一種用分子射程物質(zhì)和單個原子的毫微技術(shù),可以研究0.1~100納米范圍內(nèi)的材料應(yīng)用和特性。計算機(jī)科學(xué)技術(shù)中利用納米技術(shù),可以使計算機(jī)尺寸變小,解決運算速度和集成度的問題。
三、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的未來發(fā)展方向
現(xiàn)今,計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣,人們對掌握計算機(jī)科學(xué)的技術(shù)水平要求越來越高,促使數(shù)學(xué)家和計算機(jī)學(xué)家們不斷研究計算機(jī)科學(xué)技術(shù),使計算機(jī)科學(xué)技術(shù)在各個領(lǐng)域、各個行業(yè)發(fā)揮更大的作用,滿足了人們的不同需求。下面從DNA生物計算機(jī)、光計算機(jī)和量子計算機(jī)三方面來探究計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展前景。
1、DNA生物計算機(jī)
DNA生物計算機(jī)用生物蛋白質(zhì)芯片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的半導(dǎo)體硅芯片。1994年,美國科學(xué)家阿德勒曼率先提出關(guān)于生物計算機(jī)的設(shè)想。在計算機(jī)運算數(shù)據(jù)時,將生物DNA堿基序列作為信息編碼載體,運用分子生物學(xué)技術(shù)和控制酶,改變DNA堿基序列,從而反映信息,處理數(shù)據(jù)。這一設(shè)想增加了計算機(jī)操作方式,改變了傳統(tǒng)的、單一的物理操作性質(zhì),拓寬了人們對計算機(jī)的了解視野。DNA生物計算機(jī)元件密度比大腦神經(jīng)元的密度高100萬倍,信息數(shù)據(jù)的傳遞速度也比人腦思維快100萬倍,生物計算機(jī)的蛋白質(zhì)芯片存儲量是傳統(tǒng)計算機(jī)的10億倍。
2001年,以色列科學(xué)家研制出世界上第一臺DNA生物計算機(jī),體積較小,僅有一滴水的體積。2013年,英國生物信息研究院的科學(xué)家們使用DNA堿基序列對文學(xué)家莎士比亞154首作品的音樂文件格式和相關(guān)照片進(jìn)行編制,增加了儲存密度,使儲存密度達(dá)到2.2PB/克(1024TB=1PB),提高了人們對信息儲存的認(rèn)識,這一重大突破使生物計算機(jī)的設(shè)想有望成為現(xiàn)實。
2、光信號和光子計算機(jī)
光子計算機(jī)是一種由光子信號進(jìn)行信息處理、信息存儲、邏輯操作和數(shù)字運算的新型計算機(jī)。集成光路是光子計算機(jī)的基本構(gòu)成部件,包括核鏡、透鏡和激光器。光子計算機(jī)和傳統(tǒng)計算機(jī)相比較,有以下幾點好處:
(1)光計算機(jī)的光子互聯(lián)芯片集成密度更高。在高密度下,光子可以不受量子效應(yīng)的影響,在自由空間將光子互聯(lián),就能提高芯片的集成密度。(2)光子沒有質(zhì)量,不受介質(zhì)干擾,可以在各種介質(zhì)和真空中傳播。(3)光自身不帶電荷,是一種電磁波,可以在自由空間中相互交叉?zhèn)鞑ィ瑐鞑r各自不發(fā)生干擾。(4)光子在導(dǎo)線中的傳播速度更快,是電子傳播速度的1000倍,光計算機(jī)的運算速度比傳統(tǒng)計算機(jī)更快。
20世紀(jì)50年代末,科學(xué)家提出光計算機(jī)的設(shè)想,即利用光速完成計算機(jī)運算和儲存等工作。與芯片計算機(jī)相比較,光子計算機(jī)可以提高計算機(jī)運行速度。1896年,戴維米勒首先研制出光開關(guān),體型較小。1990年,貝爾實驗室的光計算機(jī)工作計劃正式開啟。根據(jù)元器件的不同,光子計算機(jī)可以分為全光學(xué)型計算機(jī)和光電混合型計算機(jī)。全光學(xué)型計算機(jī)比光電混合型計算機(jī)運算速度快,還可以對手勢、圖形、語言等進(jìn)行合成和識別。貝爾實驗室已經(jīng)成功研制出光電混合型計算機(jī),采用的是混合型元器件。研發(fā)制作全光學(xué)型計算機(jī)的重要工作就是研制晶體管,這種晶體管與現(xiàn)存的光學(xué)“晶體管”不同,它能用一條光線控制另一條光線。現(xiàn)存的光學(xué)“晶體管”體積較大較笨拙,滿足不了全光學(xué)型計算機(jī)的研發(fā)要求。
3、量子理論計算機(jī)
量子計算機(jī)將處于量子狀態(tài)的原子作為計算機(jī)CPU和內(nèi)存,處于量子狀態(tài)的原子在同一時間內(nèi)能處于不同位置,根據(jù)這一特性可以提高計算機(jī)處理信息的精確度,提高處理數(shù)據(jù)的運算速度,有利于數(shù)據(jù)儲存。量子計算機(jī)處理信息時的基本數(shù)據(jù)單元是量子比特,取代了傳統(tǒng)的“1”和“0”,具有極強(qiáng)的運算能力,運算速度比傳統(tǒng)計算機(jī)快10億倍。
四、結(jié)束語
總而言之,計算機(jī)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)涉及到社會生活的各個方面,改變了人們傳統(tǒng)的生活、工作、學(xué)習(xí)方式,推動社會的全面發(fā)展,具有廣闊發(fā)展前景的領(lǐng)域。隨著網(wǎng)絡(luò)和科技的不斷進(jìn)步,未來計算機(jī)科學(xué)技術(shù)勢必會朝著高性能、環(huán)?;?、功能化的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]王珊珊,王利寧.計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)前沿發(fā)展?fàn)顩r淺析[J].中國外資,2013,24:138.
[2]王宗運,于敏.計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的現(xiàn)代化運用探究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2013,23:199.