時(shí)間：2023-03-15 14:56:08
導(dǎo)語(yǔ)：在計(jì)算機(jī)科技發(fā)展的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)教學(xué)教學(xué)改革硬件教學(xué)教學(xué)實(shí)踐
自上世紀(jì)末90年代末開(kāi)始計(jì)算機(jī)科技技術(shù)的發(fā)展日新月異，與之同步的計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)也在不斷順應(yīng)著計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)進(jìn)行著高速的改朝換代，從而達(dá)到匹配其需求的目的。時(shí)至今日，隨著人機(jī)互動(dòng)系統(tǒng)的不斷完善與普及，各種新穎的輸入/輸出硬件不斷的刷新市場(chǎng)，這都給計(jì)算機(jī)硬件組裝的教學(xué)工作提出了新的挑戰(zhàn)，如何使計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)順應(yīng)計(jì)算機(jī)科技的發(fā)展是擺在計(jì)算機(jī)教育工作者面前的一個(gè)嶄新的課題。
1.當(dāng)前計(jì)算硬件組裝教學(xué)上存在的主要問(wèn)題
由于計(jì)算機(jī)硬件組裝教學(xué)相對(duì)于軟件教學(xué)來(lái)說(shuō)，教學(xué)知識(shí)概念比較繁復(fù)，而且一些硬件與具有著高集成化的特點(diǎn)，這就是說(shuō)計(jì)算機(jī)硬件在教學(xué)內(nèi)容本身上就存在著學(xué)習(xí)的硬傷，再加上教學(xué)時(shí)許多問(wèn)題比較抽象，如果不親自動(dòng)手操作很難讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)同感，這就導(dǎo)致了當(dāng)前學(xué)生們普遍的“喜軟（件）怕硬（件）”的情緒。同時(shí)，由于許多軟件教學(xué)課程實(shí)踐中并沒(méi)有和硬件產(chǎn)生必要的聯(lián)系，這就容易讓一些計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生產(chǎn)生輕視硬件組裝課程學(xué)習(xí)的心理。
2.計(jì)算機(jī)硬件科技發(fā)展的背景
從學(xué)生的就業(yè)形式上來(lái)考慮，學(xué)生們所學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)硬件組裝知識(shí)，必須是計(jì)算機(jī)產(chǎn)品最前沿的產(chǎn)品，所以制定計(jì)算機(jī)硬件組裝教學(xué)實(shí)踐并不是一個(gè)靜態(tài)的過(guò)程，而是要時(shí)刻關(guān)注計(jì)算機(jī)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，了解計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的最新發(fā)展以及相應(yīng)配件的換代情況。但這對(duì)于計(jì)算機(jī)學(xué)校的財(cái)力要求比較高，要盡量協(xié)調(diào)資源，盡量避免用廢棄教學(xué)機(jī)或是淘汰落后品來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件組裝教學(xué)實(shí)踐的情況發(fā)生。同時(shí)，從2010年對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)維修市場(chǎng)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)中顯示，只有5%的硬件維修任務(wù)是出在硬件實(shí)質(zhì)損傷維修/維護(hù)上，也就是說(shuō)有95%的的硬件故障任務(wù)用簡(jiǎn)單的更新/更換硬件方法得到解決，粗糙而浪費(fèi)資源，這客觀反映出當(dāng)前我國(guó)計(jì)算機(jī)硬件市場(chǎng)急需硬件專業(yè)技術(shù)人才，這也為計(jì)算機(jī)硬件組裝教學(xué)工作提供了動(dòng)力。
3.以計(jì)算機(jī)科技發(fā)展為基進(jìn)行硬件組裝教學(xué)的原則
3.1 將理論和實(shí)踐操作進(jìn)行有機(jī)結(jié)合
首先由于計(jì)算機(jī)硬件組裝教學(xué)所涉及到的教學(xué)內(nèi)容，如：電子電路基礎(chǔ)、各電子元配件（包括電阻、電容等）工作原理、相關(guān)硬件的匹配原理等都是具有著極強(qiáng)知識(shí)性和極強(qiáng)實(shí)踐性的知識(shí)內(nèi)容，需要通過(guò)多課時(shí)、多層次的實(shí)訓(xùn)教學(xué)才能達(dá)到理想化的教學(xué)目的。因?yàn)閷⒗碚摵蛯?shí)踐操作進(jìn)行有機(jī)結(jié)合是以計(jì)算機(jī)科技發(fā)展為基進(jìn)行硬件組裝教學(xué)的首要原則。
3.2 以學(xué)生就業(yè)需求為教學(xué)目的
隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生就業(yè)形式的日趨嚴(yán)峻，以就業(yè)為主導(dǎo)向的職業(yè)人才培養(yǎng)教育形式已經(jīng)成為了專業(yè)人才培養(yǎng)的核心思路。同樣的，計(jì)算機(jī)硬件行業(yè)也迫切需要適合計(jì)算機(jī)科技發(fā)展需求的高素質(zhì)、高聚合性、技能過(guò)硬的復(fù)合型人才，要達(dá)到這樣的人才培養(yǎng)效果，在計(jì)算機(jī)硬件組裝教學(xué)設(shè)計(jì)初期，就要以學(xué)生的就業(yè)需求為教學(xué)根本原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。
4.針對(duì)計(jì)算機(jī)科技發(fā)展的計(jì)算機(jī)硬件組裝實(shí)訓(xùn)改革措施歸納
4.1 靈活應(yīng)用調(diào)研/多媒體手段，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)欲望
不可否認(rèn)的事實(shí)是，當(dāng)前學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)硬件組裝課程時(shí)，絕大多數(shù)是被動(dòng)式學(xué)習(xí)，只能通過(guò)機(jī)械的反復(fù)操作，反復(fù)記憶達(dá)到一種，“心里沒(méi)記住，但手卻記住了”的操作熟練狀態(tài)。這種方式很容易造成對(duì)計(jì)算機(jī)硬件組裝學(xué)習(xí)的厭惡或抵觸情緒。所以在具體教學(xué)實(shí)踐中，要盡量的多利用多媒體手段，（當(dāng)然如果能找到硬件實(shí)物則更為理想）模擬制作相應(yīng)的硬件實(shí)體課件，使學(xué)生產(chǎn)生興趣，主動(dòng)的作到知識(shí)點(diǎn)與實(shí)物結(jié)合。同時(shí)，要盡量用多媒體課件代替相對(duì)枯燥的板書教學(xué)，讓學(xué)生在單位時(shí)間內(nèi)盡量多的獲得信息量，如果多媒體課件制作的工作量比較大，可以進(jìn)行全體教師的調(diào)配，大家分章節(jié)制作課件，然后串換使用，這樣用多媒體手段進(jìn)行的演示操作可以使枯燥的硬件裝機(jī)內(nèi)容盡量生動(dòng)地展示給學(xué)生，有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲望。而且還要盡量多安排學(xué)生在課余時(shí)間做一些相關(guān)的硬件信息調(diào)研或市場(chǎng)調(diào)研任務(wù)，這樣學(xué)生在進(jìn)行實(shí)際調(diào)研過(guò)程中客觀了解到所接觸到硬件的價(jià)值所在，有助于學(xué)生對(duì)硬件的理解和記憶。
4.2 盡最大努力多安排實(shí)訓(xùn)課時(shí)
計(jì)算機(jī)硬件組裝教學(xué)最忌諱的教學(xué)效果，就是培養(yǎng)出的學(xué)生“眼高手低”，所有的操作知識(shí)步驟都能靠著反復(fù)死背而記牢，但當(dāng)進(jìn)行實(shí)際操作或是出現(xiàn)一些靈活問(wèn)題時(shí)就變得不著頭緒。因此，要盡學(xué)校最大的努力多安排計(jì)算機(jī)硬件組裝的實(shí)訓(xùn)課程，這樣在學(xué)生鞏固所學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)還大大提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，為以后就業(yè)工作實(shí)踐打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4.3 給學(xué)生多提供實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)
學(xué)校可以根據(jù)自身的情況，與專業(yè)公司協(xié)商，承接一些計(jì)算機(jī)硬件維修任務(wù)。初期讓學(xué)生在老師的帶領(lǐng)下完成任務(wù)，后期達(dá)到獨(dú)立完成維修任務(wù)的目的。這樣通過(guò)具體的問(wèn)題，學(xué)生可以用心的思考所學(xué)過(guò)的知識(shí)技能，并將其用在實(shí)處；將課堂上所學(xué)到的技能代入到實(shí)際存在的故障中，將實(shí)訓(xùn)課程的內(nèi)容和社會(huì)中所存在的相關(guān)問(wèn)題相結(jié)合，讓學(xué)生在這樣的環(huán)境中鍛煉成長(zhǎng)。并可以和市場(chǎng)上一些專業(yè)公司合作，推薦一些在實(shí)踐操作中比較優(yōu)秀的學(xué)生，去該公司進(jìn)行實(shí)習(xí)，進(jìn)一步刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，將學(xué)習(xí)與以后走入社會(huì)生存聯(lián)系到一起，讓學(xué)生對(duì)自己的人生提前作出規(guī)劃。
4.4 考核體系的完善
在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件組裝考核體系中，學(xué)生的成績(jī)基本都是由實(shí)踐操作報(bào)告來(lái)進(jìn)行分?jǐn)?shù)評(píng)定的，這樣得出的分?jǐn)?shù)與該學(xué)生的實(shí)際操作能力有很大出入，因?yàn)榭己怂M(jìn)行的操作部分題目大多是驗(yàn)證型題目，學(xué)生比較容易通過(guò)完成，這樣所得出的分?jǐn)?shù)不能客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的計(jì)算機(jī)硬件組裝能力。因此為了針對(duì)計(jì)算機(jī)科技的發(fā)展需求，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件組裝教學(xué)的考核體系也應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)化，比如制定相應(yīng)的計(jì)算機(jī)硬件組裝維護(hù)考核標(biāo)準(zhǔn)，或是組織學(xué)生參加一些國(guó)家統(tǒng)一的認(rèn)證考試，比如：全國(guó)計(jì)算機(jī)信息高新技術(shù)考試（即通常說(shuō)的CITT）、信息產(chǎn)業(yè)部推出的硬件工程師認(rèn)證考試等等。
5.虛擬實(shí)訓(xùn)室的建立，符合計(jì)算機(jī)科技發(fā)展需求
前文已經(jīng)提到過(guò)根據(jù)計(jì)算機(jī)硬件科技發(fā)展的情況，學(xué)校應(yīng)該及時(shí)更新實(shí)訓(xùn)用計(jì)算機(jī)硬件材料，但這樣的更新耗損非常巨大，尤其現(xiàn)在計(jì)算機(jī)職業(yè)院校多為私立辦學(xué)形式，這種理想化的硬件組裝實(shí)訓(xùn)形式無(wú)法達(dá)到。所以虛擬實(shí)訓(xùn)室這種以軟件替代硬件的高科技形式就得以發(fā)展了，通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研將最新的硬件配件進(jìn)行編程模擬，這樣在簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作程序的同時(shí)，也大大彌補(bǔ)了實(shí)訓(xùn)資源的不足。而且突破了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件裝機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)分受到時(shí)間和空間制約的事實(shí)，完成了教學(xué)模式的更新。在對(duì)市場(chǎng)上新出現(xiàn)的硬件產(chǎn)品進(jìn)行編程虛擬時(shí)，一定要與模擬實(shí)體保持一致，對(duì)于設(shè)備的接口、具體操作法要完整的用多媒體形式進(jìn)行模擬，讓學(xué)生達(dá)到身臨其境的效果。
但必須要強(qiáng)調(diào)的是，普通的計(jì)算機(jī)職業(yè)院校是無(wú)法達(dá)到硬件模擬高度仿真指標(biāo)的，因此，虛擬實(shí)訓(xùn)室不能完全的代替實(shí)物實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動(dòng)。 虛擬實(shí)訓(xùn)所操作的效果都是將操作進(jìn)行理想化模式進(jìn)行的，在和實(shí)際操作接軌時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)手動(dòng)失誤或操作缺憾等問(wèn)題，所以它并不能代替實(shí)物實(shí)訓(xùn)。
參考文獻(xiàn):
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(shuō),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(shuō),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(kāi)始,一步一步地改變符號(hào)(串),經(jīng)過(guò)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(guò)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(kāi)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(wú)論是數(shù)值計(jì)算還是符號(hào)推導(dǎo),它們?cè)诒举|(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(kāi)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(guó)人已開(kāi)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(lái),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(duì)數(shù)被發(fā)明以后,乘除運(yùn)算可以化為加減運(yùn)算,對(duì)數(shù)計(jì)算尺便是依據(jù)這一特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)。1620年,岡特最先利用對(duì)數(shù)計(jì)算尺來(lái)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(zhǎng)1米的大盒子。自此以后,經(jīng)過(guò)人們?cè)谶@方面多年的研究,特別是經(jīng)過(guò)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(guó)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(méi)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(guó)的楚澤采用了繼電器,制成了第一部過(guò)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(guó)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(wú)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(guò)程中,因特爾公司的創(chuàng)始人之一戈登·摩爾(GodonMoore)對(duì)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?jī)赡攴环Ｊ聦?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(wú)止境地提升?傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高有沒(méi)有極限?對(duì)此問(wèn)題,學(xué)者們?cè)谶M(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(wú)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(wú)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(wú)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(duì)此問(wèn)題的看法十分一致:摩爾定律不久將不再適用。也就是說(shuō),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(guò)追尋“夢(mèng)想—發(fā)現(xiàn)—解釋—夢(mèng)想”的不斷循環(huán),我們可以開(kāi)拓一個(gè)個(gè)新領(lǐng)域,世界最終會(huì)變得越來(lái)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(duì)象的行為。他遇到一個(gè)問(wèn)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(guò)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(wèn)題的規(guī)模呈指數(shù)級(jí)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(guò),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(cè)性:在干涉實(shí)驗(yàn)中,只要給定初始條件,就可以推測(cè)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(cè)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(guò)程中,允許它在真實(shí)的量子力學(xué)對(duì)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(guó)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(lái)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(wèn)題是一個(gè)典型的“困難問(wèn)題”,困難的原因是目前在傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)上還沒(méi)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(lái)來(lái)計(jì)算上面的這個(gè)1024位整數(shù)的質(zhì)因子分解問(wèn)題,大約需要28萬(wàn)年,這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(jí)增大,也就是說(shuō)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(guò)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。
（一）在教學(xué)中的作用
在教學(xué)過(guò)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(guò)程中對(duì)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(duì)學(xué)生們的學(xué)習(xí)情況通過(guò)測(cè)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(cè)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(lái)進(jìn)行其他教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生們?cè)谌粘Ｉ钪懈咦杂尚浴Ｓ?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?cè)趯W(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(guò)程中接收了知識(shí)的圖像視頻語(yǔ)音，比老師的教授更加具有生動(dòng)性與趣味性，使教學(xué)過(guò)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(lái)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(guò)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(guò)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(lái)，提出自己的問(wèn)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(kāi)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(guò)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(kāi)始，教師們?cè)谌粘５慕虒W(xué)過(guò)程中要加大學(xué)生們對(duì)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(lái)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(lái)發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在高校教學(xué)過(guò)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(lái)越明顯，這是就必須加強(qiáng)創(chuàng)新能力，這就需要在未來(lái)進(jìn)行更多的實(shí)踐。首先需要提高教學(xué)過(guò)程的環(huán)境。學(xué)生們對(duì)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(wèn)題的途徑，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生們?cè)谒季S方面的強(qiáng)化以及對(duì)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?cè)谡n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(lái)的教育界的作用一定會(huì)是無(wú)窮大的，現(xiàn)在的技術(shù)還無(wú)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(yǔ)
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)技術(shù) 信息化 發(fā)展趨勢(shì)
一、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的歷史步伐
已去的20 世紀(jì)，是計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的一個(gè)時(shí)期。世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)“ENIAC”誕生于1946年，至此計(jì)算機(jī)的發(fā)展才不過(guò)60年的光陰。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的形成及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)的有關(guān)發(fā)明，主要?dú)w功于兩位數(shù)學(xué)家，與四位物理學(xué)家，由于他們的不懈努力奠定了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的基石。
英國(guó)數(shù)學(xué)家布里頓.艾倫.圖靈和美國(guó)數(shù)學(xué)家馮.諾依曼在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)方面做出了巨大的貢獻(xiàn)。1935 年到1936年間由圖靈設(shè)計(jì)的抽象計(jì)算機(jī)“圖靈機(jī)”成為計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史中的里程碑，因此，圖靈被人們公認(rèn)為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父。馮.諾依曼在1945年總結(jié)了ENIAC計(jì)算機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)， 提出了基于存儲(chǔ)程序的通用電子計(jì)算機(jī)EDVAC邏輯設(shè)計(jì)方案，1952年成功設(shè)計(jì)建造，它在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的計(jì)算過(guò)程、存儲(chǔ)程序控制并按電子學(xué)原理工作，這三點(diǎn)奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，因此，人們又把現(xiàn)代計(jì)算機(jī)稱之為“馮.諾依曼計(jì)算機(jī)”。
1947美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家威廉.肖克萊、約翰.巴丁和沃爾特.布萊頓共同發(fā)明了晶體管，他們一起成為了晶體管之父。11年之后，美國(guó)物理學(xué)家杰克.基爾比研制出第一塊集成電路（IC），從此，以晶體管為基礎(chǔ)的芯片按照摩爾預(yù)言的速度發(fā)展，帶來(lái)了今天計(jì)算機(jī)的普及，基爾也成為了電子學(xué)革命之父。
大規(guī)模集成電路的發(fā)展和微處理器的出現(xiàn)，其直接成果就是帶來(lái)了計(jì)算機(jī)的高性能和快速小型化，1971年，世界上第一款微處理器—Intel4004問(wèn)世，1978年，英特爾公司開(kāi)發(fā)出了8086，首次用于IBM PC機(jī)中，電腦走入家庭。一個(gè)全新的概念“個(gè)人電腦（PC）”取代了“微電腦”的概念，
二、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)得到發(fā)展的原因
（一）日新月異的時(shí)代需求
起初對(duì)計(jì)算機(jī)的時(shí)代需求為“二戰(zhàn)”時(shí)期，有著對(duì)各種信息進(jìn)行處理加工的欲求，這樣促使進(jìn)算計(jì)的研發(fā)運(yùn)用。隨后信息化時(shí)代的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度也在不斷的提高，存儲(chǔ)功能不斷強(qiáng)大，使其在教育、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域迅速發(fā)展普及。市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)之下，計(jì)算機(jī)要順應(yīng)社會(huì)需求，不斷的研發(fā)變化著，無(wú)形的競(jìng)爭(zhēng)很大程度上促進(jìn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。
（二）穩(wěn)定的選擇機(jī)制基于計(jì)算機(jī)技術(shù)
對(duì)于相互競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)價(jià)值做出一個(gè)共識(shí)性判斷之前需要一段時(shí)間，這種不確定因素可能最后影響選擇機(jī)制。大多數(shù)，同時(shí)發(fā)揮作用的圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的若干選擇判據(jù)和機(jī)制及其影響要素，選擇的環(huán)境常常是非常敏銳和穩(wěn)定的，這是計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展的一個(gè)重要原因。
在實(shí)踐中，最強(qiáng)的技術(shù)性創(chuàng)新，把經(jīng)濟(jì)之間的激烈競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)化為了技術(shù)性的較量。其計(jì)算機(jī)的發(fā)展在工程學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科也給我們?cè)S多啟發(fā)。這使計(jì)算機(jī)的選擇機(jī)制判斷更加穩(wěn)定明顯，這樣就更容易解決計(jì)算機(jī)在生產(chǎn)生活的運(yùn)用中所存在的各種問(wèn)題。同時(shí)，計(jì)算機(jī)選擇機(jī)制的發(fā)展與計(jì)算機(jī)的發(fā)展是一種雙向促進(jìn)的關(guān)系，一種技術(shù)的發(fā)展可以促進(jìn)另一種技術(shù)的進(jìn)步。
（三）科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持
新一代的技術(shù)與其他領(lǐng)域結(jié)合，又為了滿足其需求不斷的研發(fā)更新，慢慢計(jì)算機(jī)技術(shù)成為生活生產(chǎn)中的重要工具，并成為其他行業(yè)生產(chǎn)中重要的工具，直接與間接的促進(jìn)了各個(gè)行業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，最終提高了社會(huì)的經(jīng)濟(jì)水平。
三、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)的具體發(fā)展趨勢(shì)主要分為兩大部分：
（一）智能化
智能化計(jì)算機(jī)是指設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)獨(dú)特并采用平行的處理技術(shù)，對(duì)計(jì)算機(jī)中的多個(gè)數(shù)據(jù)及多種指令可進(jìn)行同時(shí)處理和分析的一種超級(jí)計(jì)算機(jī)。超級(jí)計(jì)算機(jī)相對(duì)于普通的計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)有著更高的運(yùn)算速度。這些更智能化的計(jì)算機(jī)跟接近與人類大腦的性能，可以為人們生活和工作提供方便。更可以在某些高端行業(yè)，幫忙處理大量繁雜數(shù)據(jù)，提高工作效率，節(jié)省時(shí)間與成本。這也就是計(jì)算機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)是更人性化，更智能化。
（二）新型計(jì)算機(jī)
計(jì)算機(jī)的發(fā)展是基于硅芯片技術(shù)的不斷更新，但由于需求的不斷加強(qiáng)，硅芯片的研發(fā)潛力已近極限。所以很多新型計(jì)算機(jī)就成為了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
（1）納米計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合，便有了納米計(jì)算機(jī)。納米元件與電子元件相比，其體積較小，質(zhì)地優(yōu)良且導(dǎo)電性能較高，完全可以取代傳統(tǒng)的硅芯片。納米技術(shù)興起于20世紀(jì)80年代初，納米作為一種計(jì)量單位，它的目標(biāo)是使人類可以自由的操作原子。使用納米級(jí)芯片組成的納米計(jì)算機(jī)的能耗非常小，幾乎可以忽略不計(jì)，性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，所以納米計(jì)算會(huì)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。
（2）量子計(jì)算機(jī)。量子力學(xué)的原理來(lái)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算以及存儲(chǔ)和分析處理的源自可逆計(jì)算機(jī)的一種物理裝置，而量子計(jì)算機(jī)就是基于這個(gè)。量子效應(yīng)是量子計(jì)算機(jī)研發(fā)的基礎(chǔ)，這種計(jì)算機(jī)中，開(kāi)與關(guān)的狀態(tài)是通過(guò)激光脈沖來(lái)改變一種鏈狀分子聚合物的特性來(lái)決定的。由于量子的疊加效應(yīng)，與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)對(duì)比而言，量子計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量要大得多，還有就是，其運(yùn)算速度是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的十億倍。除了其存儲(chǔ)性能及運(yùn)算速度方面的優(yōu)勢(shì)外，其在安全性及安保體系等方面的優(yōu)良性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。這也成為了計(jì)算機(jī)發(fā)展的另一趨勢(shì)。
（3）光子計(jì)算機(jī)。光子計(jì)算機(jī)是利用光子進(jìn)行計(jì)算，用光子代替?zhèn)鹘y(tǒng)的計(jì)算機(jī)通過(guò)電子進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、傳輸和儲(chǔ)存。并把傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的導(dǎo)線互聯(lián)轉(zhuǎn)變成了光互聯(lián)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多數(shù)為電子硬件，而光子計(jì)算機(jī)則為光子硬件，并為光運(yùn)算，不同的數(shù)據(jù)是由光的不同波長(zhǎng)表現(xiàn)出來(lái)的，對(duì)于復(fù)雜的任務(wù)可以進(jìn)行快速處理。成為新型計(jì)算機(jī)一員。
四、總結(jié)
以上為對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的探究，從其發(fā)展趨勢(shì)到發(fā)展其必要原因到未來(lái)計(jì)算機(jī)從智能化到新型化的發(fā)展態(tài)勢(shì)的必然進(jìn)行了探究闡述。
1.計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的優(yōu)勢(shì)
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(duì)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(lái)，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(guò)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(kāi)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(shì)，符合現(xiàn)代教育良好溝通、人機(jī)對(duì)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(wèn)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(guò)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(guò)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(kāi)展的，教師的指導(dǎo)和幫助非常有限，學(xué)生的預(yù)習(xí)過(guò)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(shì)，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(lái)，大大提高了課堂教學(xué)的效率。
2.3在現(xiàn)代遠(yuǎn)程開(kāi)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(kāi)放的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，因此遠(yuǎn)程教育、開(kāi)放性大學(xué)等營(yíng)運(yùn)而生。在現(xiàn)代遠(yuǎn)程開(kāi)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(kāi)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(jiàn)的形式，對(duì)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(shì)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(wèn)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)椋芏鄬W(xué)校在推廣計(jì)算機(jī)教育技術(shù)時(shí)，過(guò)分強(qiáng)調(diào)高配置、高普及率，這對(duì)在我國(guó)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(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的完全否定。
4.結(jié)語(yǔ)
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(gòu)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(wàn)戶，各種電子設(shè)備也通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，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(lái)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(lái)，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(kāi)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(shì)
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(jiǎn)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(jí)，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(wàn)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(lái)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(méi)有靜止質(zhì)量，所以不會(huì)受到電磁場(chǎng)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(zhǎng)。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(wàn)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(guò)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)
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 趨勢(shì) 發(fā)展
一、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
（一）計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能化的超級(jí)計(jì)算
可能你不知道，超高速計(jì)算機(jī)采用平行處理技術(shù)改進(jìn)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同時(shí)執(zhí)行多條指令或同時(shí)對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度。超級(jí)計(jì)算機(jī)通常是由數(shù)百數(shù)千甚至更多的處理器（機(jī)）組成，能完成普通計(jì)算機(jī)和服務(wù)器不能計(jì)算的大型復(fù)雜任務(wù)。從超級(jí)計(jì)算機(jī)獲得數(shù)據(jù)分析和模擬成果，能推動(dòng)各個(gè)領(lǐng)域高精尖項(xiàng)目的研算、傳翰和存儲(chǔ)。光子計(jì)算機(jī)即全光數(shù)字計(jì)算機(jī)，以光子代替電子，光互連代替導(dǎo)線互連，光硬件代替計(jì)算機(jī)中的電子硬件，光運(yùn)算代替電運(yùn)算。在光子計(jì)算機(jī)中，不同波長(zhǎng)的光代表不同的數(shù)據(jù)，可以對(duì)復(fù)雜度高、計(jì)算量大的任務(wù)實(shí)現(xiàn)快速地并行處理。光子計(jì)算機(jī)將使運(yùn)算速度在目前基礎(chǔ)上呈指數(shù)上升。總之，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能化的超級(jí)計(jì)算。
（二）計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)了分子計(jì)算機(jī)
大家都知道，分子計(jì)算機(jī)體積小、耗電少、運(yùn)算快、存儲(chǔ)量大。分子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進(jìn)行組織排列。分子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過(guò)程就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)的相互作用過(guò)程。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為酶，而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來(lái)。生物分子組成的計(jì)算機(jī)具備能在生化環(huán)境下，甚至在生物有機(jī)體中運(yùn)行，并能以其它分子形式與外部環(huán)境交換。因此它將在醫(yī)療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發(fā)揮無(wú)法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自動(dòng)機(jī)模型、仿生算法、分子化學(xué)反應(yīng)算法等幾種類型。分子芯片體積可比現(xiàn)在的芯片大大減小，而效率大大提高，分子計(jì)算機(jī)完成一項(xiàng)運(yùn)算，所需的時(shí)間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬(wàn)倍。分子計(jì)算機(jī)具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液可存儲(chǔ)1萬(wàn)億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。分子計(jì)算機(jī)消耗的能量非常小，只有電子計(jì)算機(jī)的十億分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白質(zhì)分子，所以分子計(jì)算機(jī)既有自我修復(fù)的功能，又可直接與分子活體相聯(lián)。美國(guó)已研制出分子計(jì)算機(jī)分子電路的基礎(chǔ)元器件，可在光照幾萬(wàn)分之一秒的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。以色列科學(xué)家已經(jīng)研制出一種由DNA分子和酶分子構(gòu)成的微型分子計(jì)算機(jī)。預(yù)計(jì)20年后，分子計(jì)算機(jī)將進(jìn)人實(shí)用階段。也就是說(shuō)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)了分子計(jì)算機(jī)。
（三）計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)了納米計(jì)算機(jī)
納米計(jì)算機(jī)是用納米技術(shù)研發(fā)的新型高性能計(jì)算機(jī)。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍，質(zhì)地堅(jiān)固，有著極強(qiáng)的導(dǎo)電性，能代替硅芯片制造計(jì)算機(jī)。“納米”是一個(gè)計(jì)量單位，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術(shù)是從20世紀(jì)80年代初迅速發(fā)展起來(lái)的新的前沿科研領(lǐng)域，最終目標(biāo)是人類按照自己的意志直接操縱單個(gè)原子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。現(xiàn)在納米技術(shù)正從微電子算機(jī)也會(huì)像現(xiàn)在的馬達(dá)一樣，存在于家中的各種電器中，那時(shí)問(wèn)你家里有多少計(jì)算機(jī)，你也數(shù)不清，你的筆記本，書籍都已電子化。再過(guò)十幾、二十幾年，可能學(xué)生們上課用的不再是教科書，而只是一個(gè)筆記本大小的計(jì)算機(jī)，不同的學(xué)生可以根據(jù)自己的需要方便地從中查到想要的資料所以有人預(yù)言未來(lái)計(jì)算機(jī)可能像紙張一樣便宜，可以一次性使用，計(jì)算機(jī)將成為不被人注意的最常用的日用品。
（四）計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算機(jī)
量子計(jì)算機(jī)的概念源于對(duì)可逆計(jì)算機(jī)的研究，量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。量子計(jì)算機(jī)是基于量子效應(yīng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來(lái)表示開(kāi)與關(guān)的狀態(tài)，利用激光脈沖來(lái)改變分子的狀態(tài)。使信息沿著聚合物移動(dòng)。從而進(jìn)行運(yùn)算。量子計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)用量子位存儲(chǔ)。由于量子疊加效應(yīng)，一個(gè)量子位可以是0或1，也可以既存儲(chǔ)0又存儲(chǔ)1。因此，一個(gè)量子位可以存儲(chǔ)2個(gè)數(shù)據(jù)，同樣數(shù)量的存儲(chǔ)位，量子計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)量比通常計(jì)算機(jī)大許多。同時(shí)量子計(jì)算機(jī)能夠?qū)嵭辛孔硬⑿杏?jì)算，其運(yùn)算速度可能比目前計(jì)算機(jī)的Pentium DI晶片快10億倍。除具有高速并行處理數(shù)據(jù)的能力外，量子計(jì)算機(jī)還將對(duì)現(xiàn)有的保密體系、國(guó)家安全意識(shí)產(chǎn)生重大的沖擊。無(wú)論是量子并行計(jì)算還是量子模擬計(jì)算，本質(zhì)上都是利用了量子相干性。世界各地的許多實(shí)驗(yàn)室正在以巨大的熱情追尋著這個(gè)夢(mèng)想。目前已經(jīng)提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點(diǎn)操縱、超導(dǎo)量子干涉等。量子編碼采用糾錯(cuò)、避錯(cuò)和防錯(cuò)等。量子計(jì)算機(jī)使計(jì)算的概念煥然一新。
二、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，將朝著向信息的智能化發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)的大多數(shù)領(lǐng)域以應(yīng)用學(xué)科和工程學(xué)科的出現(xiàn)為標(biāo)志，這些學(xué)科的職責(zé)是促進(jìn)與實(shí)踐有關(guān)的認(rèn)識(shí)的發(fā)展，這些學(xué)科常吸收更為基礎(chǔ)的學(xué)科，提高就能有實(shí)踐的進(jìn)步，在對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)研究中，發(fā)現(xiàn)常有另外一條路徑，這個(gè)過(guò)程存在著強(qiáng)烈的相互作用，有關(guān)半導(dǎo)體是如何運(yùn)行的理論也建立了起來(lái)，這是用它們能夠使計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)踐中普遍存在的問(wèn)題得到解決，或者說(shuō)是促進(jìn)實(shí)踐的發(fā)展。能實(shí)現(xiàn)或更困難一些。顯然，選擇機(jī)制在計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)踐進(jìn)化和認(rèn)識(shí)進(jìn)化之間明顯地提供了一種雙向的連接，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展。參考文獻(xiàn)：
[1]王華.計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展[J].電腦與電信，2013（02）.
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；研究
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) 05-0000-02
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)與我們的社會(huì)、生活、工作等方方面面都息息相關(guān)，因此，分析計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)問(wèn)題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，本文分析了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，以下是本人對(duì)此問(wèn)題的幾點(diǎn)看法。
一、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的整體方向
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展可以說(shuō)是日新月異，發(fā)展速度非常的快，但統(tǒng)觀計(jì)算機(jī)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展，主要向著“高”、“廣”、“深”三個(gè)方向發(fā)展。具體分析如下：
第一，向“高”度發(fā)展。體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的主頻上，隨著主頻的逐步提高，計(jì)算機(jī)的整體性能會(huì)越來(lái)越穩(wěn)定，速度會(huì)越來(lái)越快。英特爾公司已經(jīng)研制出能集成超出10億個(gè)晶體管的微處理器，也就是說(shuō)一臺(tái)計(jì)算機(jī)不止使用一個(gè)處理器，可能會(huì)用到幾十、幾百甚至更多的處理器，即并行處理，截止目前，在世界范圍內(nèi)性能最高的通用機(jī)就采用了上萬(wàn)臺(tái)處理器。而專用機(jī)的并行程度又要高出通用機(jī)，其關(guān)鍵核心技術(shù)是操作系統(tǒng)，體現(xiàn)在兩方面，一方面是如何高效能的使很多計(jì)算機(jī)之間產(chǎn)生聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)處理機(jī)間的高速通信，另一方面是如何有效管理這些計(jì)算機(jī)，并使之互相配合、協(xié)調(diào)工作。
第二，向“廣”度發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)普及，成為個(gè)人常用之物，可以說(shuō)人手一臺(tái)。向“廣”度發(fā)展指網(wǎng)絡(luò)化范圍的擴(kuò)大以及向各個(gè)領(lǐng)域的逐漸滲透。到那時(shí)，計(jì)算機(jī)就會(huì)無(wú)處不在，像現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，應(yīng)用于所有電器中，你家里的電器不管是冰箱、洗衣機(jī)還是筆記本、書籍等都已電子化。說(shuō)不定多少年后學(xué)生用的教科書也被淘汰，被和教材大小一樣的筆記本計(jì)算機(jī)所代替，學(xué)生可根據(jù)自己實(shí)際需要查閱、記錄所需的資料。有人預(yù)言未來(lái)的計(jì)算機(jī)如此普及價(jià)格就和買一本書一樣便宜，還有一次性使用的，用完就可以扔掉，它將成為人們生活中最常用、最方便的日用品。
第三，向“深”度發(fā)展。即向人工智能方向發(fā)展。比如說(shuō)，如何把網(wǎng)上豐富的、有用的信息變?yōu)榧河校绾问谷藱C(jī)更好地互動(dòng)等，這是計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展、研究的的主要課題。所謂人工智能，即計(jì)算機(jī)的智能成分占主要，會(huì)具備多種感知能力、邏輯思維能力，到那時(shí)，人們可以與計(jì)算機(jī)自由交流，用手寫字輸入，甚至可以用表情、手勢(shì)和計(jì)算機(jī)溝通，人機(jī)交流方便、靈活、快捷。使人產(chǎn)生身臨其境之感的交互設(shè)備也已經(jīng)發(fā)明出來(lái)，主要體現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域方面。同時(shí)，信息將實(shí)現(xiàn)永久性存儲(chǔ)，百年存儲(chǔ)器正在研發(fā)當(dāng)中，讓我們一起期待吧。
二、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的幾個(gè)具體發(fā)展趨勢(shì)
從近幾年來(lái)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展來(lái)看，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的具體發(fā)展趨勢(shì)，主要有以下幾個(gè)方面：
（一）運(yùn)算速度大大提高的高速計(jì)算機(jī)
近年來(lái)，美國(guó)人發(fā)明了一種通過(guò)空氣的絕緣性來(lái)大幅度提高電腦運(yùn)行速度的新技術(shù)。由紐約保利技術(shù)公司研究人員發(fā)明生產(chǎn)出一種電腦中使用的新型電路，這種電路的芯片之間是由一種“膠滯體包裹的導(dǎo)線”進(jìn)行連接的，而組成這種“膠滯體”的物質(zhì)中有90%的成分是空氣，眾所周知，空氣恰恰是一種不導(dǎo)電的優(yōu)良的絕緣體。經(jīng)實(shí)踐研究表明，計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的快慢與晶體管或芯片之間信號(hào)的傳遞速度有直接關(guān)系，目前國(guó)際上普遍采用的“硅二氧化物導(dǎo)線”在信號(hào)傳遞的過(guò)程中一般都會(huì)吸收掉一部分信號(hào)，因此延長(zhǎng)了傳遞信息的時(shí)間。而保利技術(shù)公司研究制造的這種“膠滯體導(dǎo)線”，在信息傳輸過(guò)程中幾乎沒(méi)有吸收任何信號(hào)，所以它能夠更快的傳遞信息。除此之外，這種導(dǎo)線不但有利于大幅度降低電耗，節(jié)約材料成本，而且無(wú)需更改計(jì)算機(jī)芯片，可直接安裝，最重要的是極大的提高了計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度。但美中不足的是，這種導(dǎo)線的散熱效果較差，無(wú)法及時(shí)排出電路生成的熱量。為此，保利公司迅速組織科研人員，針對(duì)這一缺陷進(jìn)行創(chuàng)新改造，終于研究出一種“電腦芯片冷卻”技術(shù)，即在計(jì)算機(jī)電路中置放許多裝有液體的微型管道，用以吸收電路在工作中形成的熱量。電路開(kāi)始發(fā)熱時(shí)，其產(chǎn)生的熱量可以將微型管中的液體汽化，汽化之后的物質(zhì)逐漸擴(kuò)散到微型管的另一端，會(huì)重新凝結(jié)，順流到微型管底部，從而達(dá)到吸收熱量、有效散熱的功效。目前，美國(guó)宇航局正在對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行太空失重實(shí)驗(yàn)，如果實(shí)驗(yàn)取得成功，“空氣膠滯體”導(dǎo)線技術(shù)將被廣泛應(yīng)用于全球計(jì)算機(jī)的使用中，有助于大幅度提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。
（二）超微技術(shù)領(lǐng)域的生物計(jì)算機(jī)
早在二十世紀(jì)八十年代，生物計(jì)算機(jī)就已經(jīng)投入研制了，這種計(jì)算機(jī)最大的特點(diǎn)就是利用生物芯片，由生物工程技術(shù)中所產(chǎn)生的“蛋白質(zhì)分子”組合構(gòu)成。在這種生物芯片中，信息是以波的方式進(jìn)行傳遞的，其運(yùn)算速度快的驚人，幾乎相當(dāng)于普通計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的十萬(wàn)倍，且具備強(qiáng)大的儲(chǔ)存空間，而其能量消耗僅為普通計(jì)算機(jī)的十分之一，這種生物計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)作用顯而易見(jiàn)。由于蛋白質(zhì)分子具有再生能力，因此，它可以通過(guò)自我組合而合成新的微型電路，這樣就使得計(jì)算機(jī)具備了生物體的基本特征，因此被稱為生物計(jì)算機(jī)。例如：這種計(jì)算機(jī)可以通過(guò)生物自身的調(diào)節(jié)作用自主修復(fù)出現(xiàn)故障的芯片，甚至能夠模擬人腦進(jìn)行思考。1994年，美國(guó)首次將生物計(jì)算機(jī)公諸于世，隨之公布的還有模擬電子計(jì)算機(jī)而進(jìn)行的邏輯運(yùn)算，并提出了解決“虛構(gòu)”的七座城市之間路徑問(wèn)題的最佳設(shè)計(jì)方案。前不久，來(lái)自世界各國(guó)的二百多名計(jì)算機(jī)專家學(xué)者就曾經(jīng)齊聚美國(guó)的普林斯頓大學(xué)，聯(lián)名呼吁計(jì)算機(jī)科技應(yīng)向生物計(jì)算機(jī)領(lǐng)域努力進(jìn)軍。根據(jù)現(xiàn)在的生物計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展來(lái)看，預(yù)計(jì)將在不久的未來(lái)，制造出通過(guò)物理和化學(xué)作用就能檢測(cè)、處理、儲(chǔ)存、分析、傳輸數(shù)據(jù)信息的分子元件。現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)科學(xué)家們已經(jīng)在生物超微技術(shù)領(lǐng)域取得了一定成就，實(shí)現(xiàn)了部分突破，制造出了超微機(jī)器人。而科學(xué)家們更長(zhǎng)遠(yuǎn)的計(jì)劃是讓這種超微機(jī)器人變成一部微型生物計(jì)算機(jī)，從而在生物體內(nèi)取代某些人體器官，完成血管、內(nèi)臟等器官的修復(fù)作用，并殺死病毒細(xì)胞，使人類身體健康、延年益壽。
（三）以光為傳輸媒介的光學(xué)計(jì)算機(jī)
光學(xué)計(jì)算機(jī)是一種以光作為信息傳輸手段的計(jì)算機(jī)，這種計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)（電子）相比，具有諸多優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：光的速度有目共睹，這是電子計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)無(wú)法比擬的，并且光速具有一定的頻率和偏振特征，大大提高了光學(xué)計(jì)算機(jī)傳輸信息的能力；光的發(fā)射根本不需要任何導(dǎo)線，即使發(fā)生交會(huì)也不會(huì)造成干擾；光學(xué)計(jì)算機(jī)的智能水平也大大高于電子計(jì)算機(jī)。可見(jiàn)，光學(xué)計(jì)算機(jī)是人類不斷追求的理想計(jì)算機(jī)。早在二十世紀(jì)九十年代，世界各國(guó)以及各個(gè)科研機(jī)構(gòu)，就已經(jīng)投入大量的人力、物力、財(cái)力用以研發(fā)“光腦技術(shù)”。其中，由英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、意大利等60多個(gè)國(guó)家組成的科研隊(duì)伍研發(fā)的光學(xué)計(jì)算機(jī)成果顯著，該計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比電子計(jì)算機(jī)快了一千多倍，而且準(zhǔn)確率相當(dāng)高。除此之外，有些超高速計(jì)算機(jī)只能在低溫狀態(tài)下運(yùn)行，而光學(xué)計(jì)算機(jī)不受溫度的限制；光學(xué)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)量超大，抗干擾能力超強(qiáng)，不管在什么條件下都能正常運(yùn)行；光腦具有與人腦相似的特性，就算系統(tǒng)中的某一元件出現(xiàn)損壞，也不影響運(yùn)算結(jié)果。
（四）含苞待放的量子計(jì)算機(jī)
計(jì)算機(jī)專家已經(jīng)根據(jù)量子學(xué)理論知識(shí)，在量子計(jì)算機(jī)的研制方面取得了一定成果，如：美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)成功完成了4個(gè)“鋰離子”量子的纏結(jié)狀態(tài)，這一成果體現(xiàn)了人類在量子計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域上已經(jīng)更上一層樓。
（五）應(yīng)用納米技術(shù)的納米計(jì)算機(jī)
納米計(jì)算機(jī)是用納米技術(shù)研發(fā)的新型高性能計(jì)算機(jī)。應(yīng)用納米技術(shù)研制的計(jì)算機(jī)內(nèi)存芯片，其體積只有數(shù)百個(gè)原子大小，相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。美國(guó)正在研制一種連接納米管的方法，用這種方法連接的納米管可用作芯片元件，發(fā)揮電子開(kāi)關(guān)、放大和晶體管的功能。專家預(yù)測(cè)，10年后納米技術(shù)將會(huì)走出實(shí)驗(yàn)室，成為科技應(yīng)用的一部分。納米計(jì)算機(jī)體積小、造價(jià)低、存量大、性能好，將逐漸取代芯片計(jì)算機(jī)，推動(dòng)計(jì)算機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展。
當(dāng)然，以上僅是本人對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的幾點(diǎn)淺薄認(rèn)識(shí)和看法，對(duì)于此問(wèn)題的研究，有待于我們做進(jìn)一步的探討和思考。
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論文摘要：科學(xué)的發(fā)展模式是科學(xué)哲學(xué)所關(guān)注的核心問(wèn)題之一。本文闡述庫(kù)恩的經(jīng)典的科學(xué)發(fā)展模式理論基礎(chǔ)上對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展道路進(jìn)行詳盡的分析、說(shuō)明，并給出了計(jì)算機(jī)科學(xué)繼續(xù)發(fā)展要進(jìn)行改革的必然性，最后給出計(jì)算機(jī)科學(xué)改革的幾點(diǎn)建議。
本文主要介紹庫(kù)恩的科學(xué)發(fā)展模式：前科學(xué)→常規(guī)科學(xué)→反常和危機(jī)→科學(xué)革命→新的常規(guī)科學(xué)，庫(kù)恩的模式是以“范式”的變革為核心的。庫(kù)恩的科學(xué)發(fā)展模式中，科學(xué)是在周期式的循環(huán)中發(fā)展，通過(guò)科學(xué)革命，從一個(gè)常規(guī)科學(xué)過(guò)渡到另一個(gè)常規(guī)科學(xué)。既有常規(guī)科學(xué)時(shí)期的一般知識(shí)累積的過(guò)程，又有科學(xué)革命時(shí)期的范式新舊更替的過(guò)程。
一、前科學(xué)階段。所謂前科學(xué)，就是尚未形成該學(xué)科“范式”的原始科學(xué)階段。在計(jì)算機(jī)科學(xué)形成具體的理論科學(xué)之前，計(jì)算機(jī)科學(xué)當(dāng)屬于前科學(xué)階段。在這一階段中，機(jī)械計(jì)算機(jī)拓荒的時(shí)代，那些所謂的“計(jì)算機(jī)”都是基于機(jī)械運(yùn)行方式，盡管有個(gè)別產(chǎn)品開(kāi)始引入一些電學(xué)內(nèi)容，卻都是從屬與機(jī)械的，還沒(méi)有進(jìn)入計(jì)算機(jī)的靈活：邏輯運(yùn)算領(lǐng)域。
二、常規(guī)科學(xué)階段。科學(xué)家們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和爭(zhēng)論，形成了公認(rèn)的“范式”，并依靠共同信仰的范式把大家統(tǒng)一為一個(gè)科學(xué)共同體。可以說(shuō)，這一范式的形成，是前人不斷摸索，不斷進(jìn)行理論研究，后人在前人的理論基礎(chǔ)上，將理論與實(shí)踐相結(jié)合的偉大成果。在此之后計(jì)算機(jī)科學(xué)已經(jīng)形成了一套完整的理論體系，為后人繼續(xù)對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)研究提供指明了方向。也使得計(jì)算機(jī)科學(xué)傲然屹立于自然科學(xué)領(lǐng)域之中。為人們的生產(chǎn)，生活提供不可思意的幫助。
三、反常階段。科學(xué)探索中新事物是層出不窮的，當(dāng)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了范式預(yù)期之外的新事物、新現(xiàn)象、新發(fā)現(xiàn)，用范式難以解釋，這就是反常現(xiàn)象。反常的出現(xiàn)，推動(dòng)更多科學(xué)家通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)搜集更多的反常去證實(shí)反常。在當(dāng)今社會(huì)我們可以清楚的看到，人們的需要不再是單純的學(xué)會(huì)使用計(jì)算機(jī)，了解什么是計(jì)算機(jī)?而是如何使得人們?cè)偈褂糜?jì)算機(jī)時(shí)舒適，方便，如何使計(jì)算機(jī)更好的與其他學(xué)科結(jié)合，解決其他學(xué)科中的難題等等。計(jì)算機(jī)的研究者們應(yīng)該將計(jì)算機(jī)的相關(guān)理論與其他學(xué)科的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，深入研究。新技術(shù)革命的浪潮對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)而言是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇，計(jì)算機(jī)科學(xué)工作者應(yīng)抓住機(jī)遇，不要囿于前人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，應(yīng)大膽提出異議，促進(jìn)計(jì)算機(jī)學(xué)理論的更新和革命。
四、危機(jī)階段。當(dāng)反常現(xiàn)象大量出現(xiàn)，并成為常規(guī)科學(xué)無(wú)法解決的難題時(shí)，人們開(kāi)始懷疑范式，失去對(duì)范式的信任，科學(xué)共同體開(kāi)始分化，這時(shí)才有可能打破舊范式的統(tǒng)治轉(zhuǎn)向接受新范式。由于受舊范式支配的常規(guī)科學(xué)面臨生死存亡的考驗(yàn)，反常勢(shì)必導(dǎo)致危機(jī)。隨著反常現(xiàn)象的不斷出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向成為計(jì)算機(jī)工作者最為關(guān)心的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)以后究竟向著什么方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)界還未形成同一的共識(shí)。有識(shí)之士認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)只有向其他的學(xué)科滲透，與其他的學(xué)科相結(jié)合，才是計(jì)算機(jī)發(fā)展的唯一正確的道路，才能跟上時(shí)展的步伐。單純的為了發(fā)展計(jì)算機(jī)而發(fā)展計(jì)算機(jī)已沒(méi)有什么有意義的前景。為此，計(jì)算機(jī)工作者在危機(jī)面前必須樹(shù)立堅(jiān)定的信念，做大量艱巨而細(xì)致的工作，以迎接計(jì)算機(jī)科學(xué)革命的到來(lái)。
五、科學(xué)革命階段。大規(guī)模，超大規(guī)模計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，其所取得的成就對(duì)于計(jì)算機(jī)的以后發(fā)展起到非常重要的作用。我們今天所處的時(shí)代與大規(guī)模，超大規(guī)模計(jì)算機(jī)時(shí)代雖有不同，但也有很大的相似，我們擁有現(xiàn)代最科學(xué)的哲學(xué)—哲學(xué)的指導(dǎo)，自然科學(xué)飛速發(fā)展，各學(xué)科之間聯(lián)系日益廣泛。特別是近數(shù)十年來(lái)，自然科學(xué)在高度分化的基礎(chǔ)上開(kāi)始轉(zhuǎn)向重新綜合的趨勢(shì)。現(xiàn)代系統(tǒng)論、信息論、控制論、協(xié)同學(xué)、耗散結(jié)構(gòu)理論等邊緣學(xué)科、綜合學(xué)科理論的興起，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中已由原有的計(jì)算機(jī)硬件向計(jì)算機(jī)軟件，硬件的轉(zhuǎn)變，同時(shí)“人工智能”，“通訊工程”等的出現(xiàn)，都為計(jì)算機(jī)科學(xué)革命提供可能和有利條件。
六、新常規(guī)科學(xué)階段。科學(xué)革命以后，科學(xué)即轉(zhuǎn)入新的常規(guī)科學(xué)，進(jìn)入了在新范式指導(dǎo)下的漸進(jìn)式發(fā)展。科學(xué)史就是常規(guī)科學(xué)和科學(xué)革命不斷交替的過(guò)程，循環(huán)往復(fù)，永無(wú)止境。跟上了時(shí)代步伐的新的中醫(yī)理論體系(新范式)會(huì)隨著社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)的發(fā)展而不斷地向前發(fā)展。這一新的理論是以現(xiàn)代語(yǔ)言描述的，因而容易被世界人民所接受，并因?yàn)槠湔w辯證的特色而廣泛受到歡迎，且使這一學(xué)科本身蘊(yùn)藏著無(wú)窮的發(fā)展?jié)摿ΑＰ碌挠?jì)算機(jī)理論體系還會(huì)給未來(lái)社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)以反饋，產(chǎn)生深刻的影響，從而有助于未來(lái)社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)的發(fā)展。作為以實(shí)踐應(yīng)用為主要研究目標(biāo)的計(jì)算機(jī)科學(xué)體系，在發(fā)展的過(guò)程中，也會(huì)找到與其他學(xué)科越來(lái)越多的交叉點(diǎn)和結(jié)合點(diǎn)，在相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，各自克服缺陷的前提下，經(jīng)過(guò)各自一次又一次的科學(xué)革命，最終一定能夠達(dá)到完全融合。
既然計(jì)算機(jī)科學(xué)即將面臨一場(chǎng)危機(jī)，我們就要想辦法解決危機(jī)。要解決危機(jī)，必須進(jìn)行革命，拋棄舊范式，建立新范式。要?jiǎng)?chuàng)建新范式，就需要批判精神與創(chuàng)造精神。對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)進(jìn)行革命，可從以下幾個(gè)方面著手。首先要繼續(xù)深化本學(xué)科的發(fā)展，向高層次，深層次發(fā)展。要對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的深化發(fā)展。其次，要拓寬本學(xué)科的發(fā)展方向，建立新的發(fā)展方向，如現(xiàn)在新興的人工智能，通訊工程等。最后，要加強(qiáng)同別的學(xué)科的聯(lián)系，將計(jì)算機(jī)科學(xué)努力滲透到其他自然科學(xué)領(lǐng)域，才能使得計(jì)算機(jī)科學(xué)在自然科學(xué)日新月異的當(dāng)今社會(huì)繼續(xù)存在，發(fā)展，強(qiáng)大。
參考文獻(xiàn)：