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中图分类号:U49TV 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0298-01
1 现代科技与计算机科技的结合与应用
1.1 强化综合性和专业化
从认识客观世界到改造客观世界,形成的专业化与综合性这样一对矛盾体。一方面要求深入客观世界,要求科学技术分工仔细,而另一方面为了适应国家政策和经济,又必须把细分的专业加以整合,毕竟许多工作单靠一方面专业是无法解决的。强化综合性和专业化,正因为此,电子科技渗透国民生活才不致造成极大的困扰或混乱。
1.2 向经济、社会文化、商业流通等各方面渗透科学是绝对的第一生产力,从前是,现在也是。计算机科学与技术作为现代社会中的潜在生产力,具有举足轻重的地位,随着科研工作投入的资金越来越多,工作的规模越来越大,难度和代价也随之加大,为求经济和社会活动能顺利适应科学技术的发展,电子科技的广泛应用势在必行。
1.3 现代科技应用在新产品的周期缩短从 1904 年发明电子管到 1946 年成功造出第一台计算机,耗时42 年。而从发明半导体晶体管到造出半导体计算机,仅为 10 年左右。而微电子精细加工技术到集成电路计算机只用了2年不到的时间。而超微细加工技术到第四代计算机的创造,可以说是同步突破的。“技术突破”型科技逐步让位“系统合成”型科技。
1.4“技术突破”型科技逐渐让位于“系统合成”型的科技早期的三大发现 (达尔文学说,能量转换,细胞学),在1925~1950 年重大科技突破有 40 多件。而 19 世纪 40 年代至 50 年代则为原子能、计算机、空间技术等寥寥几项。50 年代后这种技术突破是越来越少了,70 年代至今,我们人类似乎在循环一个周期,我们将从前的科学原理及技术挖出挖深,并且把他们有机的结合在一起,从而形成新的技术。就好像计算机基本原理虽然有了极大的发展,但论起基础仍然没有离开 100 年前关于程序与存储的设想。而阿波罗宇宙飞船技术,当中没有任何一项是新的突破,而是把原有的理论加以结合,组织,并且排列有条不紊准确无误,通过实践得来。
2 如何发展计算机科学技术
只有大力的开拓应用,才能把计算机技术真正的提升上去。实践得真知,没有群众的实践,科技是根本发展不上去的。从开拓应用来看,我们需要好好把握计算机科技的量变以及质变。国际上,我们要看一个国家真实的计算机应用水平,就是看计算机水平有否迅速推广,有否在国民经济中发挥着重要地位,在使用方面有否两个扩张:a.从科学技术扩展到数据处理、知识处理以及信息处理。b.从军用扩展到民用。
计算机应用中,科学计算只占不到 10%,而信息、数据处理等则占到 90%。大多国家的计算机的发展,均是先大规模应用在军事用途,其后才逐渐转化为民用。然而转变的是否及时、速度的快慢、对计算机发展影响是十分巨大的。苏联 1966 年关注计算机在国民经济各方面的应用,到 1968 年计算机应用已发生了根本性的变化。他们仅仅用了四年时间,就把计算机应用扩展到国民经济各部分总数65%以上。
3 计算机科技发展的整体趋势
3.1 更“高”计算机的性能越来越高,速度越来越快,最集中表现在计算机主频越来越精密。Inter 公司目前已拥有 10 亿以上晶体管的微处理器,在一个计算机中使用上千个处理器,这被称为“并行处理”。目前世界上性能最高的通用计算机已采用上万台计算机并行。而专用计算机的并行程度更高,在关键技术上把各计算机有效并高效的联系起来,以协调工作,并且合理运用了我们最为熟悉的系统软件―――操作系统的功能。在这一基础上,计算机越走越高,却也越走越平民化。
3.2 更“广”计算机发展趋势无处不在,以至于好像“没有计算机一样”。近几年,最为明显的趋势就是网络化以及向各领域的渗透,在广度上进行发展和开拓。在国外,这种趋势被称为“无处不在的计算”。未来的计算机也会像现在的马达一样,存在家中各种电器中,那时候计算机在家中的应用已经数不胜数,就连我们的笔记本、书籍全部都已经电子化了。再过几十年,每个学生甚至每个上班族,都能根据自己需要在身上一本薄薄的计算机上查得自己想要的资料,方便快捷,适应都市高节奏高效率的应用。有人更预言未来计算机的价钱会平民化的人手一台,用计算机就像吃饭睡觉一样正常,计算机能成为人们最常用的日用品。
3.3 更“深”计算机科技向信息的智能化更深层次的发展。网上有海量的信息,我们如何把这些浩瀚又杂乱无章的东西变成我们所需的知识,是计算机科学的重要课题,同时挖掘计算机更多的智能成分,使得人机相处更为和谐自然,更为友好便利。现今的科技是使得计算机越来越有感知能力,越来越有高思维能力,使得我们不再单一的输入计算机语言,而是能通过手写文字与之打交道,甚至可以用表情、手势语言来与计算机进行沟通,令我们产生身临其境感受的人机交互设备已经出现了,而我们经常听到的虚拟技术正是这一领域发展的集中体现。
参考文献
1计算机的应用
可以说,计算机是科技发展的最具有代表性的产物了,毫不夸张地说,任何一项科技成果的成功研制都离不开计算机,从假设到验证,而计算机的应用领域几乎不受限制,主要集中在商务办公、娱乐社交、高精计算、模型建立模拟、金融交易等等,当然,不包括纯手工的工艺品或者艺术品一类,而随着其不断深入地应用到各行各业,计算机也出现分类,经过了60余年的发展,计算机经历了第一代电子管数字机、第二代晶体管数字机、第三代集成电路数字机、直到今天被我们所熟练运用的大规模集成电路机,本文以高精计算、社交娱乐、商务办公等为例,
1.1高精度计算
众所周知,在某些领域需要用到高精度的计算,例如运动轨迹、星体轨道、抗击力度、承受能力、某些物理值的临界点等等,而要做到上述的这些,只有计算机可以做到,而且计算能力要高达每秒数十亿次,只有在计算机的某些软件的环境下才可以模拟出这些控制变量,在通过物理、化学等方式对理论进行实践,验证其可行性,而各种各样的物理化学实验室的建立的数据分析等过程都是依赖计算机,由此可见,计算机在高精密计算领域的重要领域了。
1.2社交娱乐
现如今,人们的联系方式已从古代的写信到近代的通电话直到现在的多种多样,各种各样的社交软件,包括国内的qq、微信,国外的msn,facebook交软件,随着全球化的进程不断加快,人们的联系也日益密切,而联系方式也获得了更大的创新,而这些社交软件的创建是离不开计算机的,人们通过计算机进行交流,克服距离带来的困扰,还可以通过视频实现“零距离”沟通,社交环境的转变使得人们对计算机的使用度不断加深。
1.3商务办公
计算机办公软件的应用,相信大家都深受其利,带来的便利性显而易见,方便、快捷、高效等等,并且随着商务办公领域的一体化、机械化的不断提高,以软件控制硬件进而获得更高效的办公体验,是未来商务办公领域的必然趋势,由计算机控制一系列相关设备已经成为未来的趋势。
2计算机的未来趋势
按照现有的计算机类型来分,可以将计算机分成台式机,一体机,笔记本电脑以及平板电脑,其实严格来讲,一体机、平板电脑和笔记本都是台式机的衍生品,但事实证明,不管是一体机还是笔记本,都获得了无法代替的地位。台式机的机箱容量丰富,可以外接更多的可应用设备,以及存储硬盘、内存条等等,即是说台式机的运算速度更快,散热条件更好;笔记本电脑适合商务办公,以及因为台式机不方便携带而造成的困扰,但因为其具备蓄电池而可以短时间无需外接电源,虽然性能、散热情况等受到体积的影响而有所减弱,但也可以满足基本需求;一体机的性能介于台式机和笔记本电脑之间;而平板电脑主要应用于休闲方面,这几种类型拓展了计算机的使用范围,更加丰富了计算机同人们的生活之间的结合。但现下的计算机还存在着不可忽视的问题,其性能受到影响的原因主要是以下几方面:CPU的性能,读写速度,散热状态等,随着技术的不断发展,芯片的集成度越来越高,而计算机的硬件设施也会获得更大的进步,克服现有的技术壁垒,打破现有的使用模式,一定可以更加地适应环境,不受技术瓶颈带来的影响。
二、计算机应用技术的研究方向及现状
1.计算机图形学计算机图形学涉及造型技术、动画描绘、人机交互、图形生成等,并已在计算机辅助设计与绘图、动画设计、艺术设计、地理信息系统、计算机仿真等领域得到了广泛的应用,图形软件正朝着高性能、开放式和高效率的方向发展。决定计算机图形学发展的是造型技术、真实感图形生成技术和人机交互技术三大技术,而现今迅速发展的虚拟现实技术也是上述三大技术综合研究的成果。
2.计算机辅助技术计算机应用技术与其他领域技术的结合形成了面向特定领域的技术过程及软件,如计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM等。该类型软件已经在汽车、飞机等大型制造业中应用成熟,并推广到机械、电子、服务、建筑等领域。由于该领域技术的迅猛发展,相关类型的软件也不断的涌现并完善进入实用化阶段。
3.图像及信息处理目前图像处理已从专门技术转变为一种普遍应用工具,并广泛应用于图像识别、传输、加工处理等,并向卫星遥感、生物医学、军事侦察、文档修复等领域渗透发展;信息处理是以提高信息服务为目的的,信息系统的集成化、智能化及多媒体化使得计算机协同工作CSCW功能逐渐成为信息系统的基本功能。
4.计算机控制与仿真计算机控制与仿真主要用于监控和分析受控对象的各种状态信息,增强系统的控制及分析效率。目前,计算机控制系统正在由单一系统及过程的局部控制向着大系统、大规模、多对象等的复杂控制,并结合其他相关技术以获得更高层次的控制效果。计算机仿真技术已在工程系统和非工程系统的行为特征分析中广泛应用,而随着网络计算技术的发展,高性能的分布式实时交互仿真系统成为主流。面向数据处理和数值计算的仿真软件和具有仿真建模、试验、结果分析于一体的智能化集成环境研究成为技术趋势。
5.智能应用技术该技术主要以计算机技术展示人类智能行为并研究以知识为核心的各种应用技术,已在工业、金融、军事、金融和科技等部门广泛应用,取得了相当的效益。目前,此类技术正在向着人类自然、本真、智能接受和处理信息的方式发展。
三、计算机应用技术的发展趋势
1.计算机性能的发展计算机应用技术是伴随着计算机性能的发展而发展的,因为高性能计算机的出现将会为计算机应用技术提供施展空间,未来计算机性能向着微型化、网络化、智能化和巨型化的方向发展。同时光计算机、量子计算机、化学计算机、生物计算机的研究与实现,将会为未来计算机具备强大的运算能力和极高的数据处理速度,体积减小的同时存储能力大大提高,且具备更高的可靠性。这一切都讲为计算机应用技术的发展提供广阔的发展空间。
2.集成系统的发展目前,计算机的服务对象越来越广,所要求的服务也越来越复杂多样,对于计算机应用技术、各类软件及应用系统在功能及处理速度等方面提出了更高的要求。因此要求各类专用软件和环境以及介于两者之间的接口不断丰富和成熟以应对各种复杂的工作,并要求软件能多广度的处理问题,更多更广的进行集成
3.智能化系统的发展随着计算机技术在人类社会中的地位越来越重要,一些有关人的活动的模拟研究越来越多,因此要求计算机应用技术的智能化以缩短计算机处理与人之间的差距,并最终以自然、拟人化的方式同计算机交流、为人类服务。
中图分类号:TP302.1G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(a)-0031-01
新一代计算机硬件是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理,而且能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释的能力,将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。目前,随着计算机技术的不断发展,计算机有着越来越方便、越来越人性化、越来越自动化、越来越容易操作的趋势。
虽然计算机的制作技术已经发生了极大的变化,但在基本结构上,一直沿袭着冯.诺依曼的传统架构,即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本构件组成。计算机硬件体系结构的发展主要体现在两个方面的发展,一个是研制新型的计算机体系结构,提高并行计算和处理能力,其次是以硬件或固件为发展主线的大规模集成电路的研制和开发。
(1)软、硬件的功能分配是计算机系统结构的主要任务,而软件和硬件在逻辑功能上又是等效的。从原理上讲,软件的功能可以用硬件或固件完成,而硬件的功能也可以由软件模拟实现。提高硬件功能的比例可提高解题速度,减少程序所需存储空间,但会增加硬件成本;提高软件功能的比例可减低硬件成本,提高系统的灵活性,但解题速度会下降,而且软件设计费用和所需的存储器用量也要增加。计算机硬件成本不断下降,软件成本的不断上升,计算机的硬件越来越便宜,软件越来越昂贵,因此,计算机系统朝着硬件比例越来越大的趋势发展。
(2)硬件的发展就是在不断的追求体积更小巧、集成度更高、性能更好、生产更快速、价格更低廉的芯片。现在处理器的发展真可谓日新月异,CPU对于计算机对计算机性能的发挥起着至关重要的作用,所以不断的提高CPU的性能将对电脑的性能起到巨大的推动作用。计算机硬件的核心技术是微电子技术和光电子技术。从1995年以来,芯片制造工艺的发展十分迅速,新的生产工艺可以提高芯片的集成度。在不增加芯片面积的情况下,使用更精细的生产工艺可以比老工艺大大增加的晶体管数量,并可以扩展新的功能采用最新制造工艺后,相同晶体管会占据更小的面积,使一块晶元能够切割出更多处理器,使整体处理器成本降低,直接结果就是单颗处理器售价降低。同时,速度越来越快,功耗越来越小。纳米技术的运用也使这些电器产品更加智能化,功能更多。整合性的东西越来越多,如声卡、显卡、网卡都地整合到主板上,这样可以使电脑的价格更加便宜。
随着信息时代的到来,各层次的电脑用户对电脑的性能提出了更高的要求。在市场需求上看,无论是企业用户,还是个人用户,多任务、多线程的应用越来越广泛,传统的单核处理器在同时处理多个线程的时候显得力不从心,提升处理器多任务处理能力是迫切需要解决的问题。双核和多核处理器能大幅度提高了PC的工作效率。这也就表明双核和多核也是未来科技发展的必然需要。
(3)存储器的发展也具有容量大,体积小、价格低的趋势。随着信息量的不断增加,对数据的存储需求提出了更高的要求。存储器的发展将更多的关注速度和可靠性的提高,要具有更好的扩展性。借助于先进的工艺优势,存储芯片的封装尺寸更小,也决定了存储器的低电压特性,更促进了便携式产品的发展。
(4)随着微电子技术的飞速发展,计算机的体积越来越小,速度越来越高,容量越来越大,功耗越来越低,可靠性越来越好,输入输出设备也朝着高性能、多样化、智能化和多媒体方向发展。同时,随着计算机输入、输出设备的发展,人机界面越来越友好。一方面设备中也已越来越多地嵌入微处理器和软件进行控制以达到智能化和高性能的目标,另一方面也常常将原属于设备或设备控制器的部分功能直接设计进CPU,以便降低成本和改善性能。
迅猛发展的计算机硬件技术,为计算机软件的不断更新创造了良好的平台。未来计算机的发展,应更进一步缩短高级语言与机器语言、操作系统与系统结构,程序设计环境域系统结构之间的语义差距,这些差距是用软件来填补的,语义差距的大小实质上取决于软、硬件功能的分配,差距小了,系统结构对软件的支持就加强了。软件跟上硬件的发展步伐还需要时间。目前,随着数字模拟融合、微机电融合、电路板硅片融合、硬软件设计融合的趋势,新一代集成电路技术和IP核产业的发展势在必行,嵌入式整机的开发工作也从传统的硬件为主变为软件为主,嵌入式软件的发展将成为主流,会有超长的生命周期。
参考文献