计算机科学与技术的发展趋势探析

计算机科学与技术的发展趋势探析

高聪泽

山西应用科技学院 山西省翼城县 030062

摘要：计算机在信息技术和科学技术的支撑下，其性能、运算速度、内存容量、硬件和软件设备都得到了较快的发展，在当前知识性社会的带领下，计算机科学和技术不断向着精细化方向发展，其应用领域也越来越广。为了更好的探究计算机科学和技术的发展趋势，本文对计算机科学与技术的重要性和发展变化的原因进行了分析，并对当前计算机科学和技术的发展趋势进行了重点分析。

关键词：计算机；科学与技术；发展趋势

引言：

当前，计算机科学与技术水平越来越成熟，发展趋势越来越现代化、行业化，其应用领域逐渐由单一向着多元化、跨行业化的方向发展，在我们的日常生活中，计算机技术无处不见，其已经成为社会发展、各行业进步不可获取的一部分。

1. 计算机科学和技术的重要性

社会的进步、经济的发展、时代的变化都离不开计算机科学和技术的支持，在计算机的帮助下，各类生产建设、生活问题也都得到了有效解决，人们享受着计算机带来的便捷、舒适的生活方式。且计算机科学和技术在一定程度上也促进了社会文化和行业的发展，当前计算机综合性和系统性优势越来越显著，计算机技术已经被广泛应用到各行业、生活中，促使时代变化越来越迅速，更好的满足了人性化、人文化发展需求。

2. 计算机科学与技术的重要性和发展变化的原因

1. 创造性活动的存在

随着各种创造性活动的出现，为计算机技术发展带来机遇，因此源源不断的创造性动力、需求、思想，促使计算机技术认识不断拓宽，技术思想越来越先进，因此计算机科学技术的发展、信息共享都在多样化的创造性活动中形成。

2. 创新和需求的存在

每一次社会变革都可以增加信息的紧迫性需求，其为创新创造减少了阻力，促使越来越的资源被应用在技术试验中，最终推动计算机诞生。早期各研究所、科技企业、教育界、政府等都对科学技术有大量的需求，促使计算机被广泛应用，计算机逐渐由专项应用领域转变为民用行业和工业产品，进一步促进了计算机企业的发展。另外，计算机也在核心科技领域和科学技术研发领域、工业设计、化学化工、晶体结构等方面都得到了应用，在此变化下，对计算机的创新需求也越来越高，人们对计算机的性能和容量也越来越不满足。对于计算机行业而言，如果推出新的计算机产品、研发出新的计算机技术将会占据市场名额，并导致行业竞争、市场竞争压力增加，因此利润和竞争的需求和计算机技术有着一定的关系。其关系主要表现在计算机科学和技术的进步快于市场需求，这对创造活动和创新需求提出了更高的要求。

3. 计算机相关认识可以为计算机科学和技术改进提供指导

计算机工程师和科学家们对计算机的研究和开发是一个长期的过程，科学知识往往蕴含在各种设想、设计中，最终在计算机产品中体现，因此计算机相关研究理论需要通过实践检验才可以实现。理论本身没有问题，但是在实际应用中常常会存在问题，通过反复尝试，最终研制出来各种新技术成果，最终在控制中形成了超大集成电路。这些蕴含在技术中的理论会在实践中产生新知识，新知识又可以进行新实践，从而循环反复的完成新的技术创造。由此可见，计算机技术可以产生各种创造性活动，这些创造性活动又可以进行新学习，最终开发出新的计算机程序。因此科学知识可以为各种理论验证、性能推理等实践活动提供指导，以此不断迸发出新技术信息，进一步指导各种创造性活动。总之，计算机科学和技术可以在理论研究、实践验证下形成新的计算机产品，最终被应用在下一代计算机产品和新技术的研发中，比如计算机技术可以被应用在芯片制作、软件和程序开发中，以此增强创造性活动深度^[1]。

3. 计算机科学与技术的发展趋势

1. 智能化发展

随着大数据、云计算的发展，对计算机的应用要求越来越高，传统的计算机已经无法处理现代海量化、复杂的数据和计算任务，在此现状下，需要开发并研制出新型且具备强大配置和处理功能的智能化计算机，以此解决现代化应用难题。这种智能计算机也是一种超级计算机，其可以快速、准确的分析和处理各种数据、识别指令，相比较于传统的计算机，其在计算速度和处理效率上都有很大的进步，尤其在一些高端、核心科技领域，应用优势更加突出。智能计算机可以通过建立三维、思维立体空间数据模型，进行高难度实验的操作，以此减少投入和时间，提高工作效率。由此可见，智能化计算机符合可以提高生产生活的人性化需求，促使人们可以更好的享受科技成果。

2. 新型高科技计算机的发展

随着新科技的研发和应用，传统的技术已经到了衰竭阶段，因此需要我们加强新技术的研发，现阶段，量子、光子、纳米技术逐渐成为新型计算机开发和研究的重点技术，每经过一段时间，计算机技术就会迎来一次新的变革，因此我们需要保持信心，加强新型高性能计算机的研发和应用，以此推动计算机科学和技术向着更深化的方向发展。第一，量子计算机。量子计算机是通过可逆计算机研发出来的一种物理性能装置，其在量子力学的基础上开发出了高数运输和逻辑运输，通过数据存储和运输，对数据源进行处理。在此开发下形成了量子效应，该类型的计算机通过激光脉冲形成链状聚合物，直接决定计算机的启动装置，并通过量子数位，对数据进行存储。量子计算机计算速度快，通过量子计算可以存储更多的数据，且其安全性能高，通过安全系统保护装置，确保数据运行、存储安全。第二，光子计算机。光子计算机主要运用光子进行数据计算、数据传输、数据存储，光子计算机将传统计算机中的导线通过光进行连接，运用光子硬件进行各种运算工作。光子计算机在运算中，可以将数据通过不同的波长呈现出来，其可以有消极解决数据复杂、数据量大的运算难题，大大提高了计算机运算效率，促使计算机向着新型高性能的趋势转变

^[2]。第三，纳米计算机。纳米计算机是将纳米技术和计算机技术结合在一起的计算机，纳米元件体积小、导向性强、质地好，因此纳米元件可以直接替代硅芯片。纳米实际上是一种计量单位，其研发时间较早，其主要帮助人们更好的控制原子，随着科学技术的进步，纳米技术被应用在处理器和传感器硅芯片系统中，后来逐渐成为计算机主要元件之一。纳米芯片计算机耗能低，其运行性能和速度都比当前的计算机高度，因此纳米技术将成为未来计算机科学和技术不可获取的一项技术要素。第四，分子计算机。分子计算机的计算通过获取分析晶体的电荷形式，以一种更快更有效的方式进行排练，分子计算机的计算过程和蛋白质周围的物理化学性质相互作用的过程是相似的，因此其也可以在生物有机体中运行，和其他分子与外部环境进行交换。其因为体积小、耗能低、运行快，可以有效应用在医疗救助、遗传诊断、仿生物工程中，当前人们已经研制出了超分子芯片、自动机模型、仿生物算法、分子化学反应等多种算法。分子芯片体积小、效率高，可以在超短时间内完成运算，远远高于人的思维速度，且分子计算机容量大，因为分子计算机的芯片原材料是蛋白质分析，因此其具有自我恢复功能，可以和生物分子体连接^[3]。

4. 结束语

总之，计算机科学技术可以推动社会进步，其极大的改变了人们的生产生活方式，在一定程度上优化了工作程序、解决了工作难题，随着计算机科学和技术的进一步探究，其应用面将会越来越宽，运行性能将会越来越先进。

参考文献

[1]王浩杰.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].信息通信,2020,No.212(08):208-210.

[2]樊佩.计算机科学与技术的发展趋势分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2019,000(017):P.87-87.

[3]尹维伟.计算机科学与技术的发展趋势分析[J].时代农机,2019,046(005):122-123.