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计算机技术未来发展趋势研究
2015年8期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘 要：在计算机技术发展速度突飞猛进的大背景下，当前计算机技术呈现出了网络化、多极化、智能化和多媒体化四个特点。本文就当前计算机技术发展的特点和未来计算机技术的发展趋势进行全面总结分析，指出未来计算机发展的主要趋势为巨型计算机、神经网络计算机、纳米计算机、分子计算机、光计算机和量子计算机等。 中国论文网 /2/view-6819003.htm　　关键词：计算机技术；智能化；网络化；趋势研究 　　一、计算机技术的发展特点 　　（一）网络化。所谓计算机网络化是指利用计算机技术和现代通信技术把位于不同地方的计算机连接起来，共同构建一个多功能、大规模以及随时随地相互传递信息的网络，通过大力提高信息资源的整合程度这种方式，使网络中丰富的优质资源得以共享。目前，在全球范围内随着网络技术的迅速发展，各大公司、各级政府机构以及部分家庭中计算机已近全面普及，加之网络技术的连接，使各类信息的收集、处理变得更为方便快捷。 　　（二）多极化。不同的行业对计算机的要求提出了不同的要求，特别是一些大型、巨型计算机在航天航空、现代军事等领域发挥着不可替代的作用，人们对计算机的要求不再局限在小型个人计算机上，一些微型、小型、大型、巨型计算机都有自己的发展领域，逐渐呈现出多极化的形势。 　　（三）智能化。在第五代计算机中，计算机智能化是指通过既定的程序指使计算机模拟人的思维和感觉过程，使更加精确和快速地处理各类信息。在现实生活中，关于计算机智能化的研究领域非常广泛，其中计算机机器人技术更具有代表性。 　　（四）多媒体化。在计算机领域的多媒体化是指充分利用通信技术、计算机技术以及大众传播技术，综合处理视频、图像、文本、图形、文字、声音等多种媒体信息的计算机，使计算机技术中的各种信息资源成为一个相互交叉的整体，突破人机之间矛盾的关系，采取最为适宜的方法处理各种信息。 　　二、未来计算机的发展趋势 　　计算机技术主要的发展成果为巨型计算机、神经网络计算机、量子计算机、分子计算机、纳米计算机和光计算机等。下面将从这几方面对计算机技术的发展趋势进行深刻阐述。 　　（一）巨型计算机。运算速度极快、存储空间巨大、功能强是巨型计算机的主要特点，通常情况下，巨型计算机内存容量可达几百兆，运算速度可以达到每秒百亿次，已经在航空航天、地质勘测、卫星、气象、国防等领域里得到广泛应用，对其技术的进一步研究能够有力推动计算机软硬件的应用技术发展。 　　（二）神经网络计算机。神经网络计算机是一种模仿人体大脑神经脉络所构建的计算机网络系统，在人脑总体运行速度远远高于电脑功能所能达到速度的前提下，神经网络计算机能够处理数量繁多的信息，并且能够进行正确的判断和相应的处理，进而得到有效的结论，由于神经网络计算机内的信息存储在神经元之间的联络网中，所以，一旦发生神经元结点断裂，计算机还可以通过重新组建信息，最大限度地保证计算机内信息不丢失或被泄露。 　　（三）量子计算机。量子计算机是按照量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的一种新型计算机。如果计算机处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就认为是量子计算机，由于量子计算机的存储量远远大于普通计算机的存储量，所以，其量子计算机的计算速度远远快于个人计算机。 　　（四）分子计算机。分子计算机是指利用分子计算处理信息的一种新型计算机，其技术原理是利用分子晶体吸收以电荷形式存在的信息，并以更加有效的方式进行组织排列，由于分子计算机耗能少、体积小、存储信息量大、存储信息时间长以及运算速度快等特点，会使分子计算机在未来发展中普遍存在。 　　（五）纳米计算机。纳米技术从开始研究之时，就受到全世界科学研究者们的高度关注，作为一种新兴技术，纳米技术的诞生也为计算机未来的发展提供了新的技术导向，在不久的将来，具有众多优势的纳米计算机将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业快速发展。 　　（六）光计算机。光计算机是由光代替电流或电子，实现高速处理大容量信息的计算机，它具有运算速度极高、耗电极低的特点，空间光调制器是光计算机的基础部件，采用光内连技术，在存储部分与运算部分之间进行光连接，运算部分可直接对存储部分进行并行存取。与电子相比，光传播速度更快，同时光子计算机在一般室温下就可以使用，不易出现错误。光计算机的构想使计算机接连体系结构方面实现了创新和突破，但是现阶段光计算机还处于研制阶段。 　　三、结语 　　综上所述，计算机已经渗透到社会的每一个角落，其计算机技术的不断发展就代表着社会中人类智慧的不断进步和创新，因此，未来计算机的发展趋势将会是更深入、更广泛、更高端的，其中巨型计算机、神经网络计算机、纳米计算机、分子计算机、光计算机和量子计算机将会突破传统的计算机模式，并在社会各行各业中得到广泛运用。 　　参考文献： 　　[1] 詹丽红.计算机技术的发展趋势研究[J].信息与电脑，2014（10）：200. 　　[2] 杨志千.计算机技术的未来及应用研究[J].信息系统工程 ，2013（10）：93.
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在移动互联网时代，用户对个性化体验的强大需求，使得电脑形态和体验的新变革又到了一个临界点。就像我们在8年前无法想象今天的智能手机一样，你也很难预测，未来的计算机将发生哪些改变？具有哪些本领？ ? 体积越小，功能越大 计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革，计算机已遍及一般学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。
从笨重的台式机到笔记本，从超极本到二合一笔记本，从平板电脑到穿戴设备，电脑正变得更小、更轻、更薄。
不知道你是否还记得第一次接触电脑时的情景。对于出生在拉萨当雄牧民家的阿旺米玛来说，回想起将近20年前的一幕依然记忆犹新，“那是1997年，在大学第一次见到计算机，以前只是听说过，没想到能自己亲手摸摸，当时很激动。”如今在北京八中挂职担任副校长的他，已从一名对电脑感到好奇的少年郎，成为西藏教育信息化的推动者。“确实无法相信，现在一部手机的计算能力早就超过以前的奔腾电脑。”阿旺米玛说，“尤其是移动互联网时代，与平板电脑等设备相结合的未来教育理念，更是为教育工作者提供了更强的助力。”
2015年，正值英特尔进入中国市场30周年。与阿旺米玛一样，这30年，中国有成千上万的家庭亲身经历并体会到计算机给生活带来的深刻变化。变化的背后，离不开小小芯片的支撑。
尽管第一台通用电子计算机的历史可以追溯到1946年的ENICA，但信息技术真正能够成为主导技术要从40年前英特尔发布全球首款微处理器4004开始。微处理器的问世，完美地解决了庞大的晶体管计算机在性能与成本、体积、功耗的矛盾，从而带动工业社会进入到信息社会。如今，人们日常使用的很多设备都搭载了由晶体管构成的微处理器。得益于摩尔定律，这些设备在成本方面显著降低，在性能和能效方面却不断实现飞速提升，成为人类生活中不可或缺的一部分。微处理器可以多小？多强大？对大众而言，最直观的感受是：连手机和手表都实现了智能化，汽车也正在变成流动的电脑。人类正在走入“物联网”时代。
与40年前的芯片相比，如今的14纳米处理器实现了3500倍的性能提升和90000倍的效率提升，而成本只有其1/60000。受益于摩尔定律的“增长奇迹”，英特尔成为PC和互联网时代的霸主。然而，工业界对于摩尔定律的“停摆”质疑，从未停止过。
英特尔中国研究院院长吴甘沙介绍，摩尔定律在未来依然会推动计算机产业发展。“现在很多人说摩尔定律接近物理极限了，但是我们还是能清晰地看到，十年以后摩尔定律依然行之有效。”果真如此的话，未来的电脑和智能设备体积会继续收缩，而功能则会更强大，价格会更亲民。 ? 电脑“变身”，融入“感知”时代 摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18至24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
“未来的电脑必然是越来越小、能力原来越强、功耗越来越低。”吴甘沙说，在计算机领域，其实除了摩尔定律以外，还有一个贝尔定律。
贝尔定律称，每过十年，计算机的形态就有一次显著的变化。“它会变得更小，更便宜，会有一些新的使用模式，并会产生一个新的产业。”吴甘沙举例说，从最早的大型机到小型机，从PC到笔记本，从现在的手机、平板，再到可穿戴设备，都是延续了这个规律。
美国著名工业实验室帕克研究中心曾发表研究称，“计算机最终将会消弥于无形，会被编织到生活的纤维中去。”也就是说，我们看不见它，但是它又实时在提供计算服务。吴甘沙举例说，未来的电脑计算可能小如灰尘，“至于输入方式可以是语音，甚至是脑波。而输出方式，则可以通过全息投影显示出来”。不仅仅是小，未来的计算机还将具有人类的智慧。在另一家信息产业巨头公司IBM眼中，信息科技的未来就在于认知计算，也就是说计算机能表现得更像人一样。
IBM中国研究院院长沈小卫表示，“更像人”意味着计算机将有视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉五大感官知觉。有了这种计算能力，未来的智能手机和电脑设备将能帮助人类解决很多目前解决不了的问题。
IBM认为，在下一个计算时代，硬件和软件将获得人脑所具备的、令人震惊的新能力，即学习、适应和感知的能力。这将从根本上改善人们生活、工作和人际交往的方式。“未来计算机感知世界的能力一定会越来越强，从听觉到视觉再拓宽到其他知觉，我觉得完全有可能，只不过是一个应用场景的问题。”吴甘沙说。
? 计算成为人类的延伸
如今，计算设备的边界越来越模糊，而计算本身则交织于人们生活的方方面面，芯片本身也在发生巨大变化，智能手机、物联网、可穿戴设备中的系统芯片SoC具有很多功能模块。这正是未来计算的一个重要特性：计算将跨越不同的设备与形态，让人们更加自由、开放地创造、分享、使用内容。这也正是英特尔所描绘的未来：无处不在的计算。吴甘沙表示，过去两年，英特尔正通过各种芯片生产以外的努力，提高在物联网、智能手机、可穿戴设备等新领域的市场份额。
前几年，在科技部、清华大学的支持下，英特尔中国研究院开发出一款名为“爱迪生”的芯片——Edison计算平台。它只有邮票大小，里面除了内置双核“Quark”SoC芯片外，还内置了Wi-Fi和蓝牙模块，可以运行Linux系统。虽然“爱迪生”体积极小，但它的运算速度相当于十年前的“奔腾级电脑”。
“这是英特尔进入中国30年来，最有代表意义的研发成果之一。”吴甘沙说。别看“爱迪生”个头小，但它本领大。比如在和景德镇瓷器结合后，一个普通的瓷杯通电后，可以发微信、收邮件、玩游戏，还能播放音乐。
这只是Edison计算平台的一个小应用案例。吴甘沙表示，在未来，英特尔将关注人们对智能体验的潜在需要，通过研究计算、通信、感知等技术，让机器赋予生命力和感知能力，实现智能生活。（如需转载，请注明来源自科技世界网）
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《福布斯》撰文展望了未来15年影响世界的主要五大技术，它们是新型计算机架构、基因组学、纳米技术、储能技术以及机器人技术。文章指出，随着这些技术相辅相成，共同发展，人类将开始掌控物理世界。本文由网易科技晗冰编译。回望十五年前，2001年的世界互联网普及率还仅仅只有5%，网络速度也非常缓慢，而目前已经发展到了50%；那时手机已经普及，但仅限于打电话发短信，智能手机的普及还很遥远；谷歌还仅仅是一家初创企业。即便能够上网，也仅仅是收发电子邮件或提供一些基本信息服务。视频网站YouTube刚刚诞生五年时间，人们还不知道电子商务是一个可行的商业模式。许多人还不认为亚马逊能够生存下去。社会化媒体还尚未普及。从那时开始，科学技术的进展令人难以置信。展望未来15年，科技的发展变化会更加让人匪夷所思。过去15年，技术的发展主要限于虚拟世界；而到2030年，我们将看到技术对物理世界产生的变革。1、新的计算机架构1965年戈登·摩尔（Gordon Moore）提出了著名的摩尔定律，预测芯片处理速度每18个月便会翻番。50年来，工程师们在不断力践着芯片行业的这条发展定律。然而现在，摩尔定律行将终结，人们还在试图通过3D堆叠以及FPGA芯片技术延续定律的生命周期，但其效果有限。如若从根本上延续芯片行业的发展速度，我们需要开发新的计算机架构。其中之一是量子计算，使用量子力学中的重叠以及缠结效应，开发出性能百万倍于现在的计算机芯片；其二是开发模仿人脑的神经学芯片，其运行处理速度将比现有的计算机快上数十亿倍。这两种新型计算机实现商业化还需要数年时间，但目前已经有相应的工作原型。最早在十年之内，我们就可以看到这些新架构将完全改变电脑行业。2、基因组学2003年人类基因组首次被解码，其相关开支超过30亿美元。到2030年，人类基因组测序技术将日趋完善，成本也将低于100美元。目前，我们已经将基因组学应用于癌症治疗等医疗领域，通过患者的基因构成来治疗乳腺癌等病症。到2030年，基因组学将与免疫疗法相结合，通过激发人类自身免疫来抗击癌症，使得癌症成为可治愈的疾病。此外，名为CRISPR的基因组技术，能够让工程师对基因实现精确编组，在细胞工厂中合成各种功能的有机体。譬如在细菌和微生物中插入合适的基因组，甚至能够让其生成塑料等物质。3、纳米技术早在1959年，物理学家理查德·费曼（Richard Feynman）提出了纳米技术的概念——在原子级别实现材料生产——当时这听起来无疑是科幻小说。而现在这已经成为现实，诸如石墨烯以及量子点为人类打开了新材料的大门。未来纳米技术的应用更是不胜枚举。但目前在分子水平上实现新材料依旧处于起步阶段。但到2030年，我们能够以今天下载软件一样普及的方式下载新型物理材料的新设计。此外，根据费曼的设想，相关技术还将产生纳米级药物。医生将通过比人类头发宽度更小的设备对单个病变细胞进行治疗，使得医疗效果更为有效。到2030年，纳米机器人将能够直接进入血液寻找病变细胞、病原体或对特定细胞进行修复。4、储能技术在过去的40年中，储能技术在不断进步。1970年，锂离子电池面世，相应的储能密度以及成本都在不断上升，看看你的笔记本电脑，电池甚至占到了重量和体积的90%。进入智能手机时代以来，移动设备的革命化推动了电池技术向体积更小成本更低的方向发展。然而正如芯片行业的摩尔定律一样，目前锂离子电池已经接近了技术饿理论极限。研究人员正在努力寻求替代技术，美国Argonne National Laboratory实验室的研究人员正在着手打造新一代电池技术，其容量将是现有锂离子电池的五倍，同时成本仅仅是现有的五分之一。5、机器人技术机器人技术是另一个快速发展的技术领域。在过去，几乎所有的机器人都被应用于重工业，为保证安全其往往远离人类作业。而现在，无论是在战场还是在工厂，机器人开始与人类并肩工作。到2030年，机器人将会在日常生活中发挥更大作用。新一代机器人将采用纳米材料，重量更轻，也更为坚固；配置性能强大的神经学芯片，运行先进的深度学习算法，能够以自然的方式与人类互动。过去的15年，很大程度上由数字技术的发展来定义。而未来的15年，将是各种技术的深度融合。性能更为强大的计算机架构将为人类在基因组以及分子级别的工作创造条件，最终开发出智能机器。新的能源，以及新的储能技术，将使得这些技术更为使用、安全、高效。2016年，我们已经掌控了信息化的虚拟世界。而到2030年，我们将开始掌控物理世界。来源：福布斯版权声明：我们尊重版权，精选的文章均已注明作者和来源，转载文章版权属原作者所有。若涉及版权问题，敬请及时联系小编ＱＱ：QQ:，注明“版权”，我们会及时处理。3000万创业者强烈推荐，本年度最值得关注！管理哲学ID：ceoglzx&先关注再说！管理、运营、思维带来全新提升！！高端人士，人手必备！主编强烈推荐！&↑↑↑长按二维码 一键关注
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