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第1篇：計(jì)算科學(xué)發(fā)展范文

關(guān)鍵詞:計(jì)算科學(xué)計(jì)算工具圖靈模型量子計(jì)算

1計(jì)算的本質(zhì)

抽象地說,所謂計(jì)算,就是從一個(gè)符號(hào)串f變換成另一個(gè)符號(hào)串g。比如說,從符號(hào)串12+3變換成15就是一個(gè)加法計(jì)算。如果符號(hào)串f是x2,而符號(hào)串g是2x,從f到g的計(jì)算就是微分。定理證明也是如此,令f表示一組公理和推導(dǎo)規(guī)則,令g是一個(gè)定理,那么從f到g的一系列變換就是定理g的證明。從這個(gè)角度看,文字翻譯也是計(jì)算,如f代表一個(gè)英文句子,而g為含意相同的中文句子,那么從f到g就是把英文翻譯成中文。這些變換間有什么共同點(diǎn)？為什么把它們都叫做計(jì)算？因?yàn)樗鼈兌际菑募褐?hào)(串)開始,一步一步地改變符號(hào)(串),經(jīng)過有限步驟,最后得到一個(gè)滿足預(yù)先規(guī)定的符號(hào)(串)的變換過程。

從類型上講,計(jì)算主要有兩大類:數(shù)值計(jì)算和符號(hào)推導(dǎo)。數(shù)值計(jì)算包括實(shí)數(shù)和函數(shù)的加減乘除、冪運(yùn)算、開方運(yùn)算、方程的求解等。符號(hào)推導(dǎo)包括代數(shù)與各種函數(shù)的恒等式、不等式的證明,幾何命題的證明等。但無論是數(shù)值計(jì)算還是符號(hào)推導(dǎo),它們在本質(zhì)上是等價(jià)的、一致的,即二者是密切關(guān)聯(lián)的,可以相互轉(zhuǎn)化,具有共同的計(jì)算本質(zhì)。隨著數(shù)學(xué)的不斷發(fā)展,還可能出現(xiàn)新的計(jì)算類型。

2遠(yuǎn)古的計(jì)算工具

人們從開始產(chǎn)生計(jì)算之日,便不斷尋求能方便進(jìn)行和加速計(jì)算的工具。因此,計(jì)算和計(jì)算工具是息息相關(guān)的。

早在公元前5世紀(jì),中國人已開始用算籌作為計(jì)算工具,并在公元前3世紀(jì)得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后來,人們發(fā)明了算盤,并在15世紀(jì)得到普遍采用,取代了算籌。它是在算籌基礎(chǔ)上發(fā)明的,比算籌更加方便實(shí)用,同時(shí)還把算法口訣化,從而加快了計(jì)算速度。

3近代計(jì)算系統(tǒng)

近代的科學(xué)發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算工具的發(fā)展:在1614年,對數(shù)被發(fā)明以后,乘除運(yùn)算可以化為加減運(yùn)算,對數(shù)計(jì)算尺便是依據(jù)這一特點(diǎn)來設(shè)計(jì)。1620年,岡特最先利用對數(shù)計(jì)算尺來計(jì)算乘除。1850年,曼南在計(jì)算尺上裝上光標(biāo),因此而受到當(dāng)時(shí)科學(xué)工作者,特別是工程技術(shù)人員廣泛采用。機(jī)械式計(jì)算器是與計(jì)算尺同時(shí)出現(xiàn)的,是計(jì)算工具上的一大發(fā)明。帕斯卡于1642年發(fā)明了帕斯卡加法器。在1671年,萊布尼茨發(fā)明了一種能作四則運(yùn)算的手搖計(jì)算器,是長1米的大盒子。自此以后,經(jīng)過人們在這方面多年的研究,特別是經(jīng)過托馬斯、奧德內(nèi)爾等人的改良后,出現(xiàn)了多種多樣的手搖計(jì)算器,并風(fēng)行全世界。

4電動(dòng)計(jì)算機(jī)

英國的巴貝奇于1834年,設(shè)計(jì)了一部完全程序控制的分析機(jī),可惜礙于當(dāng)時(shí)的機(jī)械技術(shù)限制而沒有制成,但已包含了現(xiàn)代計(jì)算的基本思想和主要的組成部分了。此后,由于電力技術(shù)有了很大的發(fā)展,電動(dòng)式計(jì)算器便慢慢取代以人工為動(dòng)力的計(jì)算器。1941年,德國的楚澤采用了繼電器,制成了第一部過程控制計(jì)算器,實(shí)現(xiàn)了100多年前巴貝奇的理想。

5電子計(jì)算機(jī)

20世紀(jì)初,電子管的出現(xiàn),使計(jì)算器的改革有了新的發(fā)展,美國賓夕法尼亞大學(xué)和有關(guān)單位在1946年制成了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展,使人類進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。它是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一,也當(dāng)之無愧地被認(rèn)為是迄今為止由科學(xué)和技術(shù)所創(chuàng)造的最具影響力的現(xiàn)代工具。

在電子計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)高速發(fā)展過程中,因特爾公司的創(chuàng)始人之一戈登·摩爾(GodonMoore)對電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)所依賴的半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展作出預(yù)言:半導(dǎo)體芯片的集成度將每兩年翻一番。事實(shí)證明,自20世紀(jì)60年代以后的數(shù)十年內(nèi),芯片的集成度和電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度實(shí)際是每十八個(gè)月就翻一番,而價(jià)格卻隨之降低一倍。這種奇跡般的發(fā)展速度被公認(rèn)為“摩爾定律”。

6“摩爾定律”與“計(jì)算的極限”

人類是否可以將電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度永無止境地提升?傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高有沒有極限?對此問題,學(xué)者們在進(jìn)行嚴(yán)密論證后給出了否定的答案。如果電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力無限提高,最終地球上所有的能量將轉(zhuǎn)換為計(jì)算的結(jié)果——造成熵的降低,這種向低熵方向無限發(fā)展的運(yùn)動(dòng)被哲學(xué)界認(rèn)為是禁止的,因此,傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力必有上限。

而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)為代表的理論科學(xué)家認(rèn)為到21世紀(jì)30年代,芯片內(nèi)導(dǎo)線的寬度將窄到納米尺度(1納米=10-9米),此時(shí),導(dǎo)線內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子將不再遵循經(jīng)典物理規(guī)律——牛頓力學(xué)沿導(dǎo)線運(yùn)行,而是按照量子力學(xué)的規(guī)律表現(xiàn)出奇特的“電子亂竄”的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致芯片無法正常工作;同樣,芯片中晶體管的體積小到一定臨界尺寸(約5納米)后,晶體管也將受到量子效應(yīng)干擾而呈現(xiàn)出奇特的反常效應(yīng)。

哲學(xué)家和科學(xué)家對此問題的看法十分一致:摩爾定律不久將不再適用。也就是說,電子計(jì)算機(jī)計(jì)算能力飛速發(fā)展的可喜景象很可能在21世紀(jì)前30年內(nèi)終止。著名科學(xué)家,哈佛大學(xué)終身教授威爾遜(EdwardO.Wilson)指出:“科學(xué)代表著一個(gè)時(shí)代最為大膽的猜想(形而上學(xué))。它純粹是人為的。但我們相信,通過追尋“夢想—發(fā)現(xiàn)—解釋—夢想”的不斷循環(huán),我們可以開拓一個(gè)個(gè)新領(lǐng)域,世界最終會(huì)變得越來越清晰,我們最終會(huì)了解宇宙的奧妙。所有的美妙都是彼此聯(lián)系和有意義的?！盵論/文/網(wǎng)LunWenNet/Com]

7量子計(jì)算系統(tǒng)

量子計(jì)算最初思想的提出可以追溯到20世紀(jì)80年代。物理學(xué)家費(fèi)曼RichardP.Feynman曾試圖用傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)模擬量子力學(xué)對象的行為。他遇到一個(gè)問題:量子力學(xué)系統(tǒng)的行為通常是難以理解同時(shí)也是難以求解的。以光的干涉現(xiàn)象為例,在干涉過程中,相互作用的光子每增加一個(gè),有可能發(fā)生的情況就會(huì)多出一倍,也就是問題的規(guī)模呈指數(shù)級增加。模擬這樣的實(shí)驗(yàn)所需的計(jì)算量實(shí)在太大了,不過,在費(fèi)曼眼里,這卻恰恰提供一個(gè)契機(jī)。因?yàn)榱硪环矫?量子力學(xué)系統(tǒng)的行為也具有良好的可預(yù)測性:在干涉實(shí)驗(yàn)中,只要給定初始條件,就可以推測出屏幕上影子的形狀。費(fèi)曼推斷認(rèn)為如果算出干涉實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的現(xiàn)象需要大量的計(jì)算,那么搭建這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),測量其結(jié)果,就恰好相當(dāng)于完成了一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算。因此,只要在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的過程中,允許它在真實(shí)的量子力學(xué)對象上完成實(shí)驗(yàn),并把實(shí)驗(yàn)結(jié)果整合到計(jì)算中去,就可以獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。

在費(fèi)曼設(shè)想的啟發(fā)下,1985年英國牛津大學(xué)教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理學(xué)定律推導(dǎo)出一種超越傳統(tǒng)的計(jì)算概念的方法即推導(dǎo)出更強(qiáng)的丘奇——圖靈論題。費(fèi)曼指出使用量子計(jì)算機(jī)時(shí),不需要考慮計(jì)算是如何實(shí)現(xiàn)的,即把計(jì)算看作由“神諭”來實(shí)現(xiàn)的:這類計(jì)算在量子計(jì)算中被稱為“神諭”(Oracle)。種種跡象表明:量子計(jì)算在一些特定的計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)確實(shí)比傳統(tǒng)計(jì)算更強(qiáng),例如,現(xiàn)代信息安全技術(shù)的安全性在很大程度上依賴于把一個(gè)大整數(shù)(如1024位的十進(jìn)制數(shù))分解為兩個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積的難度。這個(gè)問題是一個(gè)典型的“困難問題”,困難的原因是目前在傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)上還沒有找到一種有效的辦法將這種計(jì)算快速地進(jìn)行。目前,就是將全世界的所有大大小小的電子計(jì)算機(jī)全部利用起來來計(jì)算上面的這個(gè)1024位整數(shù)的質(zhì)因子分解問題,大約需要28萬年,這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類所能夠等待的時(shí)間。而且,分解的難度隨著整數(shù)位數(shù)的增多指數(shù)級增大,也就是說如果要分解2046位的整數(shù),所需要的時(shí)間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過宇宙現(xiàn)有的年齡。而利用一臺(tái)量子計(jì)算機(jī),我們只需要大約40分鐘的時(shí)間就可以分解1024位的整數(shù)了。

8量子計(jì)算中的神諭

人類的計(jì)算工具,從木棍、石頭到算盤,經(jīng)過電子管計(jì)算機(jī),晶體管計(jì)算機(jī),到現(xiàn)在的電子計(jì)算機(jī),再到量子計(jì)算。筆者發(fā)現(xiàn)這其中的過程讓人思考:首先是人們發(fā)現(xiàn)用石頭或者棍棒可以幫助人們進(jìn)行計(jì)算,隨后,人們發(fā)明了算盤,來幫助人們進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)不僅人手可以搬動(dòng)“算珠”,機(jī)器也可以用來搬動(dòng)“算珠”,而且效率更高,速度更快。隨后,人們用繼電器替代了純機(jī)械,最后人們用電子代替了繼電器。就在人們改進(jìn)計(jì)算工具的同時(shí),數(shù)學(xué)家們開始對計(jì)算的本質(zhì)展開了研究,圖靈機(jī)模型告訴了人們答案。

量子計(jì)算的出現(xiàn),則徹底打破了這種認(rèn)識(shí)與創(chuàng)新規(guī)律。它建立在對量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)的在現(xiàn)實(shí)世界的不可計(jì)算性。試圖利用一個(gè)實(shí)驗(yàn)來代替一系列復(fù)雜的大量運(yùn)算?？梢哉f。這是一種革命性的思考與解決問題的方式。

因?yàn)樵诖酥?所有計(jì)算均是模擬一個(gè)快速的“算盤”,即使是最先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)的CPU內(nèi)部,64位的寄存器(register),也是等價(jià)于一個(gè)有著64根軸的二進(jìn)制算盤。量子計(jì)算則完全不同,對于量子計(jì)算的核心部件,類似于古代希臘中的“神諭”,沒有人弄清楚神諭內(nèi)部的機(jī)理,卻對“神諭”內(nèi)部產(chǎn)生的結(jié)果深信不疑。人們可以把它當(dāng)作一個(gè)黑盒子,人們通過輸入,可以得到輸出,但是對于黑盒子內(nèi)部發(fā)生了什么和為什么這樣發(fā)生確并不知道。

9“神諭”的挑戰(zhàn)與人類自身的回應(yīng)人類的思考能力,隨著計(jì)算工具的不斷進(jìn)化而不斷加強(qiáng)。電子計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),大大加強(qiáng)了人類整體的科研能力,那么,量子計(jì)算系統(tǒng)的產(chǎn)生,會(huì)給人類整體帶來更加強(qiáng)大的科研能力和思考能力,并最終解決困擾當(dāng)今時(shí)代的量子“神諭”。不僅如此,量子計(jì)算系統(tǒng)會(huì)更加深刻的揭示計(jì)算的本質(zhì),把人類對計(jì)算本質(zhì)的認(rèn)識(shí)從牛頓世界中擴(kuò)充到量子世界中。

如果觀察歷史,會(huì)發(fā)現(xiàn)人類文明不斷增多的“發(fā)現(xiàn)”已經(jīng)構(gòu)成了我們理解世界的“公理”,人們的公理系統(tǒng)在不斷的增大,隨著該系統(tǒng)的不斷增大,人們認(rèn)清并解決了許多問題。人類的認(rèn)識(shí)模式似乎符合下面的規(guī)律:

“計(jì)算工具不斷發(fā)展—整體思維能力的不斷增強(qiáng)—公理系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大—舊的神諭被解決—新的神諭不斷產(chǎn)生”不斷循環(huán)。

無論量子計(jì)算的本質(zhì)是否被發(fā)現(xiàn),也不會(huì)妨礙量子計(jì)算時(shí)代的到來。量子計(jì)算是計(jì)算科學(xué)本身的一次新的革命,也許許多困擾人類的問題,將會(huì)隨著量子計(jì)算機(jī)工具的發(fā)展而得到解決,它將“計(jì)算科學(xué)”從牛頓時(shí)代引向量子時(shí)代,并會(huì)給人類文明帶來更加深刻的影響。[論*文*網(wǎng)]

參考文獻(xiàn)

[1]M.A.NielsenandI.L.Chuang,QuantumComputationandQuantumInformation[M].CambridgeUniversityPress,2000.

第2篇：計(jì)算科學(xué)發(fā)展范文

關(guān)鍵詞:計(jì)算科學(xué)計(jì)算工具圖靈模型量子計(jì)算

1計(jì)算的本質(zhì)

抽象地說,所謂計(jì)算,就是從一個(gè)符號(hào)串f變換成另一個(gè)符號(hào)串g。比如說,從符號(hào)串12+3變換成15就是一個(gè)加法計(jì)算。如果符號(hào)串f是x2,而符號(hào)串g是2x,從f到g的計(jì)算就是微分。定理證明也是如此,令f表示一組公理和推導(dǎo)規(guī)則,令g是一個(gè)定理,那么從f到g的一系列變換就是定理g的證明。從這個(gè)角度看,文字翻譯也是計(jì)算,如f代表一個(gè)英文句子,而g為含意相同的中文句子,那么從f到g就是把英文翻譯成中文。這些變換間有什么共同點(diǎn)？為什么把它們都叫做計(jì)算？因?yàn)樗鼈兌际菑募褐?hào)(串)開始,一步一步地改變符號(hào)(串),經(jīng)過有限步驟,最后得到一個(gè)滿足預(yù)先規(guī)定的符號(hào)(串)的變換過程。

從類型上講,計(jì)算主要有兩大類:數(shù)值計(jì)算和符號(hào)推導(dǎo)。數(shù)值計(jì)算包括實(shí)數(shù)和函數(shù)的加減乘除、冪運(yùn)算、開方運(yùn)算、方程的求解等。符號(hào)推導(dǎo)包括代數(shù)與各種函數(shù)的恒等式、不等式的證明,幾何命題的證明等。但無論是數(shù)值計(jì)算還是符號(hào)推導(dǎo),它們在本質(zhì)上是等價(jià)的、一致的,即二者是密切關(guān)聯(lián)的,可以相互轉(zhuǎn)化,具有共同的計(jì)算本質(zhì)。隨著數(shù)學(xué)的不斷發(fā)展,還可能出現(xiàn)新的計(jì)算類型。

2遠(yuǎn)古的計(jì)算工具

人們從開始產(chǎn)生計(jì)算之日,便不斷尋求能方便進(jìn)行和加速計(jì)算的工具。因此,計(jì)算和計(jì)算工具是息息相關(guān)的。

早在公元前5世紀(jì),中國人已開始用算籌作為計(jì)算工具,并在公元前3世紀(jì)得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后來,人們發(fā)明了算盤,并在15世紀(jì)得到普遍采用,取代了算籌。它是在算籌基礎(chǔ)上發(fā)明的,比算籌更加方便實(shí)用,同時(shí)還把算法口訣化,從而加快了計(jì)算速度。

3近代計(jì)算系統(tǒng)

近代的科學(xué)發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算工具的發(fā)展:在1614年,對數(shù)被發(fā)明以后,乘除運(yùn)算可以化為加減運(yùn)算,對數(shù)計(jì)算尺便是依據(jù)這一特點(diǎn)來設(shè)計(jì)。1620年,岡特最先利用對數(shù)計(jì)算尺來計(jì)算乘除。1850年,曼南在計(jì)算尺上裝上光標(biāo),因此而受到當(dāng)時(shí)科學(xué)工作者,特別是工程技術(shù)人員廣泛采用。機(jī)械式計(jì)算器是與計(jì)算尺同時(shí)出現(xiàn)的,是計(jì)算工具上的一大發(fā)明。帕斯卡于1642年發(fā)明了帕斯卡加法器。在1671年,萊布尼茨發(fā)明了一種能作四則運(yùn)算的手搖計(jì)算器,是長1米的大盒子。自此以后,經(jīng)過人們在這方面多年的研究,特別是經(jīng)過托馬斯、奧德內(nèi)爾等人的改良后,出現(xiàn)了多種多樣的手搖計(jì)算器,并風(fēng)行全世界。

4電動(dòng)計(jì)算機(jī)

英國的巴貝奇于1834年,設(shè)計(jì)了一部完全程序控制的分析機(jī),可惜礙于當(dāng)時(shí)的機(jī)械技術(shù)限制而沒有制成,但已包含了現(xiàn)代計(jì)算的基本思想和主要的組成部分了。此后,由于電力技術(shù)有了很大的發(fā)展,電動(dòng)式計(jì)算器便慢慢取代以人工為動(dòng)力的計(jì)算器。1941年,德國的楚澤采用了繼電器,制成了第一部過程控制計(jì)算器,實(shí)現(xiàn)了100多年前巴貝奇的理想。

5電子計(jì)算機(jī)

20世紀(jì)初,電子管的出現(xiàn),使計(jì)算器的改革有了新的發(fā)展,美國賓夕法尼亞大學(xué)和有關(guān)單位在1946年制成了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展,使人類進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。它是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一,也當(dāng)之無愧地被認(rèn)為是迄今為止由科學(xué)和技術(shù)所創(chuàng)造的最具影響力的現(xiàn)代工具。

在電子計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)高速發(fā)展過程中,因特爾公司的創(chuàng)始人之一戈登·摩爾(GodonMoore)對電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)所依賴的半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展作出預(yù)言:半導(dǎo)體芯片的集成度將每兩年翻一番。事實(shí)證明,自20世紀(jì)60年代以后的數(shù)十年內(nèi),芯片的集成度和電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度實(shí)際是每十八個(gè)月就翻一番,而價(jià)格卻隨之降低一倍。這種奇跡般的發(fā)展速度被公認(rèn)為“摩爾定律”。

6“摩爾定律”與“計(jì)算的極限”

人類是否可以將電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度永無止境地提升?傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高有沒有極限?對此問題,學(xué)者們在進(jìn)行嚴(yán)密論證后給出了否定的答案。如果電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力無限提高,最終地球上所有的能量將轉(zhuǎn)換為計(jì)算的結(jié)果——造成熵的降低,這種向低熵方向無限發(fā)展的運(yùn)動(dòng)被哲學(xué)界認(rèn)為是禁止的,因此,傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力必有上限。

而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)為代表的理論科學(xué)家認(rèn)為到21世紀(jì)30年代,芯片內(nèi)導(dǎo)線的寬度將窄到納米尺度(1納米=10-9米),此時(shí),導(dǎo)線內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子將不再遵循經(jīng)典物理規(guī)律——牛頓力學(xué)沿導(dǎo)線運(yùn)行,而是按照量子力學(xué)的規(guī)律表現(xiàn)出奇特的“電子亂竄”的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致芯片無法正常工作;同樣,芯片中晶體管的體積小到一定臨界尺寸(約5納米)后,晶體管也將受到量子效應(yīng)干擾而呈現(xiàn)出奇特的反常效應(yīng)。

哲學(xué)家和科學(xué)家對此問題的看法十分一致:摩爾定律不久將不再適用。也就是說,電子計(jì)算機(jī)計(jì)算能力飛速發(fā)展的可喜景象很可能在21世紀(jì)前30年內(nèi)終止。著名科學(xué)家,哈佛大學(xué)終身教授威爾遜(EdwardO.Wilson)指出:“科學(xué)代表著一個(gè)時(shí)代最為大膽的猜想(形而上學(xué))。它純粹是人為的。但我們相信,通過追尋“夢想—發(fā)現(xiàn)—解釋—夢想”的不斷循環(huán),我們可以開拓一個(gè)個(gè)新領(lǐng)域,世界最終會(huì)變得越來越清晰,我們最終會(huì)了解宇宙的奧妙。所有的美妙都是彼此聯(lián)系和有意義的。”

7量子計(jì)算系統(tǒng)

量子計(jì)算最初思想的提出可以追溯到20世紀(jì)80年代。物理學(xué)家費(fèi)曼RichardP.Feynman曾試圖用傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)模擬量子力學(xué)對象的行為。他遇到一個(gè)問題:量子力學(xué)系統(tǒng)的行為通常是難以理解同時(shí)也是難以求解的。以光的干涉現(xiàn)象為例,在干涉過程中,相互作用的光子每增加一個(gè),有可能發(fā)生的情況就會(huì)多出一倍,也就是問題的規(guī)模呈指數(shù)級增加。模擬這樣的實(shí)驗(yàn)所需的計(jì)算量實(shí)在太大了,不過,在費(fèi)曼眼里,這卻恰恰提供一個(gè)契機(jī)。因?yàn)榱硪环矫?量子力學(xué)系統(tǒng)的行為也具有良好的可預(yù)測性:在干涉實(shí)驗(yàn)中,只要給定初始條件,就可以推測出屏幕上影子的形狀。費(fèi)曼推斷認(rèn)為如果算出干涉實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的現(xiàn)象需要大量的計(jì)算,那么搭建這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),測量其結(jié)果,就恰好相當(dāng)于完成了一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算。因此,只要在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的過程中,允許它在真實(shí)的量子力學(xué)對象上完成實(shí)驗(yàn),并把實(shí)驗(yàn)結(jié)果整合到計(jì)算中去,就可以獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。

在費(fèi)曼設(shè)想的啟發(fā)下,1985年英國牛津大學(xué)教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理學(xué)定律推導(dǎo)出一種超越傳統(tǒng)的計(jì)算概念的方法即推導(dǎo)出更強(qiáng)的丘奇——圖靈論題。費(fèi)曼指出使用量子計(jì)算機(jī)時(shí),不需要考慮計(jì)算是如何實(shí)現(xiàn)的,即把計(jì)算看作由“神諭”來實(shí)現(xiàn)的:這類計(jì)算在量子計(jì)算中被稱為“神諭”(Oracle)。種種跡象表明:量子計(jì)算在一些特定的計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)確實(shí)比傳統(tǒng)計(jì)算更強(qiáng),例如,現(xiàn)代信息安全技術(shù)的安全性在很大程度上依賴于把一個(gè)大整數(shù)(如1024位的十進(jìn)制數(shù))分解為兩個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積的難度。這個(gè)問題是一個(gè)典型的“困難問題”,困難的原因是目前在傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)上還沒有找到一種有效的辦法將這種計(jì)算快速地進(jìn)行。目前,就是將全世界的所有大大小小的電子計(jì)算機(jī)全部利用起來來計(jì)算上面的這個(gè)1024位整數(shù)的質(zhì)因子分解問題,大約需要28萬年,這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類所能夠等待的時(shí)間。而且,分解的難度隨著整數(shù)位數(shù)的增多指數(shù)級增大,也就是說如果要分解2046位的整數(shù),所需要的時(shí)間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過宇宙現(xiàn)有的年齡。而利用一臺(tái)量子計(jì)算機(jī),我們只需要大約40分鐘的時(shí)間就可以分解1024位的整數(shù)了。

8量子計(jì)算中的神諭

人類的計(jì)算工具,從木棍、石頭到算盤,經(jīng)過電子管計(jì)算機(jī),晶體管計(jì)算機(jī),到現(xiàn)在的電子計(jì)算機(jī),再到量子計(jì)算。筆者發(fā)現(xiàn)這其中的過程讓人思考:首先是人們發(fā)現(xiàn)用石頭或者棍棒可以幫助人們進(jìn)行計(jì)算,隨后,人們發(fā)明了算盤,來幫助人們進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)不僅人手可以搬動(dòng)“算珠”,機(jī)器也可以用來搬動(dòng)“算珠”,而且效率更高,速度更快。隨后,人們用繼電器替代了純機(jī)械,最后人們用電子代替了繼電器。就在人們改進(jìn)計(jì)算工具的同時(shí),數(shù)學(xué)家們開始對計(jì)算的本質(zhì)展開了研究,圖靈機(jī)模型告訴了人們答案。

量子計(jì)算的出現(xiàn),則徹底打破了這種認(rèn)識(shí)與創(chuàng)新規(guī)律。它建立在對量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)的在現(xiàn)實(shí)世界的不可計(jì)算性。試圖利用一個(gè)實(shí)驗(yàn)來代替一系列復(fù)雜的大量運(yùn)算。可以說。這是一種革命性的思考與解決問題的方式。

因?yàn)樵诖酥?所有計(jì)算均是模擬一個(gè)快速的“算盤”,即使是最先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)的CPU內(nèi)部,64位的寄存器(register),也是等價(jià)于一個(gè)有著64根軸的二進(jìn)制算盤。量子計(jì)算則完全不同,對于量子計(jì)算的核心部件,類似于古代希臘中的“神諭”,沒有人弄清楚神諭內(nèi)部的機(jī)理,卻對“神諭”內(nèi)部產(chǎn)生的結(jié)果深信不疑。人們可以把它當(dāng)作一個(gè)黑盒子,人們通過輸入,可以得到輸出,但是對于黑盒子內(nèi)部發(fā)生了什么和為什么這樣發(fā)生確并不知道。

9“神諭”的挑戰(zhàn)與人類自身的回應(yīng)人類的思考能力,隨著計(jì)算工具的不斷進(jìn)化而不斷加強(qiáng)。電子計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),大大加強(qiáng)了人類整體的科研能力,那么,量子計(jì)算系統(tǒng)的產(chǎn)生,會(huì)給人類整體帶來更加強(qiáng)大的科研能力和思考能力,并最終解決困擾當(dāng)今時(shí)代的量子“神諭”。不僅如此,量子計(jì)算系統(tǒng)會(huì)更加深刻的揭示計(jì)算的本質(zhì),把人類對計(jì)算本質(zhì)的認(rèn)識(shí)從牛頓世界中擴(kuò)充到量子世界中。

如果觀察歷史,會(huì)發(fā)現(xiàn)人類文明不斷增多的“發(fā)現(xiàn)”已經(jīng)構(gòu)成了我們理解世界的“公理”,人們的公理系統(tǒng)在不斷的增大,隨著該系統(tǒng)的不斷增大,人們認(rèn)清并解決了許多問題。人類的認(rèn)識(shí)模式似乎符合下面的規(guī)律:

“計(jì)算工具不斷發(fā)展—整體思維能力的不斷增強(qiáng)—公理系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大—舊的神諭被解決—新的神諭不斷產(chǎn)生”不斷循環(huán)。

無論量子計(jì)算的本質(zhì)是否被發(fā)現(xiàn),也不會(huì)妨礙量子計(jì)算時(shí)代的到來。量子計(jì)算是計(jì)算科學(xué)本身的一次新的革命,也許許多困擾人類的問題,將會(huì)隨著量子計(jì)算機(jī)工具的發(fā)展而得到解決,它將“計(jì)算科學(xué)”從牛頓時(shí)代引向量子時(shí)代,并會(huì)給人類文明帶來更加深刻的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]M.A.NielsenandI.L.Chuang,QuantumComputationandQuantumInformation[M].CambridgeUniversityPress,2000.

第3篇：計(jì)算科學(xué)發(fā)展范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算；科學(xué)；計(jì)算機(jī)發(fā)展

一、計(jì)算的定義

了解一個(gè)事物，先從定義著手?；\統(tǒng)地說，所謂的計(jì)算，就是從一個(gè)符號(hào)串f 變換成另一個(gè)符號(hào)串g 。比方說， 從符號(hào)串2 + 3 變換成5， 就是一個(gè)簡單的加法計(jì)算。如果符號(hào)串f 是x2，而符號(hào)串g 是2x，從f 到g 的計(jì)算就是常見的微分。

算式計(jì)算是這樣，定理證明也不例外。如果 令f 表示一組公理和推導(dǎo)規(guī)則， 令g 是一個(gè)定理， 那么從f 到g 的一系列變換就是定理g的證明。由此可以得出推論， 文字的翻譯，也是一種變相的計(jì)算。比如說，如f代表英文句子， 而g 為y意思相等的中文句子， 那么從f 到g ，就是把英文翻譯成中文的過程。

不難發(fā)現(xiàn)，這些變換間的過程，就是我們常說的計(jì)算。在這個(gè)過程中，它們都有共同的特點(diǎn)，從己知符號(hào)（ 串） 開始，有序改變成符號(hào)（ 串） ， 經(jīng)過幾個(gè)步驟以后， 最終得到一個(gè)滿足預(yù)先規(guī)定的符號(hào)（ 串） 的變換過程。

如果從類型進(jìn)行， 計(jì)算主要有數(shù)值計(jì)算和符號(hào)推導(dǎo)這兩類。其中，數(shù)值計(jì)算包括實(shí)數(shù)和函數(shù)的加減乘除、開方運(yùn)算、方程的求解等情況。而符號(hào)推導(dǎo)則涵蓋了代數(shù)與各種函數(shù)的恒等式、幾何命題的證明等。

但是，有一定需要注意的是，無論是數(shù)值計(jì)算，抑或符號(hào)推導(dǎo)，二者之間在本質(zhì)上是等價(jià)的、對等的， 它們相輔相成，相得益彰， 可以實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化， 同時(shí)還具有共同的計(jì)算本質(zhì)。當(dāng)然，隨著科學(xué)不斷進(jìn)步發(fā)展，也許，不久的將來，還可能出現(xiàn)嶄新的的計(jì)算類型。

二、計(jì)算的歷史

人類文明，不斷發(fā)展進(jìn)步。在開始生產(chǎn)生活的遠(yuǎn)古時(shí)期，便與計(jì)算結(jié)下了不解之緣。為了更好讓計(jì)算服務(wù)生活，人們發(fā)揮自己的聰明才智，不斷探索計(jì)算的工具。因此，計(jì)算和計(jì)算工具是息息相關(guān)的，更是一脈相承的。

公元前5世紀(jì)的時(shí)候，炎黃子孫已經(jīng)學(xué)會(huì)用籌碼當(dāng)做日常工具。并在公元前3世紀(jì)普及下來，一直沿用了兩千多年。再后恚人們發(fā)明了算盤，更加便捷的為生活提供服務(wù)。在15世紀(jì)的時(shí)候，取代了算籌的地位，得到了大力推廣。經(jīng)過一代代人的智慧結(jié)晶，還羅列了很多算法口訣化，大大提高了計(jì)算速度。

三、計(jì)算系統(tǒng)的近代史

到了近代，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，大大提高了計(jì)算工具的發(fā)展速度和計(jì)算效率、早在1614年的時(shí)候，就已經(jīng)發(fā)明了對數(shù)，從此，乘除運(yùn)算，可以巧妙的轉(zhuǎn)化為加減運(yùn)算。在這個(gè)時(shí)候，發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)重要的計(jì)算輔助工具：對數(shù)計(jì)算尺。到了1620年，岡特最早利用對算計(jì)算尺來計(jì)算乘除，開創(chuàng)了計(jì)算的先河。

創(chuàng)意無極限，1642年，帕斯卡發(fā)明了加法器，1671年，萊布尼茨發(fā)明了手搖計(jì)算器，到了1850年，曼南在計(jì)算尺上嘗試裝上了光標(biāo)，此舉便捷高效，得到了科學(xué)工作者，尤其是工程技術(shù)專業(yè)人員的認(rèn)可和贊同。后來，機(jī)械式計(jì)算器通計(jì)算尺一同發(fā)明，并得到應(yīng)用，在計(jì)算工具的發(fā)展史上，具有里程碑的重要意義。

四、電動(dòng)計(jì)算機(jī)問世

1834年，英國科學(xué)家巴蓓奇設(shè)計(jì)了一款完全由程序掌握控制的分析機(jī)，令人遺憾的是，由于當(dāng)時(shí)的機(jī)械技術(shù)能力有限，一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)由于技術(shù)問題，最終成為泡影。雖然胎死腹中，但是，巴蓓奇的理念中，已經(jīng)涵蓋了現(xiàn)代計(jì)算的基本框架和中心思想。

隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，在很長一段時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)式計(jì)算器，正在逐步取代人工式計(jì)算器。在1941年，德國科學(xué)家楚澤發(fā)明了繼電器，制造出世界上第一步過程控制計(jì)算器。至此，巴蓓奇在一百多年前的構(gòu)想，得以最終實(shí)施。

五、電子計(jì)算機(jī)改變了世界

20世紀(jì)初，電子管的出現(xiàn)，猶如一聲春雷，促使計(jì)算機(jī)的改革，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。在1946年，美利堅(jiān)合眾國的賓夕法尼亞大學(xué)與有關(guān)單位聯(lián)合在一起，支撐了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。隨著它的面世，人類的計(jì)算進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。毫不夸張的說，電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，堪稱20世界最偉大、為實(shí)用、最具有歷史意義的重要發(fā)明之一。它的面世，當(dāng)仁不讓的摘走了最具影響力的現(xiàn)代工具的桂冠。

就在電子計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的時(shí)候， 因特爾公司的創(chuàng)始人戈登?摩爾高瞻遠(yuǎn)矚，對電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)所依賴的半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展作出大膽預(yù)測預(yù)： 今后，半導(dǎo)體芯片的集成度將每兩年翻一番。事實(shí)證明， 戈登?摩爾的預(yù)測完全正確。自2 0 世紀(jì)6 0 年代以后，半導(dǎo)體芯片的集成度和電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度就呈現(xiàn)了飛速發(fā)展的模式，每18個(gè)月就要翻一番， 需求越來越多，成本卻越來越低。這種獨(dú)具特色的發(fā)展速度，就是有名的“摩爾定律”。

六、計(jì)算是否有極限

追求永無止境，電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展也不例外。人類能不能把計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度再次提升？ 傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力何時(shí)才會(huì)到達(dá)極限？ 對于這個(gè)問題， 很多科學(xué)家在進(jìn)行嚴(yán)密、謹(jǐn)慎的討論后，最終給出的答案是否定。因?yàn)橛幸粋€(gè)不能忽視的問題擺在那里，如果計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力無限飛躍， 把地球上全部的能量轉(zhuǎn)換為計(jì)算的結(jié)果，就會(huì)造成熵的降低。無限發(fā)展的運(yùn)動(dòng)，在哲學(xué)界里，是被禁止的， 所以， 傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，不可能永遠(yuǎn)前進(jìn)，必須要有一個(gè)屬于計(jì)算機(jī)自身的必上限。

對于計(jì)算機(jī)的上限問題，無數(shù)哲學(xué)家和科學(xué)家的觀點(diǎn)出奇的一致。他們認(rèn)為：最多到21世紀(jì)30年代，摩爾定律將不再適用郁計(jì)算機(jī)的發(fā)展。到那個(gè)時(shí)候，計(jì)算機(jī)將達(dá)到自身的歷史峰值，并逐步走下神壇。

哈佛大學(xué)終身教授、著名科學(xué)家威爾遜教授曾經(jīng)說過： “我們所追尋的科學(xué)，始終代表著一個(gè)時(shí)代最大膽、最瘋狂的猜想。盡管它純粹是人為的，但我們有理由相信， 通過追尋“夢想，發(fā)現(xiàn)，解釋，夢想”的不斷循環(huán)， 我們完全可以開拓一個(gè)個(gè)全新的領(lǐng)域， 世界在大家的共同努力下，最終會(huì)變得更加清晰， 我們最終會(huì)探索到宇宙的奧秘。所有的美妙，都有存在的目的和意義。”

七、難以求解的量子計(jì)算系統(tǒng)

20世紀(jì)80年代，量子計(jì)算初具規(guī)模。著名物理學(xué)家費(fèi)曼在進(jìn)行計(jì)算試驗(yàn)的時(shí)候，嘗試用傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)，去模擬量子力學(xué)。在實(shí)驗(yàn)的過程中，費(fèi)曼遇到一個(gè)問題：量子力學(xué)系統(tǒng)的行為。通常是難以理解，也是難以求解。

比如，以光的干涉現(xiàn)象為例，在這個(gè)干涉過程中，每增加一個(gè)相互作用的光子， 有可能產(chǎn)生的狀況就會(huì)多出翻一番，問題的規(guī)模會(huì)呈指數(shù)級增加。當(dāng)然，模擬光子的實(shí)驗(yàn)，所需的計(jì)算量實(shí)在太大了，一般人很難堅(jiān)持下去。可惜，它遇到的是執(zhí)著的費(fèi)曼， 在他眼里，眼前的困難，正好提供一個(gè)鉆研的契機(jī)。費(fèi)曼一直認(rèn)為， 量子力學(xué)系統(tǒng)的行為，自身具備良好的可預(yù)測性： 在干涉實(shí)驗(yàn)中， 只要給定初始條件， 就可以推測出屏幕上影子的形狀。通過不斷的模擬實(shí)驗(yàn)，費(fèi)曼做出判斷：如果能夠算出干涉實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的現(xiàn)象，就必須完成大量的計(jì)算， 那么只要搭建這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)， 就能測量其結(jié)果， 無形當(dāng)中，潛移默化的完成了一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算。所以， 在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的過程中， 只要讓它在真實(shí)的量子力學(xué)對象上完成實(shí)驗(yàn)， 并把實(shí)驗(yàn)結(jié)果整合到計(jì)算中來， 就可以獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。

八、量子計(jì)算的革命性思考

回顧人類計(jì)算工具的發(fā)展歷程， 從最初的木棒、石塊到珠盤， 經(jīng)過電子管計(jì)算機(jī)、 晶體管計(jì)算機(jī)的演化，到現(xiàn)在的普及的電子計(jì)算機(jī)， 再進(jìn)化到到量子計(jì)算。筆者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)中的進(jìn)化過程，就像浩瀚的人文明史，有很多值得深思的地方。

首先，遠(yuǎn)古時(shí)期，人們發(fā)現(xiàn)用石頭或者棍棒可以輔助計(jì)算， 開始摸索，嘗試。到后來，發(fā)明了算盤， 來提升人們的計(jì)算效率。后來，聰明的人類發(fā)現(xiàn)，不僅的雙人手可以撥弄“算珠”， 機(jī)器也可以用來讓“算珠”自主運(yùn)動(dòng)， 而且效率更高， 速度更快，更能解放生產(chǎn)力。隨后， 人們用繼電器替代了純機(jī)械， 最后用電子取代了繼電器。就在科學(xué)家不斷改進(jìn)計(jì)算工具的時(shí)候，數(shù)學(xué)家們開始對計(jì)算的本質(zhì)展開了探究。

總結(jié)

筆者通過回顧計(jì)算科學(xué)的發(fā)展史，發(fā)現(xiàn)璀璨的人類文明正在不斷進(jìn)步，不斷提高。他們的探索和發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)構(gòu)成了我們理解世界、認(rèn)知真理、探索人生的最有權(quán)威的“ 公理”， 而且這個(gè)公理系統(tǒng)還在不斷的擴(kuò)大，在擴(kuò)大的過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷解決問題，不斷摸索計(jì)算的科學(xué)規(guī)律。

第4篇：計(jì)算科學(xué)發(fā)展范文

（一）在教學(xué)中的作用

在教學(xué)過程中教師重視的便是學(xué)生學(xué)習(xí)效率的高低，教師的作用便是在教學(xué)過程中對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)管理，一方面隨時(shí)了解學(xué)生們的日常學(xué)習(xí)的情況，對學(xué)生們的學(xué)習(xí)情況通過測驗(yàn)的方式進(jìn)行了解；另一方面也需要管理學(xué)生們除了學(xué)習(xí)之外的其他事情。傳統(tǒng)的教學(xué)管理既浪費(fèi)師生們的時(shí)間又降低教師的教學(xué)活動(dòng)的創(chuàng)造性，產(chǎn)生負(fù)面的影響。在現(xiàn)代化教育中，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在教學(xué)管理中的運(yùn)用，集成學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)測驗(yàn)軟件的運(yùn)用，在教師們的教學(xué)管理中發(fā)揮著重要的作用，既提高了教學(xué)管理的效率又提高了教師的教學(xué)水平，節(jié)省出更多的時(shí)間來進(jìn)行其他教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生們在日常生活中更具自由性。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)特色課堂教學(xué)的重要組成便是多媒體的交互應(yīng)用。計(jì)算機(jī)的大力發(fā)展使得教學(xué)資源更加豐富，資源共享更加方便。計(jì)算機(jī)教學(xué)課件大量的運(yùn)用，都提高了教學(xué)水平。教師們將這些計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)合理的運(yùn)用在自己的課堂之上，使得學(xué)生們在學(xué)習(xí)時(shí)更好的理解掌握這些知識(shí)，教師們也可以與學(xué)生們利用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)進(jìn)行交流，增加師生間的互動(dòng)性，形成師生共同參與的高效的具有特色的課堂教學(xué)。遠(yuǎn)程教育是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展同步發(fā)展的新型教學(xué)模式，現(xiàn)在也在高校中廣泛地被使用。在師生互動(dòng)的課堂教學(xué)之外還存在多媒體教學(xué)，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中接收了知識(shí)的圖像視頻語音，比老師的教授更加具有生動(dòng)性與趣味性，使教學(xué)過程變得更加的直觀形象；還可以讓學(xué)生們按照自己的學(xué)習(xí)情況來安排學(xué)習(xí)的進(jìn)度，更具靈活性。

（二）提高學(xué)生能力起到重要作用

創(chuàng)新是靈魂。教育教學(xué)過程中是否具有創(chuàng)新力的參與，是提高學(xué)生們能力的重要部分。高校需要為學(xué)生們創(chuàng)造良好的創(chuàng)新教育教學(xué)環(huán)境。既要提高計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的教學(xué)環(huán)境，也要揣摩教學(xué)過程中學(xué)生的心理。教師不能限制學(xué)生的思維，在他們擁有自己的思維活動(dòng)時(shí)，教師應(yīng)該大力的鼓勵(lì)學(xué)生們將自己的想法表現(xiàn)出來，提出自己的問題，提高學(xué)生們的創(chuàng)新能力。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)教學(xué)是一個(gè)十分開放性的體系，教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，要將計(jì)算機(jī)方面的最新動(dòng)態(tài)與學(xué)生們的學(xué)習(xí)相結(jié)合，通過計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與學(xué)生們?nèi)粘W(xué)科的結(jié)合，將其運(yùn)用到學(xué)生們的各個(gè)領(lǐng)域，加強(qiáng)學(xué)生們的創(chuàng)新能力在各個(gè)學(xué)科間的運(yùn)用。興趣是創(chuàng)新的開始，教師們在日常的教學(xué)過程中要加大學(xué)生們對課堂的學(xué)習(xí)興趣，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)特色課堂教學(xué)的作用便體現(xiàn)出來了；在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)運(yùn)用的同時(shí)不要忽視教材的重要作用，所有的教學(xué)都要以教材為基礎(chǔ)進(jìn)行拓展，要求學(xué)生們自行探索。這些都可以加強(qiáng)學(xué)生們的創(chuàng)新能力。

二、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)特色課堂教學(xué)未來發(fā)展趨勢

現(xiàn)在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在高校教學(xué)過程中的運(yùn)用只是一小步，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其在教學(xué)中的重要性越來越明顯，這是就必須加強(qiáng)創(chuàng)新能力，這就需要在未來進(jìn)行更多的實(shí)踐。首先需要提高教學(xué)過程的環(huán)境。學(xué)生們對于特定的學(xué)生內(nèi)容具有很強(qiáng)的興趣并且會(huì)努力進(jìn)行探索與檢驗(yàn)他們還會(huì)不斷的找尋解決問題的途徑，在這個(gè)過程中學(xué)生們在思維方面的強(qiáng)化以及對計(jì)算機(jī)中學(xué)習(xí)資料的靈活運(yùn)用，既增加了理論的學(xué)習(xí)也增強(qiáng)了組織與動(dòng)手能力，將會(huì)從兩方面提高了學(xué)生們的創(chuàng)新能力。再者隨著社會(huì)的發(fā)展，教育的發(fā)展，學(xué)生們在課堂教學(xué)中的中心地位將被體現(xiàn)，其計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)特色課堂教學(xué)將會(huì)建立以學(xué)生為中心的超媒體教學(xué)模式。就是采用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)將其作為學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方式，教師的作用便是輔助學(xué)生，不再在學(xué)生的學(xué)習(xí)中占據(jù)太多的地位。計(jì)算機(jī)在未來的教育界的作用一定會(huì)是無窮大的，現(xiàn)在的技術(shù)還無法達(dá)到，但是會(huì)漸漸的在實(shí)踐中去實(shí)現(xiàn)它，盡早的讓學(xué)生們的學(xué)習(xí)變得更加高效，更加有趣，更加豐富。

三、結(jié)語

第5篇：計(jì)算科學(xué)發(fā)展范文

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代企業(yè)制度；檔案管理；現(xiàn)代化

中圖分類號(hào)：TP3-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 16-0000-01

各種新型電子產(chǎn)品占據(jù)了各大新聞網(wǎng)站科技板塊的大半部分，那么這些電子產(chǎn)品是如何發(fā)展成現(xiàn)在這種狀態(tài)，將來又將將向那個(gè)方向發(fā)展呢。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)作為一門發(fā)展時(shí)間不算太長的技術(shù)，現(xiàn)已大大改變?nèi)嗣竦纳罟ぷ髁?xí)慣，推動(dòng)和促進(jìn)了社會(huì)文明進(jìn)步。

1 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷史

人類在經(jīng)過了算盤、帕斯卡計(jì)算器、萊布尼茨機(jī)械計(jì)算機(jī)、巴爾奇的差分機(jī)、德國Z-3通用程序控制計(jì)算機(jī)和阿塔那索夫-貝利計(jì)算機(jī)之后，在1946年的2月14日，埃尼亞克（ENIAC）計(jì)算機(jī)終于正式投入使用，人類從此也進(jìn)入了電子計(jì)算機(jī)時(shí)代。它是為了計(jì)算導(dǎo)彈的彈道而設(shè)計(jì)的，由于當(dāng)時(shí)設(shè)備造價(jià)高昂，因此，一般只限于軍事單位使用。直到1982年第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)產(chǎn)生，從此計(jì)算機(jī)逐步向家庭和中小企業(yè)普及，直到二十世紀(jì)90年代，很多家庭已經(jīng)用上了計(jì)算機(jī)，直到現(xiàn)在，中國的多數(shù)家庭也都有了一些智能計(jì)算設(shè)備，不管是傳統(tǒng)概念上的臺(tái)式計(jì)算機(jī)和還是筆記本，疑惑是智能手機(jī)等，都在向人們生活的方方面面開始滲透。

2 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

一般情況下，使用微處理器發(fā)展水平來評價(jià)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，就目前來看，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)微處理器的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了物理極限，必須尋找新的發(fā)展方向。不過就計(jì)算機(jī)的發(fā)展應(yīng)用來看，當(dāng)前各種計(jì)算機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入了千家萬戶，各種計(jì)算機(jī)設(shè)備也應(yīng)已經(jīng)互聯(lián)起來，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，并且其設(shè)備互聯(lián)的帶寬越來越高，它自身所具有的及時(shí)性、高效性和合理性的特點(diǎn)逐步顯現(xiàn)出來，使人們的生活發(fā)生了巨大的變化，隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)科學(xué)逐步邁入云計(jì)算時(shí)期，它將各種計(jì)算能力全部放到一些超級計(jì)算機(jī)上，這樣一些企業(yè)就不必自己在投入高昂的資金來購置硬件，只需通過網(wǎng)絡(luò)來購買相應(yīng)的計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間，從而脫離復(fù)雜的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，更加專心的放在自己的業(yè)務(wù)上，當(dāng)前的云計(jì)算平臺(tái)主要包括IaaS、PaaS、SaaS三部分內(nèi)容，涵蓋了計(jì)算機(jī)的從硬件到頂層軟件的所有內(nèi)容，為用戶提供從開發(fā)、構(gòu)建、平衡與商業(yè)模式的各個(gè)環(huán)節(jié)。與云計(jì)算伴隨成長的是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，盡管現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還不是十分成熟，但是隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用越來越廣泛，也會(huì)越來越成熟，并顛覆我們未來的生活方式。比如現(xiàn)在的自動(dòng)駕駛技術(shù)很快就會(huì)進(jìn)入市場。

3 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

3.1 生物計(jì)算機(jī)

隨著生物技術(shù)的進(jìn)步，一種基于脫氧核糖核酸的分子計(jì)算機(jī)正逐步變成現(xiàn)實(shí)，一部分科學(xué)家已經(jīng)使用脫氧核糖核酸進(jìn)行簡易的數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)操作。它采用蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的生物芯片作為集成電路板，因此比現(xiàn)在的電子元器件結(jié)構(gòu)要小得多，且它自身具有立體的結(jié)構(gòu)，其集成密度要比軌跡的集成電路高五個(gè)數(shù)量級，且它本身具有并行處理的能力，運(yùn)算速度比現(xiàn)在最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)還要快上一萬倍，其能量消耗卻相當(dāng)于普通計(jì)算機(jī)的十億分之一，一旦出現(xiàn)故障，他們還可以進(jìn)行自我修復(fù)，與人體相連，由細(xì)胞提供能量，成為人類身體的一部分。

3.2 光子計(jì)算機(jī)

光子計(jì)算機(jī)是一種以光信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算的一種計(jì)算機(jī)，它的基本組成部分主要包括集成光路、激光器、透鏡等，它與普通計(jì)算機(jī)相比，電子由于不帶電荷，沒有靜止質(zhì)量，因此不受電磁場的影響，耗能更低，速度更快，計(jì)算能力比電子計(jì)算機(jī)有了指數(shù)倍的增長。并且光存儲(chǔ)的儲(chǔ)量是普通存儲(chǔ)的幾萬倍，隨著光存儲(chǔ)、光互連、光集成器等技術(shù)方面的突破性進(jìn)展，使得光子計(jì)算機(jī)走進(jìn)人們的生活現(xiàn)實(shí)已經(jīng)不太遠(yuǎn)。

3.3 量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)是一種根據(jù)原子或者原子核的量子力學(xué)特性進(jìn)行工作，它是基于量子效應(yīng)構(gòu)建起的一個(gè)完全以量子為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)。它可以利用鏈狀分子聚合物的特性來表示0和1兩種狀態(tài)，通過激光來改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物流動(dòng)，在理論上，量子計(jì)算機(jī)并行計(jì)算可以達(dá)到每秒一萬億次。且量子計(jì)算機(jī)具有類似人類大腦的容錯(cuò)性，當(dāng)系統(tǒng)一部分發(fā)生故障時(shí)，原始數(shù)據(jù)可以自動(dòng)繞過出錯(cuò)部分，繼續(xù)計(jì)算。量子計(jì)算機(jī)這種高速度、低功耗的特性，使得計(jì)算機(jī)向著更加微型化的方向發(fā)展成為可能。

4 總結(jié)

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)將人類文明帶入了一種新高度，它在過去已經(jīng)給人們的生活帶來了重大的影響，未來將給人們的生活帶來更大影響。本文通過對計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的歷程、現(xiàn)狀和未來進(jìn)行了論述，希望人們能夠?qū)τ?jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)行業(yè)有一個(gè)更加全面的認(rèn)識(shí)，幫助人們更好地改善和服務(wù)于人們的生產(chǎn)生活。

參考文獻(xiàn)：

[1]張瑞.計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢探析[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2010（08）

[2]陳相吉.未來計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展[J].法制與社會(huì)，2009（10）

第6篇：計(jì)算科學(xué)發(fā)展范文

眾所周知，計(jì)算機(jī)已經(jīng)在人們的日常生活和工作中占據(jù)了重要的地位，最近今年計(jì)算機(jī)技術(shù)最明顯的發(fā)展就是網(wǎng)絡(luò)化和向各個(gè)領(lǐng)域的深度滲透。報(bào)紙、書刊的電子化，網(wǎng)絡(luò)電視的普及，計(jì)算機(jī)的視頻聊天功能，遠(yuǎn)程教學(xué)功能以及醫(yī)學(xué)上的遠(yuǎn)程診斷功能，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)技術(shù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鲗W(xué)習(xí)中不可或缺的一部分。隨著計(jì)算機(jī)產(chǎn)品走進(jìn)千家萬戶，各種電子設(shè)備也通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接起來，當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)步入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，并且各個(gè)計(jì)算機(jī)設(shè)備互聯(lián)的帶寬也越來越高，其本身所具有的高效性、及時(shí)性和合理性的特點(diǎn)同樣逐步的顯現(xiàn)出來，人們的日常生活發(fā)生了翻天覆地的變化。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，通信技術(shù)的快速進(jìn)步，計(jì)算機(jī)科學(xué)開始邁入了云計(jì)算時(shí)代。

2計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1生物計(jì)算機(jī)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，生物技術(shù)的快速發(fā)展，一種以脫氧核糖核酸為基礎(chǔ)的分子生物計(jì)算機(jī)正在逐步成為現(xiàn)實(shí)，已經(jīng)有科學(xué)家使用脫氧核糖核酸進(jìn)行了簡易的數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)操作。他們采用以蛋白質(zhì)分子為基本單位構(gòu)成的生物芯片作為集成電路板，該集成電路板比現(xiàn)有最小的最精致的電子元件結(jié)構(gòu)還要小很多。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子自身便具有立體的結(jié)構(gòu)，所以它的集成密度要比使用軌跡制成的集成電路高約五個(gè)數(shù)量級，另外它本身就具有并行處理的能力，所以它的運(yùn)算速度要比當(dāng)今最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)還要快近萬倍，而能量消耗卻是普通計(jì)算機(jī)能耗的十億分之一。最大的優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，它們可以進(jìn)行自我修復(fù)，與人的身體相連，由組織細(xì)胞提供所需能量，真正成為人體的一部分。

2.2光子計(jì)算機(jī)

所謂光子計(jì)算機(jī)，就是以光信號(hào)為基礎(chǔ)進(jìn)行邏輯運(yùn)算的一種未來計(jì)算機(jī)。光子計(jì)算機(jī)的主要組成部分包括激光器、集成光路和透鏡等，與普通的計(jì)算機(jī)相比，所用的電子由于不帶電荷，沒有靜止質(zhì)量，所以不會(huì)受到電磁場的影響，速度更快，消耗能量更低，而計(jì)算能力與電子計(jì)算機(jī)相比有了指數(shù)倍的增長。而且光存儲(chǔ)的儲(chǔ)量是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)普通存儲(chǔ)的幾萬倍，隨著光存儲(chǔ)、光集成器、光互連等技術(shù)的突破性進(jìn)展，光子計(jì)算機(jī)步入人們的日常生活的道路已經(jīng)不遠(yuǎn)。

2.3量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)具有類似于人類大腦，當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一部分出現(xiàn)故障時(shí)，原始數(shù)據(jù)則會(huì)自動(dòng)繞過出錯(cuò)的部分，繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算。量子計(jì)算機(jī)這種低功耗、高速度的優(yōu)良特性，使得計(jì)算機(jī)向著更加微型化的方向發(fā)展成為可能。

3總結(jié)

第7篇：計(jì)算科學(xué)發(fā)展范文

1.計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的優(yōu)勢

1.1擺脫了教育時(shí)間的約束。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的應(yīng)用，具有明顯的超時(shí)間性。一方面，在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中，其存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)大量信息，中央處理器可以對大量的信息進(jìn)行運(yùn)算和處理，因此可以確保計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)在處理教學(xué)信息時(shí)的及時(shí)、高效，而且可以將以前以及現(xiàn)在的教育信息儲(chǔ)存起來，方便在以后的教育與教學(xué)活動(dòng)中的隨時(shí)調(diào)用，擺脫了各種教育活動(dòng)在時(shí)間上的限制。

1.2擺脫了教育空間的約束。借助計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，現(xiàn)代教育實(shí)現(xiàn)了在教育空間上的有效延伸。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境下，人們可以在任何一個(gè)地方，通過聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)終端了解到各個(gè)高校的最新研究成果和教育信息，隨時(shí)隨地地登錄專業(yè)網(wǎng)站進(jìn)行相關(guān)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)或相關(guān)資料的下載，甚至可以與專業(yè)教師或?qū)＜疫M(jìn)行在線交流，從而使計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)徹底打破了教育在空間上的限制，使得現(xiàn)代教育開放性的特征更加明顯。

1.3在教學(xué)活動(dòng)中的溝通與交流。交互性是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于教育活動(dòng)的一大優(yōu)勢，符合現(xiàn)代教育良好溝通、人機(jī)對話的要求和現(xiàn)代教育發(fā)展的客觀規(guī)律。借助計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，教師和學(xué)生之間、教師與教師之間以及學(xué)生與學(xué)生之間都可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行溝通和交流，不必再受時(shí)間和空間的限制，便于教學(xué)內(nèi)容的靈活選擇以及各種教育問題的及時(shí)處理。同時(shí)，借助計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在溝通與交流上的優(yōu)化，可以使教學(xué)內(nèi)容變得更加形象、生動(dòng)，變傳統(tǒng)、靜態(tài)的教學(xué)模式為動(dòng)態(tài)、交互式的教學(xué)過程，有助于學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極轉(zhuǎn)變。

1.4自由性。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的應(yīng)用，使得各個(gè)教育主體可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主而不受約束的參與和溝通，讓現(xiàn)代教育能夠滲透到社會(huì)的各個(gè)角落，的特征，使真正意義上的自由學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

2.計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的具體應(yīng)用

2.1在學(xué)生預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生的課前預(yù)習(xí)主要是自主開展的，教師的指導(dǎo)和幫助非常有限，學(xué)生的預(yù)習(xí)過程具有很大的隨意性和盲目性，預(yù)習(xí)效果也很難得到保證。借助計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，教師可以在課前指出學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提出課前預(yù)期的目標(biāo)。

2.2在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，不僅讓教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)更加具體和生動(dòng)，還豐富了課堂教學(xué)的手段和方法，尤其是多媒體技術(shù)在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，使教學(xué)工具由“黑板”變?yōu)椤坝?jì)算機(jī)”，使教師從繁瑣的板書工作中解放出來，大大提高了課堂教學(xué)的效率。

2.3在現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育中的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，打破了現(xiàn)代教育在時(shí)間和空間上的限制，同時(shí)為各類人群都提供了平等、開放的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，因此遠(yuǎn)程教育、開放性大學(xué)等營運(yùn)而生。在現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育模式下，求學(xué)者可以不用再受空間、時(shí)間、辦學(xué)規(guī)模、年齡等因素的限制，隨時(shí)隨地開展自主式的學(xué)習(xí)。

2.4在構(gòu)建多媒體課堂中的應(yīng)用。多媒體課堂已經(jīng)成為現(xiàn)代教育中最常見的形式，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲具有十分明顯的作用。多媒體課堂主要是由計(jì)算機(jī)、多媒體音視頻輸入設(shè)備、控制軟件以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備等組成的，在繼承傳統(tǒng)課堂教學(xué)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，借助計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與錄音、錄像、電視等傳統(tǒng)媒體技術(shù)的結(jié)合，更好的滿足了現(xiàn)代教育的教學(xué)需求。

3.在現(xiàn)代教育中普及與應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的問題

首先，要增強(qiáng)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)效性，避免走形式主義。這是因?yàn)?，很多學(xué)校在推廣計(jì)算機(jī)教育技術(shù)時(shí)，過分強(qiáng)調(diào)高配置、高普及率，這對在我國的很多地區(qū)還是很難實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的應(yīng)用，需要與傳統(tǒng)的教學(xué)手段進(jìn)行充分的融合，而不是單純對傳統(tǒng)教學(xué)模式的完全否定。

4.結(jié)語

第8篇：計(jì)算科學(xué)發(fā)展范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)科學(xué)；信息技術(shù)；發(fā)展；趨勢

作者簡介：楊莉，女，漢族，陜西漢中，1976.5.9-，漢中市種子管理站

1引言

世界第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生至今，已經(jīng)差不多過去了半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，從原來的體積龐大，速度慢成本較高的計(jì)算機(jī)，到如今，越來越微型化，智能化，多樣化，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)在軍事上的應(yīng)用，促使很多國家和地區(qū)的政府部門不斷投入資金和精力進(jìn)行研究，從上世紀(jì)九十年代開始，計(jì)算機(jī)的發(fā)展在軍事和民用上的分化越來越明顯：一是計(jì)算機(jī)不斷往微型計(jì)算機(jī)方面發(fā)展，進(jìn)入到企業(yè)和家庭之中，二是計(jì)算機(jī)在全面應(yīng)用在國防、軍事以及科研等重要的領(lǐng)域，在軍事應(yīng)用中開始普及[4]?；ヂ?lián)網(wǎng)+”是把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果與經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域深度融合，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步、效率提升和組織變革，提升實(shí)體經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新力和生產(chǎn)力，形成更廣泛的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新要素的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新形態(tài)。隨著互聯(lián)網(wǎng)+在我國的不斷推進(jìn)，計(jì)算機(jī)技術(shù)也在不斷發(fā)展，為了更好的適應(yīng)云物聯(lián)，大數(shù)據(jù)的需求，計(jì)算機(jī)技術(shù)也在不斷的發(fā)展，縱觀我國計(jì)算機(jī)的發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)每一次的革新和發(fā)展都是符合社會(huì)潮流的，每次計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，都使得計(jì)算機(jī)更有生命力和發(fā)展前景。

2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)

2.1計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用廣泛性

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來與發(fā)展，越來越多的個(gè)人和企業(yè)通過計(jì)算機(jī)來解決一些生活和學(xué)習(xí)中遇到的實(shí)際問題。例如：人們足不出戶就可以瀏覽世界風(fēng)光、網(wǎng)絡(luò)購物。一些企業(yè)可以通過計(jì)算機(jī)的超級強(qiáng)大運(yùn)算能力代替了人類對商業(yè)數(shù)據(jù)和信息的分析與處理。計(jì)算機(jī)已經(jīng)逐漸滲透到人類的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、商業(yè)、軍事等多個(gè)領(lǐng)域中，對人類社會(huì)的發(fā)展和現(xiàn)代文明的進(jìn)步產(chǎn)生了廣泛性的影響。

2.3計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)具有智能性和專業(yè)性

計(jì)算機(jī)在全世界范圍內(nèi)的廣泛普及，使得計(jì)算機(jī)越來越專業(yè)，其計(jì)算機(jī)的功能，也越來越綜合，特別是微電子、集成電路、半導(dǎo)體晶體管等技術(shù)上取得了重大的成就，計(jì)算機(jī)也正向著智能性和專業(yè)性的方向發(fā)展。例如，隨著互聯(lián)網(wǎng)+的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入家庭，使得家用電器開始越來越智能化，其功能也越來越專業(yè)化，同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，也極大方便了人民的生活，能夠讓人的生活工作，變得更加簡單。

2.4計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)具有實(shí)用性

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越具有實(shí)用性，在生活方面，人們通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)更加快捷、更加廣泛的獲得多方面的信息，在工業(yè)應(yīng)用中，工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化過程、輔助設(shè)計(jì)過程、信息管理、集成制造等方面的完成都是由計(jì)算機(jī)的通信技術(shù)和程序編程來實(shí)現(xiàn)的。在教育方面，計(jì)算機(jī)的實(shí)用性更為突出。例如：現(xiàn)代教育中教師充分利用計(jì)算機(jī)來完成課堂教學(xué)，不僅豐富了學(xué)生的課堂，更提高了教學(xué)效率。

3計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢

我國在計(jì)算科學(xué)與技術(shù)方面投入了巨大的人力、物力財(cái)力，經(jīng)過多年的發(fā)展，我國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)已經(jīng)不斷的和世界接軌，但是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的水平，還有待進(jìn)一步的提高，在某些方面，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)還沒有掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這使得我國的計(jì)算機(jī)有技術(shù)，很難有所突破，這也使近年來我國計(jì)算機(jī)的發(fā)展道路越來越窄，因此，筆者認(rèn)為，為了更好地發(fā)展我國的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，應(yīng)該對計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行整體的把握：

3.1計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)朝著更高層級發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)性能以及運(yùn)行的速度不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)朝著高層級能方面不斷發(fā)展，目前英特爾公司已經(jīng)擁有十億以上的晶體管處理器，在一個(gè)計(jì)算機(jī)中同時(shí)使用上千個(gè)處理器，而目前很多國家最高級的計(jì)算機(jī)都使用計(jì)算機(jī)的并行處理。這使得英特爾公司在人工智能方面走的越來越遠(yuǎn)，處理器的基礎(chǔ)，決定了人工智能發(fā)展的水平，因此，計(jì)算機(jī)的處理方式更加的高級的同時(shí)，也使計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)朝著更高層級發(fā)展不斷發(fā)展。

3.2計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展全面化

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠應(yīng)用到全世界各個(gè)領(lǐng)域，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算，大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)在全世界范圍內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域大力的發(fā)展，因此，未來的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，會(huì)滲透到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，并且在廣度上有著前所未有的拓展。因此，筆者認(rèn)為，未來計(jì)算機(jī)將完全融入到生活的各個(gè)方面，成為家庭的必備電器，我們的學(xué)習(xí)和上班將會(huì)完全電子化，而計(jì)算機(jī)的價(jià)格未來也會(huì)非常的平民化，成為人們最日常、最普通的日用品。3.3計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)人工智能化計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷網(wǎng)高層級和全面化發(fā)展，最終會(huì)使得計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)不斷的往智能化方面發(fā)展，人工智能計(jì)算機(jī)的發(fā)展，能夠幫助人民分析大量的數(shù)據(jù)信息，為人民提供最多的幫助[3]，因此，筆者認(rèn)為，隨著人們對計(jì)算機(jī)的要求越來越高，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢最明顯的就是，將計(jì)算機(jī)往智能化方面設(shè)計(jì)，讓計(jì)算機(jī)更具有感知能力，具有了更加高級的思維能力，讓我們運(yùn)用計(jì)算機(jī)的時(shí)候不再是單一地輸入漢字和語言符號(hào)，而是能夠通過手寫文字、用表情、用語言直接與計(jì)算機(jī)進(jìn)行溝通，讓我們直接感受到真實(shí)的人類與計(jì)算機(jī)直接交流的場景，而不是電影中虛幻的先進(jìn)技術(shù)，這是計(jì)算機(jī)未來發(fā)展的核心技術(shù)的體現(xiàn)。

4總結(jié)

計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)的不斷提高，有利于提高國家的綜合國力和競爭力，為了更好地發(fā)展我國的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，應(yīng)該對計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行整體的把握，促進(jìn)我國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對我們過計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析，有利于推動(dòng)我國計(jì)算機(jī)科學(xué)未來的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳小龍.淺析計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2013,23:196-197.

第9篇：計(jì)算科學(xué)發(fā)展范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)科學(xué)；發(fā)展趨勢；技術(shù)；探析

隨著國家經(jīng)濟(jì)條件的不斷改變，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)也越來越先進(jìn)，信息傳播能力也越來越強(qiáng)，各個(gè)國家之間的溝通更加密切[1]。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，豐富了人們的社會(huì)視野，提高了人們的生活質(zhì)量，使人們的生活更加愜意，這種現(xiàn)象表明，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展才是讓國家強(qiáng)大起來的重要基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢的不斷深化，是提高國家社會(huì)生產(chǎn)力和各種能力的重要組成部分。

1計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的起源和歷史回顧

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)誕生于1946年2月15日，它是世界上第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，名字叫“埃尼阿克”，這臺(tái)體積又大又笨重的機(jī)器在美國發(fā)明成功，它由1.8萬個(gè)電子管組成，體重有30余噸，運(yùn)行速度大概為500次每秒的加法運(yùn)算，而且當(dāng)時(shí)它的成本非常高，后來隨著經(jīng)濟(jì)條件的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)的體積在逐漸減小，且在運(yùn)行速度、性價(jià)比、成本等方面都得到很大的提高。計(jì)算機(jī)技術(shù)是世界上發(fā)展最快的科學(xué)技術(shù)之一，它從誕生的那一天起就與其他的學(xué)科有著密不可分的關(guān)系，但是從其他方面講，任何學(xué)科知識(shí)也會(huì)促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展。

2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1普遍性和重要性

從古到今，科學(xué)技術(shù)始終是第一生產(chǎn)力，不斷提高計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)的方向，也是人們生活中必不可少的一部分，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)70多年的發(fā)展歷史，從簡單到復(fù)雜，從低級到高級，如今計(jì)算機(jī)已經(jīng)融入到社會(huì)生活的各個(gè)方面，無論是醫(yī)療機(jī)械、社會(huì)文化、學(xué)生的學(xué)習(xí)區(qū)域，都離不開計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展。人們的生活在不斷變化，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)也在日益強(qiáng)大。

2.2專業(yè)化和綜合應(yīng)用化

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的不斷普及，它的專業(yè)化和綜合應(yīng)用化也越來越明顯，比如，我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常使用的各種家電，它們都涉及到了計(jì)算機(jī)的方便性，它們運(yùn)用計(jì)算機(jī)來操控各種家電的運(yùn)行程序，為人們的生活節(jié)省了很大的空間和精力。此外，為適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，計(jì)算機(jī)技術(shù)與科學(xué)的多方面專門化又必須強(qiáng)化為系統(tǒng)的綜合應(yīng)用化，從而更好地解決社會(huì)生活中各領(lǐng)域產(chǎn)生的問題。

2.3突破性和深入性

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，它的功能和使用目的也更加明確，從1904年電子管的發(fā)明到1964年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生，一共用了42年，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，從半導(dǎo)體晶體到半導(dǎo)體計(jì)算機(jī)的發(fā)明階段卻只用10年的時(shí)間，微電子精細(xì)加工發(fā)展到集成電路也更加迅速，在這個(gè)時(shí)期僅用了兩年的時(shí)間，直到今天，第四代計(jì)算機(jī)已經(jīng)問世，這更加反映了科技的重大進(jìn)步和突破性，同時(shí)，根據(jù)不同使用人群的要求，有針對性地對各種臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦進(jìn)行改造，為人們的日常生活以及所從事的工作提供更大的便利[2]。

3計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)在未來社會(huì)中可能出現(xiàn)的發(fā)展趨勢

3.1網(wǎng)絡(luò)無線化

一直以來，追求自由是人類的理想生活，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的無線化也是人們一直夢寐以求的，未來的無線化，將比現(xiàn)在的筆記本電腦更加方便，它擺脫了如今的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備之間的無線連接，未來的計(jì)算機(jī)顯示器與主機(jī)之間也是通過無線來連接的。它是一種與其他技術(shù)有很大不同的無線通信技術(shù)，這種技術(shù)不僅會(huì)用在計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)上，還會(huì)用于各種計(jì)算機(jī)裝置和部件間的溝通。

3.2信息智能化

從某種角度來看，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的核心，也是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在發(fā)揮計(jì)算機(jī)功能方面存在著極大的影響。如今的寬帶連接實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)傳播的途徑，各種不同的發(fā)展技術(shù)將在未來得到更好的體驗(yàn)，智能化使計(jì)算機(jī)具有模擬人的感覺和思維方式的能力，同時(shí)，人們也可以更方便地在網(wǎng)絡(luò)上得知來自世界各地的信息，拓展人們的視野[3]。目前，人們利用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)所提供的智能化服務(wù)，將此應(yīng)用在家庭、工作等不同區(qū)域，促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展，使未來的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)得到更深層次的發(fā)展。

3.3多方面發(fā)展性

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的不斷應(yīng)用，如今的每家每戶基本都擁有自己心儀的計(jì)算機(jī)，一方面希望眾多用戶能共享信息資源，另一方面也希望各臺(tái)計(jì)算機(jī)之間能更加快速地互相傳遞信息進(jìn)行通信，人們對計(jì)算機(jī)的要求也越來越高。對于現(xiàn)代社會(huì)來講，計(jì)算機(jī)是人類生活中不可缺少的必備工具，無論是上班、學(xué)習(xí)還是娛樂，都離不開電腦，他們可以隨時(shí)通過筆記本電腦查閱自己想要的資料。計(jì)算機(jī)普遍發(fā)展的現(xiàn)象不僅在國內(nèi)體現(xiàn)得淋漓盡致，在國外也是相當(dāng)受重視的，它的發(fā)展普及適應(yīng)了高效率、高節(jié)奏的城市生活發(fā)展，使計(jì)算機(jī)在未來更加多方面、多元化、個(gè)性化地發(fā)展。

3.4性能效率好

目前，計(jì)算機(jī)的更新速度越來越快，科技也在不斷進(jìn)步，但是不得不承認(rèn)，它是一把雙刃劍，有利也有弊，在使用的過程中也存在著一定的弊端。比如某些人利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行欺詐，以此來騙取人們的錢財(cái)，給人們造成不必要的損失；此外，有的人還利用網(wǎng)絡(luò)漏洞來攻擊他人的系統(tǒng)，盜取他人的重要信息。因此，新時(shí)代的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，應(yīng)根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來盡量避免這些問題的發(fā)生，加快計(jì)算機(jī)的更新效率，運(yùn)行速度也逐漸順暢，性價(jià)比更高，使計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)性能更好，在科技發(fā)達(dá)的今天，不斷地在生活中實(shí)踐計(jì)算機(jī)的科學(xué)與技術(shù)，促進(jìn)社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。

4結(jié)語

總之，在當(dāng)今社會(huì)中，計(jì)算機(jī)的科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于生活中的各個(gè)年齡階段的人，如今的計(jì)算機(jī)發(fā)展，應(yīng)該逐漸向多元化、智能化發(fā)展。眾所周知，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)對促進(jìn)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也起著關(guān)鍵的作用。同時(shí)，人們還應(yīng)該降低計(jì)算機(jī)的開發(fā)成本，生產(chǎn)更加環(huán)保的硬件和組件，無論何時(shí)，都應(yīng)該本著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的健康發(fā)展趨勢，讓人們的生活更加便利、舒適，人與人之間的關(guān)系也更加和諧，使社會(huì)經(jīng)濟(jì)與計(jì)算機(jī)的發(fā)展共同進(jìn)步，探索未來神秘而未知的世界。

參考文獻(xiàn)

[1]陳相吉.計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的起源和歷史回顧[J].電腦與電信，2014(102):122.

[2]張瑞.計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢探析[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2015(21):161-162.