郑州市第四中学 河南郑州 450052
摘要：现阶段，计算机已经渗入社会的各个角落，成为人们生产和生活中不可或缺的一部分。加深对计算机科学技术的理解，能够更好地掌握计算机科学技术的发展方向，促使计算机更好地为人民服务。文章从计算机科学技术的发展历程入手，分析当前计算机科学技术的发展及应用，最后探究计算机科学技术的发展趋势。
关键词：计算机科学技术；现状；发展趋势
引言
现阶段，计算机科学技术广泛应用在文化、教育、科研、农业、军事等各个领域，给各行各业带来福音。目前，计算机智能化与纳米微处理技术的研究与应用已经取得了一定的成就，计算机科学技术正在向着量子计算机、光子计算机等更高层次发展，相信在不久的将来，计算机科学技术一定会焕发更大活力。
1计算机科学技术的发展历史
世界上第一台电子数字计算机是在1946年美国的宾夕法尼亚大学诞生的，这一台电子计算机的诞生，同时也标志着全世界正式进入到计算机时代。当时的计算机被称作为“埃尼阿克”（ENIAC）计算机，如图1所示，当时的计算机科学技术还处于初期发展阶段，各种技术还没有完善，使得整个计算机的体积与重量都比较大，并且成本非常高，在这样的一种情况下，当时的计算机也就是应用在军事方面。1956年，第二代计算机晶体管计算机诞生，三年之后，在此基础上第三代电子计算机集成电路电子计算机诞生，第三代电子计算机之后，计算机科学技术迅速发展，并且计算机成本大幅度降低，计算机科学技术逐渐趋于成熟。一直到1976年，电子计算机正式进入到了第四代，计算机逐趋于小型化与智能化发展，20世纪90年代，计算机科学技术逐渐向大型化和微型化发展。进入21世纪后，随着科学家们对集成电路的研究，集成电路在工厂、企业中得到广泛应用，计算机也逐渐向着专业化、智能化方向发展，其操作更加方便，运行速度更快，在社会各个领域的应用更加广泛。
图1世界上第一台数字计算机ENIAC
2计算机科学技术现状
2.1计算机科学技术在生活中应用广泛
信息化时代，计算机已经成为人们生活中必不可少的组成部分，实现了在千家万户的普及。人们不用出门，就能够通过计算机检索信息、接收电子邮件、了解股市行情、天气预报、国内、外新闻等；不用逛街就可以通过互联网中的购物网站买到喜欢的东西；人们可以通过计算机网络订购飞机票、火车票等，节省排队时间；通过计算机可以与相隔较远的朋友在线聊天、视频聊天等，加强人们之间的交流和沟通；动漫工作者可以使用计算机科学技术制作动漫；很多企业使用计算机来处理大量数据和信息，代替传统的人工处理，提高工作效率。计算机科学技术潜移默化的影响着人们的生产、工作和学习。
2.2专业化和智能化发展
现阶段，计算机科学技术智能化和专业化的特点越来越明显。随着计算机科学技术的发展，其他科学技术不断的进步，计算机技术已经融合了集成电路、微电子技术和半导体技术等，计算机技术已经更加智能化和专业化。计算机的智能化可以按照人类的思维方式而展开活动，可以对用户提出的问题进行分析，从而完成相应的活动。计算机的智能化分析和解决问题的思路是相同的，但是因为面临的问题不同，其解决方案和相应的活动也是不同的，因此，计算机技术将不同的解决方案集合起来，可以构建成为一个可以为社会所运用的信息技术平台，这是计算机智能化的重要体现。另外，随着计算机智能化的发展和应用，传统人工操作网络逐渐被网络智能化取代，这也是计算机为人们服务的重要表现。
2.3计算机的微处理器和纳米技术
微处理器能够缩小传统处理器芯片中晶体管的尺寸和宽度，进而优化计算机的使用性能。利用光刻技术，波长更短的曝光光源经过掩膜的曝光，将晶体管在硅片上制作的更精巧，将晶体管导线制作的更细小。计算机科学技术的快速发展使计算机运算速度更快，体积更微型，操作更智能，传统的电子元件不能适应计算机的发展。纳米技术是一种用分子射程物质和单个原子的毫微技术，可以研究0.1～100纳米范围内的材料应用和性质。计算机科学技术中利用纳米技术，可以使计算机尺寸变小，解决运算速度和集成度的问题。
3计算机科学技术的发展趋势
3.1光信号和光子计算机
光子计算机就是应用光子信号处理信息和操作的计算机。光是宇宙中传播最快的，光子计算机就是应用光学材料构成集成光路，为未来光子计算机的发展打下基础。相对于传统的计算机而言，能够实现在光子互联中让芯片的集成密度到达更高，并且光子能够在各种介质与真空中传播，不会所到任何介质的影响及干扰，速度相对于传统的计算机而言将近快上1000倍，这样也就会大大提升了计算机的运算速度。
3.2生物计算机
早在1994年3月，就有一位美国科学家提出了生物计算机这一设想。将DNA碱基序列当做信息的编码载体，利用当今的分子生物学技术，适当使用控制酶，改变DNA碱基序列并使信息有效反映出来，对数据进行运算。DNA计算机设想的出现有效拓宽了人类对计算机了解的视野，改变了计算机仅仅只是简单是物理性操作的性质，增加了操作方式。如今，英国生物信息研究院的研究人员做出的重大突破，使得人们对信息储存的认识有了进一步的转变。科学家们将文学家莎士比亚的154首诗歌的音乐文件（mp3格式）以及相关的照片编制了DNA序列，使得储存密度大大增高，这一消息使得人们对生物计算机的构想进一步贴近现实。
3.3量子理论计算机
量子计算机将处于量子状态的原子作为计算机的内存和CPU，在同一时间，处于量子状态的原子能够处于不同位置，根据这一特性，能够大幅度提升计算机处理速度，提升计算机处理信息的精度。量子计算机处理信息时的基本数据单元是量子比特，取代了传统的“1”和“0”，具有极强的运算能力，运算速度比传统计算机快10亿倍。
中国和美国的科学家们在实验室里成功实现了同时对多个量子比特进行操作，为制造量子计算机提供了可能。相信在科学技术的不断发展和世界各国科学家们的共同努力下，量子计算机会成为现实。
结语
总而言之，计算机科学技术发展迅速，在短短几十年的时间里，其发展速度有目共睹。当前，科学家对计算机科学技术的研究不断深入，光子计算机、量子计算机、生物计算机的发展，相信会给人们的生产和生活增添新的动力。
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论文作者:苏方鼎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
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