试论微型计算机科学与技术发展

崔娟秀

摘要：本文阐述了微型计算机科学与技术发展，主要从超级计算机、新型高性能计算机以及量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等，为科学与技术发展开拓新局面。

关键词：微型计算机超级计算机量子计算机光子计算机

21世纪是人类走向信息社会的世纪，是网络的时代，是超高速信息公路建设取得实质性进展并进入应用的年代。那么在世纪之交的今天，信息技术的发展将会有什么新的变化呢？

一、超级计算机

超级计算机也叫作超高速计算机，它有着与其他计算机不同的特点，具体表现在以下几点：首先，采用平行处理技术，旨在改进计算机的结构；其次，在实践中，超级计算机的系统能够同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，简单地说，它能够提高计算机的运行速度，所以又叫超高速计算机；最后，由于其速度快，人们能够及时地获得自己想要的数据分析以及模拟成果。就超级计算机的组成而言，它会用到数百甚至上千的处理器（机），它最主要的优点是能够完成普通计算机和服务器不能计算的大型复杂任务。最大的超级计算机有着人们难以想象的能力，它接近于复制人类的大脑，具有很多的智能成分。在中国，很多耗时、耗巨资拍摄的电影都会出现特技效果，这些特技效果就是在超级计算机上实现的。美国、日本等更是成为世界上最早拥有超级计算机的国家.

二、新型高性能计算机

随着计算机应用领域的不断拓展，各国不断加大了在研究、开发方面的投入。在以后的日子里，人们会接触到各种类型、各种功能的计算机，它们在进入人们视野的同时，还会影响人们的生活以及工作.

1.量子计算机。量子计算机（quantumcomputer）是理查德·费曼基于量子理论提出的一种新型计算机，它与我们的数学、物理密切联系，因为其涉及了量子力学规律以及高速数学、逻辑运算，从某种程度上来说，它还是一种物理装置。值得重视的是，量子计算机概念的提出综合了方方面面的因素，其来源就是相关专家对可逆计算机的研究。在量子计算机中，应用的是量子比特，这种特有的应用能够同时处在多个状态，而不是与传统计算机一样的二进制状态。

2.光子计算机。光子计算机中，人们最为关注的存在就是光信号，通过光信号就能够进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和信息处理。就其构成而言，有着极强的复杂性，主要包括激光器、光学反射镜、滤波器等光学元件和设备。1990年，美国一个研究室制成了世界上第一台光子计算机，美国充分地应用了光子计算机的优势，在接下来的几年更是取得了非凡的成就。因为光子比电子的速度快，所以光子计算机的运行速度会达到一万亿次。相关研究表明，光子计算机的存储量是现代计算机的几万倍。目前，光子计算机的运行速度正呈上升趋势，很多国家都投入巨资研究光子计算机，希望能够取得可喜的成就。在未来几年或者几十年，光子计算机会成为人类最普遍的工具，在人们的生产以及生活中被普遍运用。

3.分子计算机。分子计算机的出现是人类计算机发展史上最大的成就之一，它最伟大的表现是利用分子计算的能力进行信息的处理。作为一种新型计算机，它有着自身独特的优点，比如体积小、耗电少、运算快以及存储量大等。一直以来，很多人不明确是什么导致分子计算机体积这么小，其实这个问题很容易理解，因为分子计算机依靠的是分子纳米级的尺寸。纳米级的分子，这是一个微乎其微的存在，在现实生活中，人们要运用无限大倍数的显微镜才能观察得到。正是这种很小的存在减小了计算机的体积。此外，分子计算机耗电量可大大减少并长期地存储数据。

4.纳米计算机。纳米计算机是一种新型的计算机，它最主要的优点是将纳米技术运用于计算机领域。“纳米”本身是一种计量单位，采用纳米技术不仅能够减少芯片成本，还能够制定出具有特定功能的产品。21世纪的今天，纳米计算机的成功研制已有一些鼓励人心的消息，但并不是说取得了完美的成功，它还需要人们不断地去探索、去挖掘。现在，纳米计算机正从微电子机械系统起步，在起步阶段，它会不可避免地遇到这样那样的问题，这些问题得不到解决，会变成巨大的障碍，影响计算机科学技术的进一步发展。为此，相关专家必须从自身出发，在不断借鉴外国先进、科学经验的基础上不断地探索，争取最大限度推动中国计算机行业的快速发展。

综上所述，计算机科学与技术会朝着以下三个方面发展：首先，向“高”度方向发展。不管是性能还是运算速度，都会发生可喜的变化，最重要的是计算机的主频会越来越高，使成千上万台计算机协调工作已经不是梦想。其次，向“广”度方向发展。不久的将来，计算机会无处不在，不管是什么领域、什么行业、怎样的家庭，都会接触到计算机。最后，向“深”度方向发展。也就是说，它会向着信息的智能化发展，人们会在网络上找到大量的信息，未来计算机做的，就是想方设法把这些知识变成你想要的知识，这是计算机科学的重要课题，也是计算机领域专家不断努力的方向。

参考文献

[1]谢平对计算机科学与技术发展趋势的探讨.计算机光盘软件与应用，2017，6。

[2]甘黛娴计算机科学与技术的发展趋势探析.计算机光盘软件与应用，2017，5。