时代变革的引导者—论计算机技术革新如何引领.doc

时代变革的引导者论计算机技术革新如何引领科技进步小组成员：张泽坤 蒙国强 黄金鹏 王娜 黄文旋 李文汐内容提要：计算机技术的种类多种多样，它们在我们的日常生活中扮演着不可或缺的重要角色。而一个时代的进步，与科技发展和技术革新是有着密切的联系的。在科技发展与时代进步的大前提下，环境问题的重要性同样不可忽视，计算机技术的“环保”革新之路应运而生，计算机技术由此走上了低能耗、高效率的新时代。关键词：推动者 计算机技术 革新 科技进步引言：在科技飞速进步的今天，计算机技术作为科技水平的中坚力量与直观体现，其对我们日常生活的重要性毋庸置疑，其革新更是为科技进步提供了不小的助力。并且计算机技术在自身发展与革新过程中对科技进步起着巨大的促进作用。对于我们来说，计算机技术是一门新奇的技术，那么，全面的认知与了解是必不可少的。本文就此展开论述，旨在探讨计算机技术革新引领科技进步的方式与方法及其与我们日常生活的联系。正文：一个时代的进步必然是由一个引导者的推动而开始的，而在21世纪的今天，扮演着这个引导者的，便是与我们有着不少渊源的计算机技术。计算机处于我们生活中的每个角落，它的作用是毋庸置疑的，并且在信息处理量日益增多的今天，计算机技术的革新成了当务之急，而其在自身的发展与革新过程中正推动者科技的进步乃至于时代的进步。计算机技术的内容非常广泛，可粗分为计算机系统技术、计算机器件技术、计算机部件技术、和计算机组装技术等几个方面。计算机技术包括运算方法的基本原理与运算器的设计、指令系统、中央处理器的设计、流水线原理机器在CPU设计中的应用、存储体系、总线的输入与输出。在如上列出的多种计算机技术中，我们接触最多的并且与我们关系最为密切的当属计算机器件技术与组装技术。如果我们将身边的计算机逐步拆开开观察，就会发现计算机系统是由数量和品种繁多的部件组成的。各种部件技术内容十分丰富，主要有运算与控制技术、信息存储技术和信息输入输出技术等。计算机的运算和逻辑功能主要是由中央处理器、主存储器、通道或 I/O处理器以及各种外部设备控制器部件实现的。中央处理器处于核心地位。运算算法的研究成果对加速四则运算，特别是乘除运算有重要作用，随着器件价格的降低，从逻辑方法上大大缩短进位与移位的时间。指令重叠、指令并行、流水线作业以及超高速缓冲存储器等技术的应用，可提高中央处理器的运算速度。微程序技术的应用，使原来比较杂乱和难以更动的随机控制逻辑变得灵活和规整，它把程序设计的概念运用于机器指令的实现过程，是控制逻辑设计方法上的一大改进,但因受到速度的限制,多用于中、小型计算机、通道和外部设备部件控制器中。早期计算机的各种控制，均集中于处理器，使系统效率很低。多道程序和分时系统技术的产生和各种存储器和输入输出部件在功能和技术上的发展，使计算机系统内部信息的管理方法与传输成为重要问题，计算机的控制从集中式走向分布式，出现了存储器控制技术与通道、外部设备部件控制技术等以此来提高计算机处理的效率与速度。存储技术使计算机能将极其大量的数据和程序存放于系统之中，以实现高速处理。由于存储手段在容量、速度、价格三者之间存在尖锐矛盾，存储器不得不采取分级的体系，形成存储器的层次结构，自上至下可分为超高速缓冲存储器、高速主存储器和大容量外存储器等。主存储器是存储体系的核心，直接参与处理器的内部操作，因此它应具有与处理器相适应的工作速度和足够大的容量。50年代以来虽出现多种基于不同物理原理的存储方法，但均未获得理想的结果。50年代中期,铁氧体磁心存储器问世,沿用达20年之久，直到70年代中期,MOS存储器技术兴起后才逐步被淘汰。MOS存储器在速度、价格、功耗、可靠性及工艺性能等方面均有很大优越性，是主存储器比较理想的手段。主存储器的工作速度，一直未能跟上处理器，一般慢510倍。为充分发挥处理器潜力,出现了超高速缓冲存储器。超高速缓冲存储器通常以与处理器同类的双极型器件构成，使二者速度相匹配，但由于价格较高，容量一般只有主存储器的几百分之一。计算机巨量的数据，存储于速度较慢价格较低的外存储器中，外存储器主要有磁盘机和磁带机。存储器的层次结构相对缓和了速度、容量、价格三者之间的矛盾，但给用户带来存储空间调度的困难。为此，一般以硬件自动调度缓存空间，使之透明于用户，以虚拟存储方法在操作系统软件的支持下，实施主存与外存之间的自动调度。输入输出设备是计算机送入数据和程序、送出处理结果的手段。输入的基本方法是以穿孔卡片或纸带为载体，经卡片或纸带输入机将数据和程序送入计算机，70年代初期出现的键控软盘数据输入方法已逐渐普及。将文字、数据的印刷体或手写体直接读入计算机的光文字阅读机已经实现，语音图像直接输入计算机的技术也已取得一定成果。由以上技术的发展过程可见，现如今的计算机技术正处于稳步发展阶段，作为一项新兴技术，其的发展必然将与我们的科技进步产生重要关联。这种说法由超级计算机“天河一号”的强势推出便得到了印证：国际超级计算机TOP500组织在北京时间17日上午8时正式发布了第三十六届世界超级计算机500强排名，安装在国家超级计算天津中心的“天河一号”以峰值速度4700万亿次、持续速度2566万亿次每秒浮点运算的优异性能位居世界第一，部署在国家超级计算深圳中心的“曙光星云”位居第三，另外39台国产超级计算机榜上有名，总体占有率8.2。这些数据充分表明在计算机技术革新与发展之后，我们国家的计算机水平跻身了世界领先水平国家之列，我们由此可以拥有更多的进步空间与更优良的竞争环境，从而促进我国科技水平稳步提高。拥有了先进的超级计算机的我国已经拥有了更加精确的计算数据，在科研技术同样至关重要的发展前景下，拥有更加精确计算数据的国家往往站在了更加有利的位置上，无论是对今后的技术发展来说还是对提高科研水平来说都是一次质的飞跃。除超级计算机之外，对日常生活来说更加具有实用性的存储技术同样是我们关注的重点。我们这一代人身处的时代正是计算机存储技术飞速发展的时代由USB1.0至2.0时代乃至于迈进USB3.0时代，代表着数据传输速率的一次又一次的提高。第一版USB 1.0是在1996年出现的，速度只有1.5Mbps；两年后升级为USB 1.1，速度也大大提升到12Mbps，至今在部分旧设备上还能看到这种标准的接口；2000年4月，目前广泛使用的USB 2.0推出，速度达到了480Mbps，是USB 1.1的四十倍；如今八个半年头过去了，USB 2.0的速度早已经无法满足应用需要，USB 3.0也就应运而生，最大传输带宽高达5.0Gbps，也就是625MB/s。以上数据告诉我们的是一个重要的信息：我们无需再为数据的传输与读取做更多的无谓的等待了，在数据存储技术迈进USB3.0时代的那天开始，我们的日常生活中便能比别人拥有更多的等待之余的时间去做其他的工作，或许这一点时间有些人无所谓，但是对于科研工作者来说，时间就是生命，就是保证工作完成效率的前提条件，或许一分钟不要紧，那如果是成百上千个一分钟的话，往往就能改变一些既定的事情。所以说，数据存储技术的革新造成的直接结果便是科研的进步，至少是科研时间利用效率上的进步。类似的计算机技术革新成果还有很多，可粗分为移动产品和无线产品两大类。无线产品，顾名思义，便是省去了传输用导线的产品，其通过红外、蓝牙、无线电等方式使导线无用武之地，能使计算机运行环境更为简洁。无线产品所使用的无线传输技术相较于从前的有线传输技术而言所产生的60-150ms的传输延迟这唯一的缺点同其所带来的便利相比几乎可以忽略不计。再观移动产品，其是指类似于闪存盘与移动硬盘之类的便携式硬件，其发明与革新主要是为了方便携带，所以此类产品的革新呈现出如下态势：距今时间越短的产品体积越小。移动产品的发明很大程度上便捷了人们的日常生活，使得人们获得更高效率、高质量的生活水平。相比无线产品，移动硬件技术发明对人们日常生活造成了更为直接的影响：人们无需携带笨重的硬盘出行、交换数据，闪存盘与移动硬盘能起到同样甚至是更好的作用。以上两种技术的推行及其便利性的推广后，一系列类似技术的发明使得我们的生活水平逐渐迈上了一个新的台阶，也使得科技水平有了长足的进步与发展。现在的科技技术发展，在注重发展速度与效率的基本要求上，更增加了一项更加符合现在时代发展需求的条件符合可持续发展的基本原则。是的，时代在进步，技术在革新，但是在这些光鲜的成果背后，环境的恶化直接导致了人类生活水平的下滑。站在引领科技进步的引导者、先驱者的风口浪尖上，计算机技术的革新必须符合眼下的当务之急“环保”。于是，一种既符合环境要求又能满足发展要求的新方针被提出，那便是“低碳”。在近段时间，“低碳”二字长期占据了计算机相关杂志与报刊的头条。“低碳”作为最符合“可持续发展原则”的方式，在2009年上半年于微型计算机中被大力标榜。而自2009年年中的计算机配件的发布与生产也积极响应这一号召，“低碳环保”的计算机硬件由此得以发展，并逐渐占据了市场的有利位置。科技进步，是建立在不破坏生态环境的前提下的，所以当“低碳环保”的计算机硬件被广泛地应用后，科研便可以拥有相对自由的发展空间了，各类新兴技术便有了更加良好的发展前景，这无疑是一次