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【摘要】伴隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)也在不斷的更新發(fā)展中。作為一個(gè)促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，增強(qiáng)綜合國(guó)力的重要技術(shù)之一，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不僅能夠提升我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，更能夠促進(jìn)新型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)。本文立足于計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)程，著重探究了新型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，闡明了這些計(jì)算機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，對(duì)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢(shì)做出了預(yù)測(cè)。希望本文可以帶給相關(guān)行業(yè)人員一些借鑒和思考。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代；計(jì)算機(jī)技術(shù)；發(fā)展；方向；趨勢(shì)

0引言

計(jì)算機(jī)是我們工作生活中一個(gè)比較常見(jiàn)的物品，又被人們習(xí)慣性地稱為“電腦”，它不僅被應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)跟邏輯的運(yùn)算，而且具備強(qiáng)大的存儲(chǔ)與修改功能，是一種現(xiàn)代化的智能電子設(shè)備。計(jì)算機(jī)有兩部分主體結(jié)構(gòu)，一部分是硬件系統(tǒng)，另一部分是軟件系統(tǒng)，共同保障計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。伴隨著科技水平的不斷提升，計(jì)算機(jī)技術(shù)也在隨之發(fā)展，計(jì)算機(jī)作為一個(gè)綜合型的生活辦公工具應(yīng)用到人們生活工作中的同時(shí)，其發(fā)展備受人們的關(guān)注，相關(guān)行業(yè)人員也在致力于計(jì)算機(jī)的發(fā)展研究過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)逐漸走上了一個(gè)越來(lái)越成熟的軌道。但是，當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也受到了一定的阻礙，人們過(guò)于關(guān)注對(duì)計(jì)算機(jī)娛樂(lè)方面的應(yīng)用，比如聊天、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物等內(nèi)容，卻忽視了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，甚至不了解。本文將帶領(lǐng)大家一起去了解一下現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程以及未來(lái)的發(fā)展動(dòng)向。

1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程

世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)在1946年2月，?？颂睾湍死@兩位美國(guó)的發(fā)明家在美國(guó)的賓夕法尼亞大學(xué)共同將它研制出來(lái)。世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的問(wèn)世開(kāi)啟了人類社會(huì)發(fā)展的新篇章，讓社會(huì)發(fā)展邁出了一大步，開(kāi)啟了人們的新生活，帶領(lǐng)人們進(jìn)入了信息革命時(shí)期。世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)跟我們現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)外形差距較大，那臺(tái)計(jì)算機(jī)有好幾間房子一樣大，但是它的計(jì)算速度卻并沒(méi)有高于我們現(xiàn)在使用的微型計(jì)算機(jī)。從世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)問(wèn)世到現(xiàn)在我們使用的計(jì)算機(jī)，無(wú)數(shù)的計(jì)算機(jī)研發(fā)人員一直在努力，尤其是科學(xué)家馮諾依曼在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮了重要的作用，被后人稱為“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父”。馮諾依曼開(kāi)啟了計(jì)算機(jī)發(fā)展的新時(shí)代，帶動(dòng)了廣大科研人員對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究。隨著時(shí)間的推移，計(jì)算機(jī)的發(fā)展可以分為四代：

1.1電子計(jì)算機(jī)

電子計(jì)算機(jī)時(shí)代是計(jì)算機(jī)發(fā)展的第一個(gè)時(shí)代，從1946年開(kāi)始，到1957年結(jié)束。電子計(jì)算機(jī)與世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)有些類似，電子元件是計(jì)算機(jī)的主要器件，電子計(jì)算機(jī)也因此得名。電子管具的體積比較大，但是存儲(chǔ)的容量相對(duì)較小，因此電子計(jì)算機(jī)的耗電比較快，不具備穩(wěn)定性。這類計(jì)算機(jī)一般應(yīng)用于科學(xué)研究過(guò)程中，而且在電子計(jì)算機(jī)時(shí)代，計(jì)算機(jī)一般使用機(jī)器語(yǔ)言或者是匯編語(yǔ)言，并不具備系統(tǒng)軟件。

1．2晶體管計(jì)算機(jī)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，量子力學(xué)和固體物理能帶論的不斷呈現(xiàn)，開(kāi)啟了半導(dǎo)體器件的計(jì)算機(jī)時(shí)代，理論研究給半導(dǎo)體器件的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)，提供了實(shí)踐的依據(jù)。早在20世紀(jì)50年代上下，點(diǎn)接觸晶體管就被兩位科學(xué)家研制出來(lái)。隨著科學(xué)的發(fā)展，結(jié)型晶體管又相繼問(wèn)世。自此之后，晶體管的發(fā)展就步入一個(gè)相對(duì)成熟的軌道，成功的應(yīng)用與計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程匯總，讓計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了第二個(gè)時(shí)代，也就是我們所說(shuō)的晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代。晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代從1958年開(kāi)始，結(jié)束于1964年。晶體管具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，它雖然體積較小，但是質(zhì)量比較輕，而且工作的效率相對(duì)較高，散熱比較少，損耗較低，對(duì)于電子管的效能發(fā)揮到了一定的程度，因此，二代計(jì)算機(jī)的體積在不斷減少，但是使用的年限卻在增加，這就為計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。除此之外，晶體管計(jì)算機(jī)的創(chuàng)新之處在于它擁有浮點(diǎn)算法這一新應(yīng)用，對(duì)于計(jì)算機(jī)運(yùn)算水平是一個(gè)大的提升，讓計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)處理以及工業(yè)控制方面有了更大的突破。

1．3中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)

隨著晶體管的呈現(xiàn)，使得集成電路的發(fā)展更加順暢。不久之后，科研人員開(kāi)始著手于研究晶體管以及其他電學(xué)元件，以此來(lái)制作更加復(fù)雜高端精密的集成電路。在1959年，有位著名的發(fā)明學(xué)家叫做羅伯特羅伊斯，他發(fā)明的集成電路更加復(fù)雜化，是通過(guò)平面工藝生產(chǎn)出來(lái)的，可以應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。從那之后，計(jì)算機(jī)開(kāi)始利用中小規(guī)模集成電路來(lái)進(jìn)行技術(shù)發(fā)展，也就隨之進(jìn)入了第三個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí)代，被人們稱為中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代。中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代與之前存在的兩個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí)代相比，又有所不同，中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)的中心部分仍舊是存儲(chǔ)器，但是計(jì)算機(jī)的體積開(kāi)始不斷減小，與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)的能耗在不斷降低，但是運(yùn)算的速度以及可靠的程度卻又在不斷提升過(guò)程中。除此之外，中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備得到完善與更新，它的功能組件強(qiáng)化，不僅可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理，還能夠在企業(yè)管理、輔助設(shè)計(jì)、輔助制造跟自動(dòng)控制領(lǐng)域進(jìn)行充分的應(yīng)用。

1．4大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升，工業(yè)制造水平也在逐步提升，集成電路的技術(shù)有了新的發(fā)展。摩爾定律表明，當(dāng)價(jià)格不變的時(shí)候，集成電路上能夠容納的晶體管數(shù)目，每隔18個(gè)月就能夠增加一倍，在這個(gè)過(guò)程中，它的性能水平也在提升，計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代，被人們稱為大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代。自從1970年之后，以大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的計(jì)算機(jī)開(kāi)啟了第四個(gè)全新的計(jì)算機(jī)時(shí)代。升級(jí)發(fā)展之后的第四代計(jì)算機(jī)的性能有了明顯的優(yōu)勢(shì)，存儲(chǔ)的容量明顯得到了提升，在一個(gè)一厘米的圓形芯片上可以容納上百萬(wàn)的電子元件。在這一時(shí)期，第四代計(jì)算機(jī)時(shí)代呈現(xiàn)出一個(gè)關(guān)鍵性的分化，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路為依托不斷發(fā)展起來(lái)的微處理器以及微型計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展可以大致分為四個(gè)階段。第一個(gè)階段是1971年到1973年，微處理器主要有三種，分別為4004、4040以及8008這個(gè)類型。第二個(gè)階段是1973年到1977年，這一個(gè)時(shí)間段是微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展以及創(chuàng)新的時(shí)期。第三個(gè)階段是從1978年開(kāi)始到1983年結(jié)束，在這一時(shí)間段里，是十六位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段。第四個(gè)階段從1983年開(kāi)始，也是三十二位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段。

2計(jì)算機(jī)技術(shù)的新發(fā)展方向與趨勢(shì)

時(shí)代在不斷變革和發(fā)展，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)也處在一個(gè)時(shí)刻發(fā)展與創(chuàng)新的過(guò)程中，但是隨著經(jīng)濟(jì)水平以及科技水平的提升，現(xiàn)代各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展也隨之進(jìn)行著，無(wú)論是生物領(lǐng)域還是物理領(lǐng)域，以及一些新材料的出現(xiàn)，都為新型計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定著前提條件。一系列新型計(jì)算機(jī)已經(jīng)在醞釀發(fā)展的過(guò)程中，比如生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)以及納米計(jì)算機(jī)等?；蛘哌@些新型計(jì)算機(jī)的發(fā)展還未成型或者技術(shù)發(fā)展沒(méi)有十分成熟，但是它們的呈現(xiàn)代表著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的新方向與新趨勢(shì)。

2.1生物計(jì)算機(jī)

生物計(jì)算機(jī)是一種全新的計(jì)算機(jī)類型，還有一個(gè)別名叫做仿生計(jì)算機(jī)，它的創(chuàng)新之處在于使用了生物芯片替代了原本半導(dǎo)體上大量晶體管。生物計(jì)算機(jī)主要通過(guò)生物工程技術(shù)所出現(xiàn)的蛋白質(zhì)分子來(lái)作為主要的原料以及生物芯片，所以被叫做生物計(jì)算機(jī)。脫氧核糖核苷酸上存在著一些遺傳信息，它是一種雙螺旋結(jié)構(gòu)，因此，它具有強(qiáng)大的存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)，而且運(yùn)算能力非常強(qiáng)大，與傳統(tǒng)硅片相比更是略勝一籌。數(shù)據(jù)顯示，一毫克的DNA的存儲(chǔ)能力與一萬(wàn)片的光碟片差不多大容量。除此之外，DNA還具有超能力，能夠同時(shí)進(jìn)行兆個(gè)運(yùn)算指令。這一系列的優(yōu)勢(shì)因素都給生物計(jì)算機(jī)的成熟發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，讓它具備了集成電路所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)，大致可以歸結(jié)于五點(diǎn)。第一點(diǎn)，生物計(jì)算機(jī)的體積比較小，但是容量卻比較大。第二，生物計(jì)算機(jī)具有良好的可靠性，這主要得益于計(jì)算機(jī)的內(nèi)部芯片，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，這個(gè)內(nèi)部芯片可以自行進(jìn)行恢復(fù)。第三，生物計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)量比較大，有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，一立方米的生物大分子溶液里大約可以存儲(chǔ)一萬(wàn)億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。第四，生物計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比較快，這主要得益于DNA能夠同時(shí)處理兆個(gè)指令的特別優(yōu)勢(shì)。第五，生物計(jì)算機(jī)具有良好的并行性。跟過(guò)去的計(jì)算機(jī)不同的是，生物計(jì)算機(jī)得益于DNA與蛋白質(zhì)，因此充分發(fā)揮并行功能。生物計(jì)算機(jī)以它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要工程，當(dāng)前，生物計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向主要有兩個(gè)，一個(gè)是研制有機(jī)分子元件，利用它來(lái)替換半導(dǎo)體元件，為分子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)提供幫助。另一個(gè)是通過(guò)不斷探究人腦結(jié)構(gòu)跟思維規(guī)律來(lái)研究生物計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，為生物計(jì)算機(jī)的成熟呈現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

2．2量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)也是新型計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它是建立在量子力學(xué)規(guī)律以及依托量子效應(yīng)和量子比特而進(jìn)行的超速運(yùn)算、強(qiáng)大存儲(chǔ)的一種新型計(jì)算機(jī)裝置。假如這個(gè)裝置處理和運(yùn)算時(shí)使用的是量子信息，那么在進(jìn)行量子算法的時(shí)候，就是所謂的量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)與一般計(jì)算機(jī)的一個(gè)不同之處在于它不僅能夠使用0和1進(jìn)行存儲(chǔ)，還能夠用粒子的量子疊加來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)信息的匯總。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，一個(gè)四十位元的量子計(jì)算機(jī)可以解開(kāi)一千零二十四位的集成電路計(jì)算機(jī)需要花費(fèi)幾十年才能夠解決的問(wèn)題。量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度令人驚嘆。到現(xiàn)在為止，全球還沒(méi)有呈現(xiàn)出一個(gè)成熟意義上的量子計(jì)算機(jī)，不同國(guó)家和地區(qū)的科研人員仍然沒(méi)有放棄努力，致力于對(duì)量子計(jì)算機(jī)的研究過(guò)程中，呈現(xiàn)出許多跟量子計(jì)算機(jī)相關(guān)的科學(xué)方案以及科學(xué)假設(shè)。在實(shí)際研究過(guò)程中，這一系列的科學(xué)方案仍然存在著一些不成熟的地方，但是伴隨著時(shí)代的進(jìn)步，相信量子計(jì)算機(jī)終究會(huì)被攻克，完美地呈現(xiàn)在人們的生活中。

2．3光子計(jì)算機(jī)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)著光學(xué)的發(fā)展，科研人員開(kāi)始著手用光子來(lái)替代電子，光運(yùn)算開(kāi)始慢慢取代電運(yùn)算，一系列的光學(xué)元件開(kāi)始取代電子元件與電子設(shè)備，不斷應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程中。光子計(jì)算機(jī)主要是運(yùn)用光信號(hào)進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、邏輯測(cè)算以及信息的存儲(chǔ)處理等的新型計(jì)算機(jī)，主要的優(yōu)勢(shì)可以歸納為三個(gè)方面：第一，強(qiáng)可靠性，光子沒(méi)有電荷，所以就不存在電磁相互作用，具有較強(qiáng)的可靠性。第二，光子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度極高，光子的并行性比較強(qiáng)，因此具有較強(qiáng)的處理能力，加上光子傳播速度很快，進(jìn)一步提升了光子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。第三具有超大的存儲(chǔ)容量，光子互聯(lián)不受到電磁的干擾，因此具有較高的互聯(lián)密度。

2．4納米計(jì)算機(jī)

納米材料作為一種新型的高科技材料，在薄膜晶體管中的應(yīng)用解放了傳統(tǒng)意義上的晶體管。納米計(jì)算機(jī)解決了一些頑固的技術(shù)難題，與此同時(shí)，由于納米材料研發(fā)的芯片具有更低的生產(chǎn)成本，因此，納米計(jì)算機(jī)的發(fā)展前景更加樂(lè)觀。作為21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，相信隨著科研人員的不斷探索與發(fā)現(xiàn)，納米計(jì)算機(jī)技術(shù)一定可以隨著時(shí)間的推移走進(jìn)我們老百姓的生活中，幫助我們解決日常生活中的一系列問(wèn)題。

3總結(jié)

時(shí)代在不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平也在不斷提升。社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展對(duì)于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展要求越來(lái)越高，計(jì)算機(jī)作為人們工作生活中一個(gè)必不可少的輔助用品，必將走在不斷發(fā)展的路上，微型、智能、多功能發(fā)展，生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)以及納米計(jì)算機(jī)等一系列新型計(jì)算機(jī)，作為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向與趨勢(shì)一定可以破除各種技術(shù)阻礙，通過(guò)科研人員堅(jiān)持不懈的努力成為老百姓生活中的一部分，為美好生活的構(gòu)建增添色彩。

【參考文獻(xiàn)】

［1］黃艷云.計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新過(guò)程研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用,2013(08).

［2］李育英,譚賢楚.計(jì)算機(jī)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步[J].理論探新,2010(09).

［3］雷宏澤.淺談?dòng)?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程與發(fā)展方向[J].青年文學(xué)家,2013(29).

［4］李文倩.個(gè)人計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)[J].工程技術(shù)的發(fā)展歷程,2012(09).

［5］胡軍,吳立春.芻議計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算機(jī)發(fā)展的認(rèn)識(shí)與思考[J].科技向?qū)?2011(35).

［6］高綱領(lǐng).淺議計(jì)算機(jī)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步[J].科技資訊,2011(14).

［7］李文博.量子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)原理與運(yùn)用領(lǐng)域解析[J].科技前沿,2014(11).

［8］謝小雨,薛慧,顧琳玲.計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)[J].科技向?qū)?2011(24).

［9］樊玲玲.淺析計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展[J].信息技術(shù)應(yīng)用研究,2012(16).

［10］趙莉楠.電子計(jì)算機(jī)發(fā)展對(duì)現(xiàn)代科技集成創(chuàng)新的啟示[J].科學(xué)對(duì)社會(huì)的影響,2011(12).

作者：徐新賀 單位：遼源市第五中學(xué)