淺談現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向與趨勢(shì)

桂紀(jì) 武漢市光谷第二高級(jí)中學(xué)

高中生作為國(guó)家科技前沿的發(fā)展原動(dòng)力，充分了解過(guò)往的計(jì)算機(jī)技術(shù)歷史以及今后計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向能為高中生推動(dòng)國(guó)家今后的科技進(jìn)步提供強(qiáng)有力的支持。作為高中生，計(jì)算機(jī)已經(jīng)是發(fā)達(dá)地區(qū)高中自21世紀(jì)以來(lái)的選修課程，通過(guò)課堂的學(xué)習(xí)來(lái)使得國(guó)家的青少年掌握國(guó)際科技發(fā)展。計(jì)算機(jī)在高中的學(xué)習(xí)越來(lái)越廣泛，為提升高中教材的生活運(yùn)用效果，并為該行業(yè)發(fā)展提供助力，本文結(jié)合高中學(xué)習(xí)的部分知識(shí)，展開關(guān)于計(jì)算機(jī)的相關(guān)研究和探討。

1 時(shí)代進(jìn)步改革和進(jìn)步的標(biāo)志--計(jì)算機(jī)技術(shù)

從第一臺(tái)出現(xiàn)在世界上的計(jì)算機(jī)，到如今的ipad智能機(jī)，當(dāng)時(shí)的人類無(wú)論如何也無(wú)法設(shè)想計(jì)算機(jī)會(huì)變成如今的模樣。結(jié)合高中的知識(shí)，下面我們談?wù)動(dòng)?jì)算機(jī)的過(guò)往發(fā)展歷程：從20世紀(jì)40年代，即1946年，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)在美國(guó)的濱西法尼亞大學(xué)誕生，其體積足足占據(jù)了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室的房間，使用了一萬(wàn)八千八百多的真空管，運(yùn)行速度比我們現(xiàn)在的口算還慢。但是不可否認(rèn)的是誕生開啟了社會(huì)新紀(jì)元，其發(fā)展速度也是常人難以想象，尋常事物難以比擬的飛速。

計(jì)算機(jī)在國(guó)際的發(fā)展主要有四個(gè)時(shí)代：第一代科技，電子計(jì)算機(jī)，1946-1957年。在這一代里面的計(jì)算機(jī)和第一臺(tái)計(jì)算機(jī)沒有較大的差別，僅僅是外觀和電子管具體積的縮小，這時(shí)候的電腦，存儲(chǔ)較小，計(jì)算較慢，耗電也非常快，穩(wěn)定性也非常差，不具備系統(tǒng)軟件等功能。但是，其帶來(lái)的思維和科技的改革給那個(gè)時(shí)代的人們帶來(lái)了巨大的沖擊和影響。第二代科技，晶體管科技。伴隨著固體物理和量子力學(xué)的發(fā)展，半導(dǎo)體也成為了計(jì)算機(jī)硬件的寵兒。這個(gè)時(shí)代開始于50年代到60年代。從點(diǎn)接觸晶管發(fā)明到結(jié)型晶體管相繼出現(xiàn)，到最后的成熟的過(guò)程就是整個(gè)第二代計(jì)算機(jī)時(shí)代。晶體管的創(chuàng)造運(yùn)用大大縮小了原有計(jì)算機(jī)的體積，提高了工作效率并且加強(qiáng)了散熱，延長(zhǎng)了使用時(shí)間，減少了耗電。短短十年間的這一個(gè)改革幾乎是拯救計(jì)算機(jī)發(fā)展的良藥，解決了體積耗電和壽命以及使用率問(wèn)題，使得計(jì)算機(jī)真正做到走入人們視野的本錢。第三代中小集成電路，集合晶體管和其他組件的優(yōu)點(diǎn)，制作出更加復(fù)雜的線路，增加計(jì)算機(jī)的使用功能，加大了存儲(chǔ)內(nèi)存。第四代，大型超大型集成電路，從小型到大型的轉(zhuǎn)變使得計(jì)算機(jī)的內(nèi)存有了質(zhì)的提高。

計(jì)算機(jī)在中國(guó)的發(fā)展歸功于改革開放和加入世貿(mào)，經(jīng)濟(jì)的全球化，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)緊跟國(guó)家步伐。當(dāng)前的智能支付就是計(jì)算機(jī)大數(shù)據(jù)和云處理的衍生，使得高中生受益匪淺。

2 持續(xù)發(fā)展的黑科技--計(jì)算機(jī)技術(shù)

時(shí)代的不斷發(fā)展進(jìn)步，新型材料和科技的不斷出現(xiàn)，創(chuàng)新科技和材料的使用使得計(jì)算機(jī)技術(shù)即將持續(xù)發(fā)展，進(jìn)入一個(gè)新紀(jì)元。

2.1 生物科技

作為和人類聯(lián)系最為緊密的生物科技，將其技術(shù)和最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)聯(lián)系是不可抵擋的趨勢(shì)。運(yùn)用蛋白質(zhì)雙螺旋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大儲(chǔ)存能力發(fā)展的生物芯片無(wú)疑給計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)功能帶來(lái)新紀(jì)元。

2.2 量子科技

當(dāng)前計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算能力全部歸功0，1進(jìn)制的使用，通過(guò)量子的處理方式，將幾千位，需要花費(fèi)幾十年的計(jì)算問(wèn)題變成了幾秒解決的問(wèn)題。

2.3 光學(xué)科技

從高中的知識(shí)了解到，光速是目前所知傳播最快的速度，我們甚至使用嶄新的單位來(lái)表示其速度，光年。光信號(hào)的應(yīng)用無(wú)疑對(duì)計(jì)算機(jī)的可靠性，速度和存儲(chǔ)都起到巨大的提升作用。目前的網(wǎng)絡(luò)科技都運(yùn)用到了光纖，加快了網(wǎng)絡(luò)的速度。

2.4 納米科技

納米作為目前科研最熱門的研究方向，其精細(xì)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)意義上的任何材料。nm代表著傳統(tǒng)材料單位的一百億倍還多的細(xì)小構(gòu)造，雨滴落在上面都無(wú)法停留，不會(huì)留下痕跡。相信運(yùn)用納米材料的計(jì)算機(jī)將在不遠(yuǎn)的將來(lái)走入高中校園。

3 結(jié)束語(yǔ)

言而總之，時(shí)代的發(fā)展科學(xué)的進(jìn)步，高中的青年學(xué)生作為希望和未來(lái)，在科學(xué)技術(shù)的學(xué)習(xí)中扮演著舉足輕重的角色，計(jì)算機(jī)作為飛速發(fā)展的重要標(biāo)志需要我們努力研究。從智能，微型到生物量子，納米等等一系列發(fā)展方向都是我們高中生研究的熱點(diǎn)。本文的研究，讓我們以高中知識(shí)結(jié)構(gòu)角度總結(jié)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，借以促進(jìn)該行業(yè)的思考發(fā)展方向。當(dāng)然，該研究仍處于高中教材發(fā)散的初級(jí)內(nèi)容范圍內(nèi)，專業(yè)角度的精研內(nèi)容有待今后探索學(xué)習(xí)。

[1]楊前程.淺談現(xiàn)代計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2012(2):167-167.

[2]吳敏晶.淺析計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2013(11):117-118.