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      計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域及其發(fā)展展望

      2014-01-03 15:45:07康靖
      科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年1期
      關(guān)鍵詞:展望計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用

      摘 要:計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用極大地改變了人類生活的方方面面。文章回顧了計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史,分析了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域,以及展望了未來計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,可以看出計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是個加速過程,其應(yīng)用必將深遠(yuǎn)影響人類的發(fā)展進(jìn)程。

      關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展;展望

      1 概述

      第一次工業(yè)革命,以蒸汽機(jī)的改良為標(biāo)志;第二次工業(yè)革命,以電力的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志;而電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明,則是第三次技術(shù)革命的標(biāo)志,它的快速發(fā)展更是開啟了一個新的、特色鮮明的信息時代。它極大地改變了人們的工作、生活、學(xué)習(xí)、消費(fèi)方式等諸多方面,有力地推動了社會文明的進(jìn)步與發(fā)展。計(jì)算機(jī)是一個年輕的,也是一個日新月異、充滿無窮活力的領(lǐng)域,在很大程度上影響和改變著各國綜合國力的對比,世界各大國競相發(fā)展。

      計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用歷程概述

      在電子計(jì)算機(jī)問世之前,計(jì)算工具的發(fā)展經(jīng)歷了相對較長時間的摸索,出現(xiàn)了如算盤、計(jì)算尺、手搖機(jī)械計(jì)算機(jī)、電動機(jī)械計(jì)算機(jī)等計(jì)算工具。隨著1946年第一臺電子計(jì)算機(jī)(ENIAC)的誕生,人類進(jìn)入了電子計(jì)算機(jī)時代。到20世紀(jì)50年代末,由于成本高昂,計(jì)算機(jī)主要服務(wù)對象是軍事部門,包括導(dǎo)彈計(jì)算和與軍事相關(guān)的空間計(jì)算等。這一階段是電子管計(jì)算機(jī),體積龐大,運(yùn)算速度緩慢,系統(tǒng)維護(hù)不便,應(yīng)用程序編制耗費(fèi)大量人力,更談不上軟件。20世紀(jì)50年代末至60年代末,電子管被晶體管取代,晶體管被集成電路取代,計(jì)算機(jī)除用于科學(xué)計(jì)算外,在數(shù)據(jù)處理、工商事務(wù)處理、企業(yè)信息管理中也得到了應(yīng)用。20世紀(jì)60年代后期,小型機(jī)出現(xiàn)后,硬件逐步系列化,接口設(shè)備和外圍設(shè)備種類逐漸增多,組塊式的軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用于生產(chǎn)過程的實(shí)時控制,軟件的編制趨于工程化。20世紀(jì)70年代以來,計(jì)算機(jī)邁入大規(guī)模集成電路時代,以其良好的性價比和高可靠性,計(jì)算機(jī)應(yīng)用普及到社會經(jīng)濟(jì)更多的領(lǐng)域。另外,計(jì)算機(jī)的發(fā)展也分了兩個方向:一是應(yīng)用于科研技術(shù)、軍事機(jī)構(gòu)等,往較難、較大、較高的方向發(fā)展;二是隨著微處理機(jī)的迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)應(yīng)用于家庭生活各方面,往較實(shí)惠、較小、較微的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合,使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下,信息表達(dá)工具、信息處理工具和信息傳輸工具已經(jīng)趨于一體化,使社會信息資源得到更廣泛的利用。回顧計(jì)算機(jī)發(fā)展與應(yīng)用歷程,不難發(fā)現(xiàn),計(jì)算機(jī)技術(shù)是一個快速成長、更新和應(yīng)用領(lǐng)域加速擴(kuò)張的有生命力的新興技術(shù),而且其發(fā)展與更新速度在不斷加速,其每次技術(shù)的更新都必然帶來自身更快的發(fā)展與推廣。

      2 計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域分析

      早期的計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算??茖W(xué)計(jì)算仍然是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。如高能物理、氣象預(yù)報、地震預(yù)測、工程設(shè)計(jì)、航空航天技術(shù)、載人深潛技術(shù)等。隨著計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度、精度以及邏輯判斷能力的快速提高,出現(xiàn)了計(jì)算力學(xué)、計(jì)算物理、計(jì)算化學(xué)、生物控制論等新的學(xué)科。

      2.1 過程檢測控制

      過程檢測控制就是利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程中的某些信號進(jìn)行自動檢測,并把檢測到的數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī),再根據(jù)控制需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理,進(jìn)而對生產(chǎn)過程進(jìn)行有效控制。尤其是儀器儀表中融入計(jì)算機(jī)技術(shù)后的智能儀器儀表,使工業(yè)自動化達(dá)到了一個更高水平。

      2.2 信息管理

      信息管理是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的一個領(lǐng)域。利用計(jì)算機(jī)來加工、管理和操作任何形式的數(shù)據(jù)資料,如企業(yè)管理、人事管理、物資管理、報表統(tǒng)計(jì)、帳目管理與計(jì)算、信息情報檢索、模式識別等。

      2.3 輔助系統(tǒng)

      (1)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD),借助于計(jì)算機(jī)來幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程設(shè)計(jì),提高了設(shè)計(jì)工作的自動化程度,節(jié)省了人力和物力。目前,此技術(shù)已經(jīng)在電路、機(jī)械、土木建筑、服裝等廣大設(shè)計(jì)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。(2)計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM),利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制與操作,使產(chǎn)品質(zhì)量提高、生產(chǎn)成本降低、生產(chǎn)周期縮短,并且大大改善了生產(chǎn)一線人員的勞動強(qiáng)度。(3)計(jì)算機(jī)輔助測試(CAT),指利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜而大量的測試工作,如遙感,地測,遙測等等。(4)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI),指利用計(jì)算機(jī)幫助教師講授和幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的自動化系統(tǒng),使教師、學(xué)生能夠輕松自如地教和學(xué)。另外,這些輔助系統(tǒng)都已實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化新模式。

      2.4 人工智能

      開發(fā)一些具有人類某些智能的應(yīng)用系統(tǒng),用計(jì)算機(jī)來模擬人的思維判斷、推理等智能活動,使計(jì)算機(jī)具有自學(xué)習(xí)適應(yīng)和邏輯推理的功能,如計(jì)算機(jī)推理、智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、機(jī)器人等,幫助人們學(xué)習(xí)和完成某些推理工作。

      2.5 語言翻譯

      計(jì)算機(jī)翻譯(簡稱機(jī)譯)分為文字機(jī)譯和語音機(jī)譯。機(jī)譯消除了不同文字和語言間的隔閡,減輕了大量翻譯人員的工作量,堪稱高科技造福人類之舉。但機(jī)譯的質(zhì)量長期以來一直是個問題,如何進(jìn)行語言的模糊識別和邏輯判斷,使譯文達(dá)到“信、達(dá)、雅”的程度,有望隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展得到進(jìn)一步提升。

      2.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

      最近幾年最明顯的發(fā)展就是計(jì)算機(jī)深度網(wǎng)絡(luò)化和向各個領(lǐng)域的深度滲透。報紙、書刊的電子化,網(wǎng)絡(luò)電視的普及,計(jì)算機(jī)音視頻聊天功能,遠(yuǎn)程教育功能以及醫(yī)學(xué)上的遠(yuǎn)程診斷功能,網(wǎng)上參政議政、網(wǎng)絡(luò)購物以及機(jī)票、火車票的預(yù)訂等都已深入人心,計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人們工作、生活中不可或缺的一部分。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的逐步提高,網(wǎng)絡(luò)的高效性、及時性和通信技術(shù)的快速進(jìn)步,使計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速邁入云計(jì)算時代。

      3 計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展展望

      計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人們辦公、生活的必須品,它對人們的生活與工作已經(jīng)并將繼續(xù)產(chǎn)生積極的影響。另一方面,諾伊曼體制的簡單硬件與專門邏輯已不能適應(yīng)軟件日趨復(fù)雜、課題日益繁雜龐大的趨勢。要適應(yīng)這些快速發(fā)展的新要求,創(chuàng)造必須服從于軟件需要和課題自然邏輯的新體制。實(shí)現(xiàn)方法就是并行、聯(lián)想、專用功能化以及硬件、固件、軟件相復(fù)合。計(jì)算機(jī)將由信息處理、數(shù)據(jù)處理過渡到知識處理,知識庫將取代數(shù)據(jù)庫。自然語言、模式、圖像、手寫體等進(jìn)行人-機(jī)會話將是輸入輸出的主要形式,使人-機(jī)關(guān)系達(dá)到高級的程度。砷化鎵器件將取代硅器件。未來,計(jì)算機(jī)的發(fā)展將趨向超高速、超小型、平行處理和智能化,量子、光子、分子和納米計(jì)算機(jī)將具有感知、思考、判斷、學(xué)習(xí)及一定的自然語言能力,使計(jì)算機(jī)進(jìn)入高級人工智能時代。這種新型計(jì)算機(jī)將推動新一輪計(jì)算技術(shù)革命,并帶動光互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。納米技術(shù)、生物技術(shù)、光量子技術(shù)等將在未來的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用。

      4 結(jié)束語

      計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用的快速普及,使得計(jì)算機(jī)技術(shù)在不到一個世紀(jì)的時間里產(chǎn)生了不可思議的發(fā)展。這是一個自我發(fā)展能力非常強(qiáng)大的一門新技術(shù)。通過對計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史的簡要回顧、對計(jì)算機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀的概述以及對計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的展望,我們發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是加速發(fā)展的,我們可以預(yù)期,在不遠(yuǎn)的將來計(jì)算機(jī)硬件軟件都將與現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)有很大的不同,也將推動人類社會更加快速的發(fā)展。

      參考文獻(xiàn)

      [1]龔炳錚.我國計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[C].第六屆全國計(jì)算機(jī)應(yīng)用聯(lián)合學(xué)術(shù)會議論文集,2002.

      [2]蔣天宏.計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速的原因分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2008(34):199.

      [3]郝俊丹.對工業(yè)自動化計(jì)算機(jī)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的探討[J].中國科技博覽,2012(4).

      [4]陳連水,袁鳳輝,鄧放.分子計(jì)算機(jī)[J].分子信息學(xué),2005.

      [5]官自強(qiáng).納米科技與計(jì)算機(jī)技術(shù)[J].現(xiàn)代物理知識,2003.

      [6]中國計(jì)算機(jī)學(xué)會.中國計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展報告2007[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.

      作者簡介:康靖(1976,2-),河南長垣人,現(xiàn)供職于甘肅省高等學(xué)校招生辦公室,研究方向:計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。

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