王 灝

(長治學(xué)院，山西 長治 046011)

0 引言

隨著信息時代的到來與不斷發(fā)展，信息時代的核心產(chǎn)物，計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)正在逐漸煥發(fā)出其強(qiáng)大的功能與色彩，如今計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的應(yīng)用越來越普及，同時應(yīng)用的深度也越來越高，可以說當(dāng)今人類社會已經(jīng)完全離不開計算機(jī)了。而計算機(jī)技術(shù)自身也正在處于一個不斷的升級與發(fā)展的過程中，因此基于計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)當(dāng)前的應(yīng)用狀況，分析外來計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向，對于更好地發(fā)展計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，充分發(fā)揮計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的應(yīng)用潛能，具有重要意義。

1 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 大眾化

在計算機(jī)的發(fā)明初期，其作用主要用于軍工方面，服務(wù)范圍很窄，同時應(yīng)用范圍也很窄。而隨著私人計算機(jī)的發(fā)明，計算機(jī)變得越發(fā)普及，同時功能也越來越強(qiáng)大，適用范圍也越來越廣。因此目前計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的第一個應(yīng)用特點就是大眾化，計算機(jī)的智能化程度越來越高，同時隨著生產(chǎn)制造和研發(fā)技術(shù)的不斷提高，計算機(jī)的生產(chǎn)成本也在逐漸降低，逐漸成了大眾化的工具產(chǎn)品。且計算機(jī)在各行各業(yè)都有很強(qiáng)的滲入性，使得當(dāng)下各個行業(yè)都難以離開計算機(jī)而獨自運行[1]。網(wǎng)絡(luò)帶給人們的便捷性也讓計算機(jī)的大眾化屬性被無限放大?？梢哉f，人們的生活已經(jīng)與計算機(jī)之間緊緊連接，難以分離。

1.2 專業(yè)化

專業(yè)化是當(dāng)前計算機(jī)應(yīng)用的第二個特點。由于各個行業(yè)對于計算機(jī)的實際需求不同，因此也就演變出了各種各樣的專業(yè)化的計算機(jī)工具，這也是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)強(qiáng)大滲入性的一種表現(xiàn)。計算機(jī)技術(shù)作為一個專門的技術(shù)，其下有根據(jù)各行各業(yè)的實際需求衍生出了各種與專業(yè)相結(jié)合掛鉤的專業(yè)技術(shù)，這正是計算機(jī)技術(shù)與各個行業(yè)結(jié)合的一種表現(xiàn)[2]。目前，越來越多的行業(yè)中的專業(yè)工具正在逐漸被計算機(jī)技術(shù)所融合，例如繪圖有專門的計算機(jī)輔助設(shè)計(Computer Aided Design，CAD)，測繪有專門的地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)等，計算機(jī)技術(shù)使得各個行業(yè)的專業(yè)性有所提升，同時生產(chǎn)效率也大幅升高。

1.3 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)這個概念是近年來逐漸流行起來的一個概念，但實際上大數(shù)據(jù)自信息時代到來的那一刻起就已經(jīng)存在并且在發(fā)揮著重要作用了。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)明使得世界上的數(shù)據(jù)以幾何倍數(shù)增大，這些數(shù)據(jù)之間彼此分離但又相互聯(lián)系，通過收集數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行統(tǒng)計分析，就能夠得到很有價值的研究結(jié)果。在互聯(lián)網(wǎng)上的各個數(shù)據(jù)并不是冰冷的數(shù)字，而是有著實際內(nèi)涵的真正有意義的東西，通過對某一個行業(yè)領(lǐng)域的顧客行為信息進(jìn)行建庫儲存，在根據(jù)一定的算法進(jìn)行分析，就能夠得出很多珍貴的結(jié)論[3]。目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計算技術(shù)將結(jié)合，是當(dāng)下的潮流趨勢，也是對大數(shù)據(jù)更高效利用的一種途徑。未來隨著這兩門技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，必然還會給人們的生活帶來更大的便利。

2 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展方向

2.1 速度更快

隨著人類社會的進(jìn)步，各行各業(yè)對于計算機(jī)技術(shù)的效率與速度問題提出了更高的要求，雖然現(xiàn)行的計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)比傳統(tǒng)的工作方法效率有了明顯的提升，但是毫無疑問的是效率就代表了利益。隨著計算機(jī)集成信息技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，從計算機(jī)硬件自身，處理速率就在不斷地提高，各種高性能的計算機(jī)中央處理器正在被發(fā)明應(yīng)用，新式高性能計算及設(shè)備也在被研發(fā)。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的速度必然會有進(jìn)一步的提高，一方面表現(xiàn)在前文所述的硬件品質(zhì)的升級，另一方面計算機(jī)對于數(shù)據(jù)的處理方式和算法的升級也必然會帶來效率與速度的提升。

2.2 維度更高

計算機(jī)技術(shù)也正在向著更多元更寬廣的維度發(fā)展，目前，計算機(jī)技術(shù)在軍工、建筑、電器、電子通訊、服務(wù)行業(yè)等多個領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，并且正在其中發(fā)揮著重要的作用，而隨著智能化管理的研究進(jìn)展不斷加深，計算機(jī)技術(shù)對于信息的自動化管理能力不斷提高，計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)將會為用戶提供更加高效的信息處理手段與信息數(shù)據(jù)資源，同時“人工智能”也在不斷發(fā)展，人機(jī)交互將會變得更加簡單與頻繁，計算機(jī)自主對于信息的收集與識別判斷的能力將會更加強(qiáng)大，目前人工智能的巨大潛力已經(jīng)被人們所重視，國家也正在投入大量的資金與精力進(jìn)行相關(guān)研究，這表明未來計算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用將會朝著更高的維度進(jìn)發(fā)[4]。

2.3 應(yīng)用范圍更廣

毫無疑問，計算機(jī)技術(shù)自其誕生至今，應(yīng)用范圍得到了很大擴(kuò)展，并且仍處于不斷的發(fā)展中，這與廣大計算機(jī)技術(shù)的研發(fā)人員的努力離不開關(guān)系，同時也是對于計算機(jī)技術(shù)強(qiáng)大滲入性與廣泛應(yīng)用性的一個表現(xiàn)。從目前計算機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，未來計算機(jī)的應(yīng)用范圍將會更加廣泛，且在日常生活中的普及程度將會更高[5]。以2020年的新冠肺炎疫情為例，過去在家上課還只是一個不成熟的想法，而在疫情的推動下，各種會議軟件被研發(fā)與完善，學(xué)生可以在家庭中與往常一樣正常進(jìn)行學(xué)習(xí)，而各個企業(yè)公司的員工有的也可以在家進(jìn)行辦公，這無疑進(jìn)一步拓寬了計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，未來可以預(yù)見的是，計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)將會得到更加廣泛的應(yīng)用。

3 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

根據(jù)當(dāng)下計算機(jī)的研究熱點，以及各國對于計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的探究可以預(yù)測，未來計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展將會從以下幾個方面展開。

3.1 生物計算機(jī)的發(fā)展

首先是生物計算機(jī)的發(fā)展，生物計算機(jī)是將生命科學(xué)與技術(shù)，與計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合得到的產(chǎn)物，將生物工程技術(shù)中所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子作為計算機(jī)的生產(chǎn)原料，將生物電子芯片應(yīng)用于計算機(jī)設(shè)備中，這樣可以實現(xiàn)利用計算機(jī)技術(shù)來解決生命科學(xué)中，包括重大疾病的問題[6]。這種技術(shù)具有運行速度快、能耗低、儲存空間大的特點，同時能夠?qū)崿F(xiàn)利用波形來進(jìn)行信息與數(shù)據(jù)的共享，結(jié)合生物蛋白質(zhì)分子濕疹的較強(qiáng)的自我修復(fù)能力，幾乎不需要運行維護(hù)與修理，可以實現(xiàn)自行修復(fù)，能夠有效延長計算機(jī)的使用年限與壽命。

3.2 量子計算機(jī)的發(fā)展

量子計算機(jī)技術(shù)是將量子技術(shù)與計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)相機(jī)和而得到的產(chǎn)物，在量子計算機(jī)中，能夠利用對激光脈沖的改變來實現(xiàn)對鏈狀聚合物分子重組的控制，在這個過程中實現(xiàn)聚合物的移動與調(diào)控，利用這個過程能夠完成各種復(fù)雜數(shù)據(jù)的交互與傳遞。量子計算機(jī)主要應(yīng)用了量子力學(xué)中的可逆性與疊加性原理，將其應(yīng)用到了數(shù)據(jù)的疊加與傳遞中去，相對于傳統(tǒng)的電子計算機(jī)具有更大的儲存空間，同時賦予了信息傳遞以更高的安全系數(shù)[7]。

3.3 光子計算機(jī)的發(fā)展

在目前人類的研究范疇中，普遍認(rèn)為光子是傳遞速度最快且傳遞范圍最廣泛的物質(zhì)，因此毋庸置疑光子計算機(jī)的速度將會比傳統(tǒng)計算機(jī)大幅度提升。以光子作為信息的傳遞媒介，能夠有效提高傳輸速率，同時保證傳遞的安全性，并且克服了傳統(tǒng)計算機(jī)必須通過光纖等導(dǎo)線介質(zhì)進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的缺陷，利用光進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸將會由更高的獨立性，不會受外界干擾，同時也不容易被竊取其中的關(guān)鍵信息[8]。

3.4 納米計算機(jī)的發(fā)展

納米技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用使得納米計算機(jī)被賦予了廣泛的關(guān)注。納米計算機(jī)顧名思義，是指其計算機(jī)芯片的尺寸能夠達(dá)到納米級。納米計算機(jī)的制造主要應(yīng)用了納米技術(shù)，具有高效穩(wěn)定的特點。納米計算機(jī)的生產(chǎn)成本低，同時所需要的生產(chǎn)空間也很小，只需要在實驗室內(nèi)將設(shè)計好的分子組合在一起就能夠?qū)崿F(xiàn)芯片的制造，幾乎不需要消耗能源與資源。目前，計算機(jī)巨頭惠普的實驗室正在研究納米技術(shù)所生產(chǎn)的納米芯片，該研究將會給其他微縮計算機(jī)元件的研發(fā)與生產(chǎn)鋪好道路。未來，隨著晶體管集成的芯片生產(chǎn)達(dá)到極限，納米計算機(jī)將會是計算機(jī)發(fā)展的必由之路。

4 結(jié)語

綜上所述，計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)自發(fā)明以來就以其強(qiáng)大的滲入性與廣泛的應(yīng)用性給各行各業(yè)帶來了巨大的變革機(jī)遇，同時也給人們的生活帶來了翻天覆地的變化。目前，計算機(jī)正在朝著大眾化、專業(yè)化與大數(shù)據(jù)的方向進(jìn)行發(fā)展，而未來，速度更快、維度更高、應(yīng)用范圍更廣將會是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)所追求的方向。同時，生物計算機(jī)、量子計算機(jī)、光子計算機(jī)、納米計算機(jī)將會是未來計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)趨勢。