電腦科學與技術的發展論文

　　計算機科學技術的快速發展和廣泛應用，推動了積體電路、微電子和半導體電晶體的發展，計算機科學技術更加智慧化和專業化。下面是小編給大家推薦的，希望大家喜歡!

　　篇一

　　《淺談電腦科學與技術的發展》

　　[摘要]計算機科學技術廣泛應用於社會各個領域，其每一次進步都會加快網路技術、積體電路技術、材料科學、軟體工程、光導纖維技術和超導技術的發展，這些技術的發展又會推動計算機科學技術的進步，兩者相互作用，使計算機科學技術更加完善、壯大，提高人們日常生活質量，增強國家的綜合競爭力。本文我們將針對電腦科學與技術的發展問題展開分析與探究。

　　[關鍵詞]計算機;科學;技術;發展

　　中圖分類號：TP3-4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X201418-0240-01

　　一、計算機科學技術的發展歷史

　　1946年美國賓尼法尼亞大學和科研機構共同研製出ENIAC計算機，是世界上第一臺電子計算機，標誌著全球進入計算機時代。它由1.8萬個電子管組成，體積和重量較大，計算機運算速度為五千次每秒，運算成本較高，以通訊技術、核物理電子計數計數、雷達脈衝技術為基礎。ENIAC計算機主要應用於軍事方面。1956年科學家們成功研製出第二代電子計算機―電晶體電子計算機。1959年，積體電路電子計算機的問世標誌著計算機技術進入第三代。計算機的硬體由單一轉為韌體、軟體組合系統，降低了生產成本，計算機技術發展越來越快，提升了計算機使用效能，種類也多種多樣，如微型計算機、小型計算機、通用型計算機、中型計算機、大型計算機和巨型計算機等，標誌著計算機科學技術趨於成熟。1976年，計算機技術進入第四代，美國研製出小型化、智慧化的計算機―“克雷1號”，一些個人使用者和小型公司都開始使用計算機。20世紀90年代，計算機科學技術逐漸向大型化和微型化發展。進入21世紀後，隨著科學家們對積體電路的研究，積體電路廣泛應用到企業、工廠，計算機也隨之趨於智慧化、專業化，運算速度更快，操作更方便、簡單，逐漸應用到社會生產的各個行業和領域。

　　二、計算機科學技術的發展現狀

　　1、計算機科學技術在生活中應用廣泛

　　在這個資訊化時代，計算機網路作為人們社會生活的重要部分，已經進入千家萬戶。人們不用出門就可以通過計算機瞭解國內外新聞、天氣預報資訊、股市行情、世界地圖、收發電子郵件、檢索資訊等;不用逛街就可以通過網際網路中的購物網站買到喜歡的東西;通過計算機可以與相隔較遠的朋友線上聊天、視訊聊天等，加強了人們之間的交流和溝通，進一步增進了友誼;人們可以通過計算機網路訂購飛機票、火車票等，節省排隊時間;教師可以更及時、更方便地通過計算機科學技術實現對學生的線上授課;動漫工作者可以使用計算機科學技術製作動漫;政府機關也可以通過計算機科學技術建立城市網站，及時瞭解市民反映的問題，並通過計算機與各個行業的工作人員線上交流;很多企業使用計算機來處理大量資料和資訊，代替傳統的人工處理，提高工作效率。計算機科學技術潛移默化地影響著人們的生產、工作和學習。

　　2、計算機科學技術更加智慧化和專業化

　　計算機科學技術的快速發展和廣泛應用，推動了積體電路、微電子和半導體電晶體的發展，計算機科學技術更加智慧化和專業化。計算機能根據使用物件的不同需要進行改裝、更新，對於有更高需求的使用者可以專門定做計算機，使用者可以根據使用環境的不同選擇臺式計算機、膝上型電腦、掌上電腦和平板電腦等。計算機科學技術在其他特殊領域也能發揮自己的優勢，如智慧化家用電器和智慧手機，家庭式網路分佈系統代替了傳統的單機作業系統，滿足人們的生活需求。

　　3、計算機的微處理器和奈米技術

　　微處理器能提高計算機的使用效能，縮小傳統處理器晶片中的電晶體線寬和尺寸。利用光刻技術，波長更短的曝光光源經過掩膜的曝光，將電晶體在矽片上製作的更精巧，將電晶體導線製作的更細小。計算機科學技術的快速發展使計算機運算速度更快，體積更微型，操作更智慧，傳統的電子元件不能適應計算機的發展。奈米技術是一種用分子射程物質和單個原子的毫微技術，可以研究0.1～100奈米範圍內的材料應用和特性。計算機科學技術中利用奈米技術，可以使計算機尺寸變小，解決運算速度和整合度的問題。

　　三、計算機科學技術的未來發展方向

　　現今，計算機科學技術的應用越來越廣，人們對掌握電腦科學的技術水平要求越來越高，促使數學家和計算機學家們不斷研究計算機科學技術，使計算機科學技術在各個領域、各個行業發揮更大的作用，滿足了人們的不同需求。下面從DNA生物計算機、光計算機和量子計算機三方面來探究計算機科學技術的發展前景。

　　1、DNA生物計算機

　　DNA生物計算機用生物蛋白質晶片代替傳統的半導體矽晶片。1994年，美國科學家阿德勒曼率先提出關於生物計算機的設想。在計算機運算資料時，將生物DNA鹼基序列作為資訊編碼載體，運用分子生物學技術和控制酶，改變DNA鹼基序列，從而反映資訊，處理資料。這一設想增加了計算機操作方式，改變了傳統的、單一的物理操作性質，拓寬了人們對計算機的瞭解視野。DNA生物計算機元件密度比大腦神經元的密度高100萬倍，資訊資料的傳遞速度也比人腦思維快100萬倍，生物計算機的蛋白質晶片儲存量是傳統計算機的10億倍。

　　2001年，以色列科學家研製出世界上第一臺DNA生物計算機，體積較小，僅有一滴水的體積。2013年，英國生物資訊研究院的科學家們使用DNA鹼基序列對文學家莎士比亞154首作品的音樂檔案格式和相關照片進行編制，增加了儲存密度，使儲存密度達到2.2PB/克1024TB=1PB，提高了人們對資訊儲存的認識，這一重大突破使生物計算機的設想有望成為現實。

　　2、光訊號和光子計算機

　　光子計算機是一種由光子訊號進行資訊處理、資訊儲存、邏輯操作和數字運算的新型計算機。整合光路是光子計算機的基本構成部件，包括核鏡、透鏡和鐳射器。光子計算機和傳統計算機相比較，有以下幾點好處：

　　1光計算機的光子互聯晶片整合密度更高。在高密度下，光子可以不受量子效應的影響，在自由空間將光子互聯，就能提高晶片的整合密度。2光子沒有質量，不受介質干擾，可以在各種介質和真空中傳播。3光自身不帶電荷，是一種電磁波，可以在自由空間中相互交叉傳播，傳播時各自不發生干擾。4光子在導線中的傳播速度更快，是電子傳播速度的1000倍，光計算機的運算速度比傳統計算機更快。

　　20世紀50年代末，科學家提出光計算機的設想，即利用光速完成計算機運算和儲存等工作。與晶片計算機相比較，光子計算機可以提高計算機執行速度。1896年，戴維米勒首先研製出光開關，體型較小。1990年，貝爾實驗室的光計算機工作計劃正式開啟。根據元器件的不同，光子計算機可以分為全光學型計算機和光電混合型計算機。全光學型計算機比光電混合型計算機運算速度快，還可以對手勢、圖形、語言等進行合成和識別。貝爾實驗室已經成功研製出光電混合型計算機，採用的是混合型元器件。研發製作全光學型計算機的重要工作就是研製電晶體，這種電晶體與現存的光學“電晶體”不同，它能用一條光線控制另一條光線。現存的光學“電晶體”體積較大較笨拙，滿足不了全光學型計算機的研發要求。

　　3、量子理論計算機

　　量子計算機將處於量子狀態的原子作為計算機CPU和記憶體，處於量子狀態的原子在同一時間內能處於不同位置，根據這一特性可以提高計算機處理資訊的精確度，提高處理資料的運算速度，有利於資料儲存。量子計算機處理資訊時的基本資料單元是量子位元，取代了傳統的“1”和“0”，具有極強的運算能力，運算速度比傳統計算機快10億倍。

　　四、結束語

　　總而言之，計算機科學技術已經涉及到社會生活的各個方面，改變了人們傳統的生活、工作、學習方式，推動社會的全面發展，具有廣闊發展前景的領域。隨著網路和科技的不斷進步，未來計算機科學技術勢必會朝著高效能、環保化、功能化的方向發展。

　　參考文獻

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