计算机未来发展论文参考文献

计算机科学与技术的发展方向与展望论文

未来计算机科学与技术定会向更高、更广、更深的方向发展。待到计算机完全达到人类社会发展需求之后，计算机也会和其他消费品一样，成为家庭必需品，价格低廉，随时更换。由于计算机科学与技术的研发一直都没有停止，因此计算机科学与技术定会向着更好的方向发展。

1 计算机科学与技术的整体发展方向。

向“高”度方向发展。

这一点发展趋势主要以计算机主频为主。由于计算机主频技术越来越先进，计算机整体性能也越加稳定，速度也随之变快。目前，研究者已经研制成功一种性能更佳的微处理器，该处理器中包含了10 亿个晶体管，这些晶体管的存在，可以让计算机能够应用多个处理器。换言之，即计算机能够进行并行处理。现阶段，全球范围内，最先进的通用机中就涵盖了超过 1000 台的操作系统。在正常情况下，专用机的性能已经高出通用机，这就需要解决两个技术性难题：第一个，不同计算机之间如何能够快速有效的通信，产生联系，实现处理的高效能；第二个，如此众多的计算机，如何才能够统一协调的工作，并且能够对这些计算机展开管理。

向“广”度发展。

现如今，计算机的普及度已经非常高，已经成为人们日常工作学习的常用之物。计算机科学与技术向“广”度发展，简单的说就是指网络普及度更高，能够渗透到每个领域。未来，计算机是会成为每个家庭的必备之物，就犹如发电机一样，各种形式的电器都需要应用计算机。也许未来书籍也会变成电子化形式，学生上课只需要使用在教学版本的计算机即可。学者预言，未来计算机会与其他消耗品一样，价格便宜，方便购买，完全成为最普通的消费品。

向“深”度发展。

所谓“深”度发展，简单的说就是向人工智能方向发展。比如计算机使用者能够将网络中各种资源以及信息通过某种方式变成自己所有；计算机与使用者之间能够进行互动。计算机人工智能中，智能部分占很大比重，计算机不仅仅具有感知能力，同时也具有相应的逻辑思维能力。这样使用者与计算机之间就可以进行沟通，使用者可以通过手写方式、表情等与计算机展开沟通，获取相关信息资源。人机交流使得使用者能够在最短的时间内获得大量的信息资源。现而今，研究者正在致力于研究能够让使用者具有身临其境之感的人机交流设备，该研究者需要解决的问题就是虚拟现实技术。

另外，还有一些研究者也在研究永久性储存设备，比如百年储存器。相信随着计算机科学与技术的进一步发展，上述目标都能够实现。

2 计算机科学技术的具体发展趋势。

高速计算机。

此种类型的计算机最显着的特点就是运算速度非常快。国外研究者已经研制成功了一种能够提高计算机运行速度的技术。该技术借助的是空气绝缘性原理，提高了计算机的运行速度。研究者研究的计算机中运用了最新的电路，此种类型的芯片连接的导线成分是胶滞体。此种胶滞体空气占绝大部分，达到了 90%,研究者正是利用了空气的绝缘性提高计算机的运行速度。通过大量的试验发现，电脑运行速度与晶体管、芯片彼此的信号传递效率有着不可分割的关系。现阶段，计算机信号传递主要是应用“硅二氧化物导线”,而此种类型的导线在运行的过程中，会吞噬信号，所以信息传递的时间比较长。但是胶滞体导线在运行的过程中，几乎不会吞噬信号，因此信息传递速度非常快。另外，此种类型的导线，能够非常有效地降低电耗，材料不必花费过高的成本，并且并不需要改变芯片，能够直接进行安装，最大的优势就是能够提高电脑运行速度。但是此种类型的导线也有一定的缺点，即散热效果不佳，不能及时有效地将计算机电路生成的热量有效地排出去。

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。

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，即使发生交汇也不会造成干扰；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。

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。

3 结束语。

综上所述，可知计算机科学与技术要想实现上述目标，研究者必须付出更大的努力，国家也应该给予大力的支持，有些国际的难题，甚至需要国际合作。实际上，计算机科学与技术的发展趋势还有很多方面，这就需要其他学者对其进行更进一步的研究。

参考文献。

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计算机在处理速度、存储容量、网络化，以及软件的精巧化方面经过数十年的发展，已经以难以想象的方式渗入科学、商业和文化领域中，而智能工程又将令其从量变转向质的飞跃。 计算功能日益变成模拟和执行。在科学领域，计算可以模拟气候变化，破解人类基因；在商业领域，低成本的计算、因特网和数字通信正在改变全球经济；在文化领域，计算类产品，如iPod、YouTube和计算机动画等无所不在。 2006年9月，美国计算机科学与通信委员会在华盛顿举办了名为“2016”的研讨会，主题是计算机未来如何发展。 会议代表来自学术界和产业界。论题有：社会网络、数字图像、网络媒体、计算机对工作及就业的影响等。讨论主要集中在两方面：计算的影响在深度上将渗入自然科学中，在广度上将进入社会科学中；政策问题突出，计算技术的功能将更加强大、无所不及。 计算机对科学研究的深刻影响主要是高速运算的巨型计算机。虽然通过网格的群体式计算，可以将许多计算机的功能通过软件联结，实现可与巨型计算机媲美的高速运算，但要解决最复杂的动态问题，尤其是涉及国家安全的问题，还必须依靠单个巨型计算机。能广泛影响社会大众的计算则从台式机向集计算、娱乐、通信于一体的手持多功能产品转变。 一、巨型计算机的发展目标 速度对于科学计算中的巨型计算机就像它对于战场上的战斗机一样重要。美国国防部高级研究计划局(DARPA)制定的高生产力计算系统(HPCS)计划，要求每秒1000万亿次浮点运算的巨型计算机在2010年前进入市场，装备美国的武器实验室及科学研究中心。 DARPA将此类巨型计算机看作是开发先进的空中飞行器、武器、军事作战的谋划和执行、美国核储备的维护、安全系统研究，以及图像处理及密码破译等的关键技术。DARPA负责该计划的主管哈罗德说，这是“满足国家安全和经济竞争力需要的关键技术”。 2006年11月，克雷公司推出了新型XT4巨型计算机，它是由3万个opteton处理器组成的系统。克雷公司声称其新系统在试验期间稳定的运算速度为每秒10万亿次浮点运算，当前可达54万亿次／秒，预计2005年底达到250万亿次／秒。XT4的新型体系结构很容易升级到1000万亿次浮点运算／秒的最高速度。 XT4的关键技术是克雷公司的SeaStar2连接芯片。系统中每个处理器有一个这样的连接芯片，而不是像其他巨型计算机那样所有处理器共用一个通信接口。这一技术使大量并行处理系统在运行中不会因其间的数据传输而减慢。橡树岭国家实验室、国家能源科学计算中心和芬兰IT科学中心都订购了XT4。公司负责政府计划的副总裁说，这种类型的计算机特别适用于空气动力学问题，也适用于其他航空航天的设计。例如，美国空军的研究人员一直用其上一代的XT3来模拟新型天线的设计与评价。 2006年11月，DARPA与克雷公司签订了亿美元，的合同，用于开发其最新的混合式体系结构的巨型计算机；这是高生产力计算系统计划第三阶段的项目之一，克雷公司称之为自适应巨型计算机。迄今，巨型计算机只用一种处理器，克雷公司的巨型计算机的混合结构是将标量、矢量不同类型的处理器集成在一起，还要加上另外两个其他处理器，将处理器和任务编制得最适合缓存，从而达到最高效率和最大利用。 IBM公司也签订了亿美元的HPCS计划第三阶段的巨型计算机合同。目标是开发实时应用的1000万亿次／秒巨型；计算机心在2006年11月公布的第28次全球最高速的500巨型计算机名单上，IBM的Gene／L系统位居榜首，是该公司为美国能源部劳伦斯·利弗莫亦国家实验室研制的，运算速度为万亿次／秒，大约是DARPA要求克雷公司和IBM于2010年前交货的原型计算机速度的1／3。克雷公司在桑迪亚国家实验室中运行的红色风暴巨型计算机为万亿次／秒，仅次于IBM的Gene／L。 二、台式计算机逐渐变成网络多媒体娱乐工具 台式计算机最终走向了移动通信领域，从光纤通信中数据量的激增可看到这一趋势。计算机用户通过接到MySpaee和ESPN的网址，正在越来越多地利用手机处理文件、短信。 先进手机操作系统的开发商、Symbian公司的副总裁帕纳格罗斯西说：“我们看到了屏幕的逐渐演变，从电影、电视、计算机屏幕发展到今天第四代的智能手机屏幕。” 最新屏幕是将台式计算机的许多功能展示出来，下一代屏幕将包含音像通信、电子邮件、短信等功能在内的多种形式的融合。为此，苹果计算机公司已更名为苹果公司，即将推出的iPhone代表公司的最新战略，即进入因特网数据处理手持装置的新领域。这种接近台式计算机的手持装置可以通过光纤及其他无线网络，简易地处理音乐、图像、娱乐、生产任务和通信。苹果公司的举动好像引发了一场核战争，诺基亚和摩托罗拉都将作出反应。不过，在此领域，苹果公司还只是后来者，其对手有：诺基亚、摩托罗拉、索尼·埃得克森、微软等商业巨头，他们都进入了娱乐电子领域。即将进入这一领域的还有Google等强大的因特网公司。他们都经不起台式计算机用户兴趣转移的诱惑。 在移动电话与台式计算机之间伪竞争还产生了新型的复合装置。诺基亚和索尼最近都推出了集创新的物理设计和各种通信功能为一体的新产品，其共同特征是比掌上机更小巧，其屏幕更便于读取。无线数据通信的软件开发也是重要的商业领域。苹果公司的优势是在无线数据通信市场中可同时开发硬件和软件，这就是其新近推出的iPhone，其新颖设计引人注目。 三、计算对科学及社会经济的影响 计算为何对科学、社会网络及人们的文化生活产生重大影响? 在计算机对科学的影响方面，加州伯克利大学教授卡普经长期探索，提出了科学理论的算法性质的概念。数学和计算机科学的核心概念就是算法。算法，简而言之就是对计算的分步求解。它擅长描述动态过程，而科学公式或方程式适于静态现象。科学研究越来越多地探索动态过程，计算机科学就是算法的系统研究。 计算机应用在当前发展最快的生物学领域尤其突出。卡普近年的研究已经超出计算机科学领域，进入到微生物领域。他认为，现在生物学已经被当作信息科学看待。科学家设法将生物过程，如蛋白质的生成用算法来描述，这“自然就是算法。” 在社会网络方面，社会科学家早在技术网络出现之前就对其分析了数十年。随着因特网的出现，社会网络和技术网络不可避免地连接起来，社会网络也就可能发展到前所未有的规模。新的社会—技术网络包括电子邮件方式、商业网站(如Amazon)的购物推荐、通信网站(如MySpace和Facebook)的短信或小帖子，还有新闻、见解、时尚、都市神话、网络商品和服务等。 当前，人们在探索，能否用算法分析为何某些网络社区兴旺而另一些则萎缩或消失?利用计算技术研究社会网络对社会学家、经济学家、人类学家、心理学家和教育家而言是丰富的宝藏，对营销人员和政客也同样有用。康乃尔大学教授克莱因伯格说：“这是将计算及算法用于社会科学和实践中的最主要的方式，当前还只是处于起步阶段。” 计算机图像和存储的未来趋势可能用于个人，将微波传输的数字装置和微型电话和摄像机组装到一起，可将人一生中的主要事件录入其中。这对于通信、媒体和个人生活意义重大。微软研究实验室主任、计算机科学家拉斯希德说，他愿意看到他的儿子如何迈出第一步，倾听几年前与他去世的父亲的对话。“我愿看到往事，在未来这是可能的。” 不过，任何技术的广泛应用都有正反两面作用。拥有跟踪群体和个人的网络行为的新工具，也会引起严重的隐私问题。2006年夏天，美国在线无意中透露了65万个用户的网络搜索日志，显然将这一问题暴露出来了。它有可能成为监视社会的工具。拉斯希德说：“我们有这种能力，但要由社会来决定如何使用它，而不是由科学家来决定。”