论计算机应用技术的发展趋势

算代替电运 算。在光子计算机 中，不同波长 的光代表不 同的 数 据，可 以对复杂度高 、计算量大 的任务实现快速地并行处 理。光 子计 算机将使运算速度在 目前基础上呈指数上升 。光 与电子相 比，其传播速度 非常快 ，它的能力超过 了现有 电话 电缆 的很 多倍 ，同时光子计 算机在一般室温 下就可 以使用 ， 不易 出现错误 ，和 人脑 具有类似 的容错 性。这些优势 必会提 高计算机的效能 ，使光子计算机获得广泛的发展与应用 。 １计算机应 用技 术的发展历史和发展趋势 计算机技术 的兴起要追溯 到 １ ９ ４ ６年美 国宾夕法尼亚大 ２ ． ３分子计算机 学 莫尔 学院研制 的大 型电子数 字积 分计 算机 ，这标志着计算 生物计算机也 即是分子计算机 ，其运算过程就是 蛋白质 机 时代 的到来 。从 １ ９ ４ ６年第一台计算机诞生 以来，计算机 分子与周 围物理化学介质相互作用 的过程 。生物计算机 的转 换开关是 由酶来担当 的，要更好地显现出酶，就 需要 酶和 蛋 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 白质融 合在一起 。通过 这种技术制作 的生物计算机体 积小 ， 向发展 。 ２ Ｏ 世 纪中期计算机技术获得了高速发展，也有单纯 耗 电少 ，存储量大 ，还能运行在生化环境或者有机体中， 比 的计算 机硬 件发展到集硬件、软件和 固件等为一体 的计算机 较适合应用于 医疗诊治及生物工程等 。分子 计算 机的运行是 技 术系统，此系统的性能大大提升 。２ ０世纪后期 ，计算机技 吸收分子 晶体上 以电荷形式存在 的信 息，并 以更有效的方式 术 开始 逐步应用到社会的各个角落 ，计算机 的性 能也获得 了 进行组织排列 。分子计算机的运算过程 就是蛋 白质分子与周 提 升。现在 Ｃ Ｐ Ｕ的生产技术 已经达到纳米级 ，Ｃ Ｐ Ｕ的更加微 围物理化学介质 的相互作用过程 。转换开关为酶 ，而程序则 小将同时带动 电脑其他部件诸如 内存、硬盘 、显 卡、主板 的 在酶 合成系统本身 和蛋 白质 的结 构中极其明显地表 示 出来 。 微 型化 。计 算机 实现无 线化 一直 是人们梦 寐 以求的，这与 当 生物分子组成 的计算机具备 能在生化环境 下，甚至在生物有 前笔记本实现的无线是不 同的，未来计 算机 无线 化是 指网络 机体中运行，并能 以其它分子形式与 外部环境 交换 。因此它 与设备 间的无线连接 ， 实现 无线显示 器， 属于无线通信技术 ， 将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程 中发挥无法替代 的作用 。 可 以为无线局域 网和个人局域 网提供方便 ，带来低功耗、高 目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、白动机模型 、 带宽的优势 。未来有 可能实现家 电与计 算机 之间的网络连 接， 仿生算法、分子化学反应算法等几种类型 。 计算机可 以通过 网络调控家 电的运作 ，也可 以通 过网络下载 ２ ． ４ 纳米计算机 新 的家 电应用程序 ，从而提高家 电的性能。同时利用 互联 网 纳米属于计量单位，大概是氢原子直径 的十倍 。纳米技 也可 以远程遥控家 中的家 电，在办 公室 就能让家 中的 电器 工 术从开始就受到 了科学家们的关注，也是 ８ ０年代初迅速发 作 ，为生活提供便利 。计算机的普 及必会要 求计 算机 更好 地 展起来的前沿技术 ，科 学家们一 直深 入研 究。现在纳米技术 为人服 务，这就需要计算机与人之 间的交流要人性化 ，这样 应用领域还局 限于微 电子机械系统 ，还没有真正应用于计算 人们才会真 正使 用计 算机 。计算机 的交互方式将会走 向多样 机领域 。在微 电子机械 系统 中应 用纳米技术知识，是在 一个 化， 可 以通过书写控制 ， 也可 以通过语 言控制 、 眼镜控制等 。 芯片上 同时放传感器和 各种处理器 ，这样所 占的空间较小 。 随着智 能化 的提 升，计算机可 以 自动选择操作流程 ，使用起 纳米技术如果能应用到计算机上 ，必会大大节省资源，提 高 来较为 简单 ，有可能达到与家用 电器操作一样简单 ，使用者 计算机性能 。纳米 技术 是从 ２ Ｏ世纪 ８ ０ 年代初迅速 发展起 来 不 需要 专门学习就能操作 。 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 ２新 型ｆ ｌ － ￣－ ｇ ｔ 操纵单个原子 ，制造出具有特定功能 的产 品。现在纳米 技术 ２ ． １量 子计算机 止从微 电子机械 系统起 步，把传感器 、电动机和各种处理器 量子计算机 的概念源于对可逆计算机 的研究 ，量子计算 都放在 一个硅 芯片上而构成 一个 系统。纳米计算机不仅儿几 机 是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算 、存储 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 及 处理量子信息 的物理装置 。这种计算机是根据量子 效应 设 计 出来 的，借助链状 分子聚合物的特性来实现开关状态，分 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 子状态变化借助于激光脉冲改变 ，使相 关的信 息跟着 聚合物 管的功能。 转变，然后实现运算。量子计算机 是立 足于 力学 规律 之上进 ３结束语 行运算及存储信息的 ，量子计算机的存储量是非常大的，不 本研究简单介绍了计算机技术的发展历史 ，说 明了计算 仅 能高速地处理数据 ，还有着安全 的保密体系 。量子计算机 机产业 的发展是非常快速 的，给人类社会 的生产 实践 带来 巨 中的数据用量子位存储 。由于量子叠加效应 ，一个量子位可 大飞跃 。也对 未来计算机 的发展趋势和新型计算机 的类 型进 以是 ０或 １ ，也可 以既存储 ０又存储 １ 。因此，一个量子位 可 以存储 ２ 个数据 ，同样数量 的存储位 ，量子计算机 的存储 行简单说 明，希望未来计算机应用技术发展越来越好 。 参考文献 量 比通 常计 算机 大许 多。除具有高速并行处理数据的能力外 ， 量子计算机还将对现 有的保密 体系、国家安全意识产生重大 ［ １ ］ 蔡 芝 蔚 ，计算 机 技术 发展 研 究 ［ Ｊ ］ ． 电脑 与 电信 ，２ ０ ０ ８ 的冲 击 。利 用 量 子 力 学 原 理 设 计 ， 由量 子 元 件 组 装 的 量 子 计 （ Ｏ ２ ） ． 算机 ，不仅 运算 速度快，存储量 大 ，功耗低 ，而且体 积小 。 ［ ２ ］ 张洁 ，未来计算机 与计算机技术 发展展望 ［ Ｊ ］ ． 广 东科技 ， ２ ． ２光子计算机 ２ ０ ０ ６ （ １ ０ ） ． 光子计算机是利用光子取代 电子进行数据运算 、传输和 ［ ３ ］ 何 文瑶 ，应用计算 机技术发展态 势分析 ［ Ｊ ］ ． 科 技创业 月 存储 。光子计算机即全光数字计算机，以光 子代 替电子，光 刊，２ ０ ０ ７ （ ０ ５ ） ． 互连代替导线互连 ，光硬件代替计算机中的电子硬件，光 运
教 学研 究
论计算机应用技术 的发展趋势
于 艺
牡丹 江 大学 ，黑 龙江 牡 丹 江 １ ５ ７ ０ ０ ０
摘 要 ：随着我 国经济的不断发展，我国的科 学技术的发展 也是相 当卓越 的。２ １世纪是一个信息化的产业时代，各 种科 学技术 都在 涌 现 。 计 算 机 的 发 明 和 使 用彻 底 改 变 了人 民的 生 活， 甚 至 是 国家 的 经 济 水 平 。 未 来 计 算 机 会 发 展 成 什 么样 没 有 人 知 道 ， 本研 究简单探讨计算机应 用技术的 发展趋势 。 关 键 词 ：计 算 机 ；应 用技 术 ： 发展 趋 势 中图分 类号 ：Ｔ Ｐ ３ — １ 文献标识码 ：Ａ ２ ０ １ ５ ） １ ９ — ０ １ ２ ８ — ０ １ 前言 随着我 国改革开放进程 的加快 ，我 国计算机技术 的发展 是很迅猛 。计 算机 在我 们的 日常生活 中扮演 了越来越 重要 的 作用 ，本文通 过现 有的技术 以及当今 在计 算机领域还 在研究 中的尖端科技 ，分析当前计算机应用技术，探究计算机未来 的一些展望 以及计算机在 未来可 能的发 展方 向。