未来十年计算机的发展趋势.pdf

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1、未 来 十 年 计 算 机 的 发 展 趋 势 摘 要：随 着 信 息 技 术 的 发 展，计 算 机 在 我 们 的 日 常 生 活 中 扮 演 了 越 来 越 重 要 的 作 用。现 在 的 社 会 已 经 是 一 个 信 息 化 了 的 社 会，现 在 的 世 界 更 是 一 个 信 息 化 了 的 世 界，掌 握 高 新 信 息 技 术 对 一 个 人 乃 至 一 个 国 家 的 发 展 现 在 是 至 关 重 要 的，对 高 新 技 术 未 来 的 把 握 与 展 望 更 是 必 要 的。本 文 所 要 论 述 的 就 是 通 过 现 有 的 技 术 以 及 当 今 在 计 算 机

2、领 域 还 在 研 究 中 的 尖 端 科 技，对 于 计 算 机 未 来 的 一 些 展 望 以 及 计 算 机 在 未 来 可 能 的 发 展 方 向。首 先，我 认 为，智 能 化 的 引 入 将 成 为 未 来 计 算 机 发 展 趋 势 的 一 大 亮 点，设 想 一 个 与 黑 客 帝 国 相 媲 美 的 矩 阵 革 命 来 临 的 世 界，将 是 人 类 计 算 机 史 上 一 次 伟 大 的 突 破；其 次，纳 米 技 术，高 度 集 成 的 芯 片，无 疑 都 将 为 未 来 计 算 机 的 飞 速 发 展 铺 平 道 路。一、更 小 更 强 大 的 计 算 机 计 算 机

3、在 最 近 的 几 十 年 发 展 突 飞 猛 进，是 在 众 多 行 业 中 发 展 最 快 的 高 新 领 域 之 一。然 而，不 管 未 来 的 计 算 机 是 什 么 样 的，根 据 现 在 的 研 究 以 及 人 们 的 需 要 来 看，有 几 个 特 点 可 能 会 在 较 近 的 未 来 实 现,计 算 机 将 会 更 加 微 型 化，计 算 能 力 还 会 更 加 强 大，而 随 着 计 算 机 与 诸 多 领 域 的 相 互 渗 透，新 型 计 算 机 也 会 应 运 而 生，计 算 机 的 智 能 化 必 将 是 人 们 研 究 的 热 点 问 题。从 1946年 第 一

4、台 计 算 机 诞 生 以 来，计 算 机 都 在 向 着 计 算 能 力 更强 大 的 方 向 发 展，而 随 着 计 算 机 技 术 的 民 用 化，为 了 更 方 便 人 们 的 生 活，计 算 机 又 在 向 着 更 小 的 方 向 发 展。”更 小 更 强 大”是 计 算 机 制 造 领 域 人 们 追 求 的 目 标。随 着 技 术 的 发 展，当 今 的 计 算 机 已 经 具 有 很 强 的 计 算 能 力 和 便 携 性，在 以 后 的 发 展 中，计 算 机 要 想 更 小 而 有 计 算 能 力 更 强，就 需 要 有 更 精 细 更 先 进 的 生 产 技 术，这 才

5、能 使 同 样 的 面 积 具 有 更 高 的 计 算 能 力 和 更 快 的 速 度，现 在 C P U 的 生 产 技 术 已 经 达 到 纳 米 级，CPU的 更 加 微 小 将 同 时 带 动 电 脑 其 他 部 件 诸 如 内 存、硬 盘、显 卡、主 板 的 微 型 化，但 与 此 同 时，密 集 化 将 会 产 生 更 大 的 发 热 问 题,这 就 需 要 研 究 人 员 采 用 更 先 进 的 散 热 技 术 和 优 化 能 力，只 有 电 脑 上 的 主 要 部 件 都 微 型 化，才 能 实 现 整 台 电 脑 的 微 型 化。纳 米 管 元 件 尺 寸 在 几 到 几 十

6、 纳 米 范 围，质 地 坚 固，有 着 极 强 的 导 电 性，能 代 替 硅 芯 片 制 造 计 算 机。“纳 米”是 一 个 计 量 单 位，大 约 是 氢 原 子 直 径 的 10倍。纳 米 技 术 是 从 20世 纪 80年 代 初 迅 速 发 展 起 来 的 新 的 前 沿 科 研 领 域，最 终 目 标 是 人 类 按 照 自 己 的 意 志 直 接 操 纵 单 个 原 子，制 造 出 具 有 特 定 功 能 的 产 品。现 在 纳 米 技 术 正 从 微 电 子 机 械 系 统 起 步，把 传 感 器、电 动 机 和 各 种 处 理 器 都 放 在 一 个 硅 芯 片 上 而

7、构 成 一 个 系 统。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。纳 米 计 算 机 不 仅 几 乎 不 需 要 耗 费 任 何 能 源，而 且 其 性 能 要 比 今 天 的 计 算 机 强 大 许 多 倍。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。但 就 计 算 能 力 而言，计 算 机 领 域 著 名 的 摩

8、 尔 定 律 并 不 是 一 成 不 变 的，因 为 分 子 原 子 也 是 有 大 小 的，现 在 可 以 将 硅 处 理 到 纳 米 级，但 总 是 会 遇 到 小 到 不 能 再 处 理 的 瓶 颈，到 那 时 再 先 进 的 生 产 技 术 也 无 济 于 事，这 时 便 需 要 考 虑 到 算 法 和 计 算 方 式 的 问 题。在 未 来 是 否 会 有 更 加 先 进 的 计 算 方 式 取 代 二 进 制，是 否 会 有 更 加 简 捷 的 算 法，是 计 算 机 领 域 工 作 者 应 该 考 虑 的。专 家 预 测，1 0 年 后 纳 米 技 术 将 会 走 出 实 验 室

9、，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。二、计 算 机 的 智 能 化 自 从 计 算 机 诞 生 以 来，对 于 这 样 一 个 无 生 命 的 机 器 怎 样 实 现 智 能 化 一 直 是 人 们 感 兴 趣 的 话 题，计 算 机 智 能 与 人 工 智 能 有 许 多 相 似 之 处，但 计 算 机 智 能 并 不 能 完 全 等 同 于 人 工 智 能，人 工 智 能 是 一 个 学 科 领 域，包 括 许 多 研 究 和 应

10、 用 方 向，如 自 然 语 言 理 解、机 器 人、专 家 系 统 等。智 能 化 主 要 指 的 是 计 算 机 处 理 智 能 化。智 能 化 就 是 要 求 计 算 机 能 模 拟 人 的 感 觉 和 思 维 能 力，也 是 第 五 代 计 算 机 要 实 现 的 目 标。智 能 化 的 研 究 领 域 很 多，其 中 最 有 代 表 性 的 领 域 是 专 家 系 统 和 机 器 人。主 要 目 标 是 使 计 算 机 具 有 类 似 人 类 的 认 知、学 习、理 解、表 达、推 理 等 思 维 能 力 和 行 为 能 力，是 一 个 以 计 算 机 为 核 心 平 台 涉 及 自

11、 然 科 学 和 社 会 科 学 多 方 面 的 综 合 性 学 科。计 算 机 智 能 是 方 法 或 模 型，主 要 研 究 信息 在 计 算 机 中 的 获 取、存 储、处 理 和 输 出 的 过 程，使 信 息 变 得 更 有 效 率 和 更 有 效 果，它 是 计 算 机 专 业 技 术 中 的 一 门 技 术。对 于 智 能 计 算 机 的 发 展 历 程，虽 然 人 们 已 经 付 出 了 很 大 努 力，也 取 得 了 不 少 成 果，诸 如 在 工 业 生 产 领 域 的 智 能 化 与 自 动 化，但 真 正 意 义 上 的 智 能 计 算 机 与 我 们 还 有 很 远

12、的 距 离。计 算 机 智 能 化 的 研 制 离 不 开 对 智 能 本 质 的 认 识,他 的 实 现 还 需 要 智 能 科 学 的 进 一 步 发 展。另 一 方 面，智 能 计 算 机 的 发 展 也 要 与 计 算 机 科 学 技 术 本 身 的 发 展 相 呼 应。我 们 有 理 由 相 信，聪 明 的 计 算 机 科 学 工 作 者 们 肯 定 能 想 出 更 好 的 办 法 突 破 冯 诺 依 曼 的 框 架,真 正 实 现 计 算 机 的 智 能 化。三、计 算 机 的 前 景 随 着 计 算 机 技 术 的 发 展，网 络 时 代 的 到 来，计 算 机 的 应 用 已

13、经 贯 穿 了 各 个 学 科，并 融 合 到 了 我 们 的 日 常 生 活 中。计 算 机 的 应 用 已 无 处 不 在，它 已 渗 透 到 国 民 经 济 各 个 部 门 及 社 会 生 活 的 各 个 方 面。它 给 人 类 的 科 学、文 化 和 生 活 带 来 了 巨 大 的 变 化 和 深 远 的 影 响。而 我 国 计 算 机 用 户 数 量 的 持 续 增 长 的 趋 势。表 明 计 算 机 的 应 用 越 来 越 广 泛，而 目 前 计 算 机 应 用 活 跃 的 领 域 主 要 在 于 国 防 建 设 方 面、教 育 方 面、工 业 领 域 还 是 其 他 商 业 领

14、域。在 国 防 方 面 主 要 表 现 在 用 于 卫 星 研 究 领 域 及 导 弹 方 面，还 有 就 是 国 家 信 息 安 全 方 面。计 算 机 在 教 育 方 面 主 要 用 于 计 算 机 辅 助 教 学、计 算 机 管 理 教 学、远 程 教 育 及 科 学 研 究 开 等 方 面。自 20世 纪 70年 代 末 以 来，计 算 机 在 教 育 中 的 应 用 得 到 了 空 前 发 展，它 被 广 泛 地 应 用 于 教 育 的 不 同 层 次 和 领 域。它 在 充 分 发 挥 教 师 的 作 用，因 材 施 教，提 高 学 生 学 习 的 积 极 性 和 主 动 性，高

15、效 地 实 现 教 学 目 标 等 方 面 有 巨 大 的 潜，并 打 破 了 传 统 的 面 对 面 的 课 堂 教 学 模 式，学 生 可 以 在 家、图 书 馆、办 公 室 等 场 所 享 受 理 想 学 校 的 教 师 资 源 和 知 识 资 源，学 生 不 在 课 堂 也 可 以 获 得 良 好 的 学 校 教 育。计 算 机 在 工 业 生 产 中 的 应 用 是 广 泛 的，如 计 算 机 集 成 制 造、计 算 机 辅 助 设 计 和 制 造、自 动 控 制、管 理 信 息 系 统 管 理 等，其 效 果 十 分 显 著，这 已 成 为 衡 量 一 个 企 业 优 劣 的 重

16、要 标 志 之 一。工 业 现 代 化 离 不 开 计 算 机，计 算 机 给 工 业 生 产 注 入 了 新 的 活 力，它 在 工 业 生 产 中 应 用 的 密 集 程 度 是 工 业 化 程 度 的 重 要 指 标，它 促 使 了 工 业 进 程 的 管 理 手 段 现 代 化，并 在 日 后 的 发 展 过 程 中 日 益 重 要。计 算 机 在 商 业 领 域 更 是 突 出。现 在，计 算 机 在 交 通、金 融、企 业 管 理、教 育、邮 电、商 业 等 各 行 各 业 中 得 到 广 泛 的 应 用，并 向 全 球 化 经 济 过 程 中 发 挥 这 不 可 取 代 的 作

17、用。四、论 述关 于 计 算 机 未 来 的 发 展 趋 势，不 同 的 人 有 不 同 的 看 法，不 同 的 人 也 会 从 不 同 的 方 面 去 探 讨，但 无 论 如 何，出 发 点 都 是 为 了 能 够 更 好 地 帮 助 人 学 习、工 作、计 算、娱 乐 等 等，为 了 更 能 方 便 人 的 生 活，更 好 地 完 成 更 加 艰 巨 复 杂 的 任 务，所 以，计 算 机 会 基 于 这 些 进 行 不 断 地 改 造 与 创 新，当 一 种 技 术 或 基 本 架 构 遭 遇 瓶 颈 时，新 的 技 术 就 会 诞 生,这 就 是 计 算 机 不 断 改 进 和 创 新

18、 的 动 力。对 于 上 文 的 诸 多 方 面，很 多 已 经 即 将 或 是 快 要 实 现，而 有 一 些 则 距 离 现 实 还 有 很 大 距 离，甚 至 有 些 研 究 会 是 失 败 的，但 这 完 全 不 能 阻 挡 计 算 机 的 发 展，也 不 会 阻 止 与 计 算 机 有 关 的 新 技 术 的 产 生。五，结 论 以 上 对 于 计 算 机 的 展 望 并 不 是 全 面 的，也 只 是 从 一 些 侧 面 简 单 谈 一 谈 计 算 机 可 能 发 展 的 方 向，从 第 一 台 计 算 机 诞 生 的 那 一 天 起，计 算 机 就 将 注 定 改 变 人 类 的

19、 历 史；从 第 一 台 个 人 计 算 机 诞 生 的 那 一 天 起,计 算 机 便 注 定 与 我 们 的 生 活 有 着 密 切 联 系。随 着 时 代 的 进 步，计 算 机 的 发 展 必 然 要 经 历 很 多 新 的 突 破。从 目 前 的 发 展 趋 势 来 看，未 来 的 计 算 机 将 是 微 电 子 技 术、光 学 技 术、超 导 技 术 和 电 子 仿 生 技 术 相 互 结 合 的 产 物。在 当 今 社 会，计 算 机 已 经 渗 透 到 社 会 的 每 一 个 角 落，计 算 机 应 用 活 跃 在 国 防 建 设 方 面、教 育 方 面、工 业 领 域 还 是

20、 其 他 商 业 领 域,并 随 着 网 络 时 代 到 来，其 应 用 前 景 是 非 常 潜 力 的，其 价 值 是 非 常 重 要的！未 来 的 计 算 机 必 将 发 挥 更 大 的 作 用，计 算 机 技 术 也 比 将 带 动 各 行 各 业 的 迅 猛 发 展，为 共 同 推 动 人 类 社 会 的 进 步 做 出 贡 献！参 考 文 献：1蔡 芝 蔚，计 算 机 技 术 发 展 研 究.电 脑 与 电 信，2008(02).2张 洁，未 来 计 算 机 与 计 算 机 技 术 发 展 展 望 J.广 东 科 技，2006(10).何 文 瑶，应 用 计 算 机 技 术 发 展

21、态 势 分 析 臼.科 技 创 业 月 刊，2007(05).杨 晔，未 来 计 算 机 的 发 展 趋 势 展 望 口.黑 龙 江 科 技 信 息，2007(07).孙 凤 宏，探 索 未 来 计 算 机 技 术 发 展 与 应 用 J.青 海 统 计，2007(11).刘 科 伟，黄 建 国.量 子 计 算 与 量 子 计 算 机.计 算 机 工 程 与 应 用，2002,(38).王 延 汀.谈 谈 光 子 计 算 机.现 代 物 理 知 识，2004,(16).8陈 连 水，袁 凤 辉，邓 放.分 子 计 算 机.分 子 信 息 学，2005，.官 自 强.纳 米 科 技 与 计 算 机 技 术.现 代 物 理 知 识，2003,(15).10张 镇 九，张 昭 理.量 子 计 算 机 进 展，计 算 机 工 程，2004，.