《计算机技术发展趋势及实际应用【10000字】》

第1章计算机技术的发展和趋势1.1传统计算机的发展1.1.1大型计算机工业革命使人力几乎在各个领域得到延伸，1700年，一个人生产1磅纱线需要花费200个小时，而到了1824年，相同的工作就只需要花费80十分钟。19世纪，查尔斯.巴贝奇发明了第一台机械计算机，用来制作对数和三角的数学表。到了第二次世界大战，计算机第一次被迫切需求，在当时，盟军需要精准地计算炮弹的弹道以射中目标，但是，由于其公式的复杂，一个优秀的计算者计算一次也需要20个小时。正因为如此，科学家研制出了第一台现代电子计算机埃尼阿克（电子数字积分计算机），这将以此计算所花费的时间缩小到了30秒左右。仍然会占满一整个房间，而且费用昂贵，也只有高技术人员才可以操作。图1-1埃尼阿克1.1.2小型计算机随着时间的推移，技术的发展，芯片和集成电路的产生使得小型计算机的出现成为可能。小型计算机大概有冰箱大小，比大型电脑便宜很多。1965年，美国数字设备公司制造出PDP-8,这也是计算机第一次在商业上取得成功。用一台购买大型计算机的价钱，就可以买到五台PDP-8，小型计算机的低价和小巧使得它被应用在了很多新的领域。在工厂，小型计算机成为票务公司的中央服务器，运行着公共交通系统，操纵着超市的中央付款系统。大型机将商务记账部分自动化，儿小型电脑将商务流程自动化。1.1.3台式计算机商用微处理器—英特尔4040，尽管这款处理器的功能远不如小型计算机和大型计算机的中央处理器强大，但它独特的优势在于可以供所有组装电脑的人使用，这也就意味着，个人用的计算机成为了可能。同年，《大众电子学》杂志的封面文章介绍了第一台台式电脑“牛郎星”，在随后的数十年里，个人计算机得到了飞速的发展，它实现了办公自动化，也然计算机第一次真正意义上走进了人们的日常生活1.1.4互联网个人计算机传统的个人计算机是自给自足的，使用者可以购买软件安装至自己的个人计算机上。可以使用它打字、计算、玩游戏，这都属于用户的个人的工作和娱乐工具。利克里德是一位由心理学家转行的计算机科学家，他最早在1960年提出了计算机“思维中心”的概念，尚未在互联网出现之前描述了互联网。1969年，阿帕网诞生，他在建立之初是军方的研究工具，但是后来成为了一个活跃的社交网络，这也是现代互联网的前身。如今，互联网已经成为了现代社会的核心，截止到目前，全球的数十亿台个人计算机都已经成为了互联网个人计算机，并且，互联网已在不断推陈出新，每年各种新奇的服务满足我们的传统需求。1.1.5中国计算机发展第一代电子管计算机研制（1958-1964年)这是我国自1957年在计算机技术研究所，中国科学院开始研制通用数字计算机，1958年8月1日，这种机器可以执行短程序操作，标志着我国第一台电子数字计算机的诞生。这台机器开始在738工厂小批量生产，被命名为型号103或djs-1。1958年5月，中国开始研制第一台大型通用电子数字计算机104。与此同时，夏培素院士领导的研究小组于1960年4月首次设计开发了小型通用数字电子计算机107。1964年，中国第一台大型通用数码管计算机119研制成功。第二代晶体管计算机研制(1965-1972年)1965年，中国科学院成功研制出中国第一台大型晶体管计算机109b型计算机，改进了109b型计算机，两年后又引进了109c型计算机，在中国试制两枚原子弹中发挥了重要作用，被用户誉为“功勋机器”。华北计算机研究院已成功开发出108,108bdjs-6,121djs-21和320djs-8，并在包括738工厂在内的5家工厂生产。从1965年到1975年，738家工厂生产了380多种第二代产品，其中包括320台机器。1965年2月，哈尔滨军工大学前身国防科技大学成功推出441b晶体管计算机，小批量生产40多台。第三代中小规模集成电路的计算机研制(1973-80年代初)1973年，北京大学和北京有线电视发电厂等单位联合开发了一种大型通用计算机，运行速度达到每秒100万次。1974年，清华大学与其他单位共同设计开发了djs-130小型计算机，后来又引进了djs-140小型计算机，形成了100个系列产品。同时，以华北计算机研究所为主要基地，组织全国57个单位联合设计djs-200系列计算机，同时还设计开发了djs-180系列超小型计算机。20世纪70年代末，电子32部和国防科技大学成功研制出655和151架飞机，速度在数百万次级。20世纪80年代，中国的高速计算机，尤其是矢量计算机有了新的发展。第四代超大规模集成电路的计算机研制与国外一样，我国第四代计算机的发展也是从微机开始的。1980年初，我国许多单位开始研制z80、x86和6502芯片的微机。1983年，电子学系六个研究所成功研制出与ibmpc兼容的djs-0520微型计算机。十多年来，中国微型计算机产业走过了一条不平凡的道路，以联想微型计算机为代表的国产微型计算机占据了国内市场一半以上的份额。图1-1中国计算机发展1.2计算机技术发展的趋势计算机技术在国际上已经有了很长的发展史，随着社会的发展和技术的更新，计算机技术的发展也将朝着智能化、人性化、多功能化等方向发展。1.2.1智能化随着计算机以每秒2亿个数字的速度快速发展，计算机正在为我们的生活和工作服务。电脑正成为越来越有效的帮手，它们不仅可以和人一样思考，而且在紧急情况下也可以冷静地应对。目前许多智能成果已经应用到人们生活的各个方面，如智能家居门禁系统和智能社区服务系统。此外，计算机智能的发展也越来越多地应用于军事、科学研究、航空等领域。1.2.2人性化计算机人性化的发展是为了更好地服务于人们的生活，成为人们生活中最忠实的“保姆”。计算机人性化的发展没有进入每个家庭的原因之一是缺乏交互式的发展，人们不能有效地与之进行语言或书面的交流，使人们不能很有效地使用它。随着计算机技术的发展，人性化也必将成为其发展的一个重要方向。计算机的人性化发展需要更多的人性化思维，更多的计算机与人之间的交流应该从语言、写作等方面来实现，实现一个简单的操作过程，使它像家用电器一样简单，成为人们生活中不可缺少的一部分。1.2.3多功能化多功能化是计算机技术发展的必然趋势，在计算机技术发展初期，主要是为了完成一定的数学计算任务，随着计算机技术的进一步发展，单方面的数学计算已然满足不了人们对计算机的需求，人们想要通过计算机技术完成更多的任务，与此同时图像、声音、影响都能够功能便应运而生。现如今的计算机技术已经朝着多功能化方向发展，它可以是一个集打印、传真、复印、扫描等功能于一身的多功能打印设备，可以是一个集多项办公功能于一身的办公设备，也可以是一个集音乐、视频、文字于一身的娱乐设备等等，多功能化发展必将在快速的计算机技术发展进程中为其点亮一盏明灯。第2章计算机技术的应用计算机经历了70多年的发展过程，现在的计算机已经进入了家庭，进入了办公室，现在的计算机不应用于一些专业领域，如国防、银行等。计算机技术的应用改变了人们的生活方式，传统的人们的生活购物是去实体店购物，一个实体比较，更麻烦，可以说购物是很不方便的。在“互联网+”时代，随着电子商务行业的快速发展，人们可以通过在线平台进行购买，例如，他们可以去淘宝、京东网等网站选择自己喜欢的商品，所以购物不仅方便，而且通常比实体店便宜。计算机技术的发展改变了人们的娱乐方式。例如，过去必须去电影院看电影的人现在可以在家里不受时间限制地用电脑看电影，电脑技术的应用也促进了影视制作的发展。当前，中国影视产业不断发展和完善，提高了实际应用效果，提高了影视作品的质量，丰富了人民生活，增加了人民娱乐的接入。现在计算机用户逐年增加，家庭、单位、公共场所都在用计算机进行工作，现在计算机已经成为人们生活中的一部分，计算机技术已经关系到人们生活的重要事情。2.1计算机技术应用于通信2.1.1计算机技术在通信中所发挥的重要作用传递内容更加多样化传统的通信技术主要以传输声音和字符为主，单一的传输方式已不能满足新时代信息功能的需要。然而，计算机技术在通信中的应用可以进一步改善传统通信技术如声音、图像、视频、语音等的缺点，在很大程度上满足客户的多样化需求。传输效率更快在传统通信中，信息的传输时间很长，只有通话时间达到15秒，一个完整的信息传输时间需要3-5分钟。计算机技术在通信中的应用可以大大缩短信息传输的时间，从几分钟缩短到几秒钟，甚至缩短到大约一秒钟，可见，计算机通信技术比传统的通信技术更有效率。3、较好地提高抗干扰性能计算机技术在通信中的应用，能够及时对侵犯信息的程序发出信号，较好地提高抗干扰能力，在人类不断创新技术的过程中，对相关系统进行加密，使其具备自动抗信号入侵功能，不仅为通信企业节省了大量的人工服务，同时降低了通信成本。2.1.2计算机在通讯中的有效应用计费系统在新的形势下，计算机技术的不断改革和创新使其技术进入了成熟阶段，尤其是在时间的积累下，它在各个领域都发挥着重要作用。随着社会经济的快速发展，人们对计算机技术通信提出了越来越高的要求。例如，外汇系统必须具有会计功能。此功能的应用不仅可以增加信息的存储量，而且形成多种计费功能，并且计费标准具有一定的针对性，在很大程度上满足了企业对用户的需求。同时，在应用计算机技术的过程中，企业可以根据自身的实际情况搭建计费平台，通过不同的计费方式减轻通信计费管理的负担，为企业内部管理提供便利条件。2.信息管理系统在我国经济快速发展的背景下，各个领域的发展都进入了一个蓬勃发展的阶段。因此，各行各业的竞争日趋激烈，企业要想在市场竞争中立于不败之地，就必须加强各种管理，提高企业的整体竞争力。因此，通过应用计算机技术，科学合理地安排各项管理工作，满足各部门的管理需要，不仅能有效地避免数据和信息的错误，而且减轻企业的压力，可见，借助计算机通信技术的应用，实现了各部门之间信息管理的协调统一，有助于提高整体管理水平。3.自动查号系统随着计算机技术的快速发展，其各项功能也在不断增加，促使通信系统功能越来越全面，自动查号系统作为通信系统的重要组成部分，在融合计算机技术后形成的自动查号方式要比传统查号方式更有效率，其查号准确率也明显提高。同时，更有利于用户对数据信息的更新及修改，促使通信企业数据信息更加安全可靠。前景展望计算机领域已经占领了整个市场。计算机技术在通信系统中的应用，不仅推动了通信企业向高端化方向发展，而且提高了通信技术在相关领域的实用性。专家们对计算机技术在通信中的应用也有了深刻的认识，并对其优缺点进行了有效的比较，得出结论:计算机技术在通信中的应用具有一定的稳定性，在不断提高科技水平的前提下，计算机通信技术的整体性能也得到了提高。这一技术的有效整合进一步促进了信息领域的发展，二者的作用相辅相成，对通信企业的发展产生了积极的影响，是现代科学技术发展不可或缺的新生力量，其发展前景更加不可预测。2.2计算机技术应用于经济在传统经济型企业的运营过程中，企业内部的工作环境和工作方式直接影响企业的经济效益。随着经济型企业规模的不断扩大，内部工作中需要处理的信息越来越多，员工采用传统的工作方式，经常按照企业的层次进行自上而下的信息传递，导致信息传递效率低下，不能及时实现企业的决策和发展方向。而在经济企业决策沟通过程中，可能会影响信息的准确性，从而导致经济企业发展缓慢。此外，经济型企业的管理者不能及时把握市场趋势，不能设计出合理的企业规划和方案。将计算机科学技术融入经济型企业的经营活动中，可以解决上述企业经济发展的弊端，计算机科学技术将为企业员工的交流营造一个新的环境，充分发挥计算机科学技术信息的快速、高效传播，促进各级经济型企业订单的快速、准确传播。同时，经济企业的管理者通过计算机科学技术，认真分析市场的发展过程，结合社会有关事件的发展方向，准确、完善地规划本企业的发展方向和具体实施方案，从而为经济企业形成新的经营环境，促进其工作效率和质量的提高，全面推动国民经济的发展。在经济企业发展的过程中，企业之间的交流与合作是企业发展的重要组成部分，它们之间的商品相互协调，促进企业自身的发展。在传统的经济企业之间的交流中，通常是通过电话交流和面对面的谈判。在经济交往过程中，双方没有直观的了解，不能保证彼此的可信赖性，经济交往的风险更大。同时，在传统经济企业的沟通中，双方往往以书面形式确认交易过程，彼此之间的信息容易泄露，给各自经济企业的发展带来了隐患。当计算机科学技术应用于经济企业的通信时，电子商务的通信成为企业间合作的主要方式。通过电子商务的方式，经济企业可以清楚地掌握彼此的信息，通过了解彼此以往经济交流的目标和结果，进一步确保双方经济合作的安全，从而便于评估彼此经济合作的信任程度。与此同时，在电子商务经济合作中，合作合同以电子版的形式签订，并利用计算机科学技术在互联网上安全、保密地保存合作合同，避免重要信息从双方泄露和被盗，最大限度地消除了企业自身经济发展的安全隐患。此外，通过电子商务的经济交流模式，双方可以建立长期稳定的合作关系，进一步促进企业发展规模的扩大，提高企业工作效率。最后，在经济型企业中，充分利用计算机科学技术的安全性，在企业内部建立全面、系统的管理体系，为企业经济的快速发展奠定坚实的基础。在企业经济发展过程中，主要是企业与消费者之间的商品交易，但在传统的商品交易中，当消费者购买一定数量的商品时，发现存在一定的隐患或不合格商品，但不能及时将具体信息反馈给生产者，导致消费品不能正常销售，制约了生产者的发展，逐渐降低了国民经济的发展速度。当计算机科学技术进入企业经济发展时，商品交换、交易模式不断完善，首先，客户可以直接在线订货。一方面，扩大了电子商务的商品交易范围;2.3计算机技术应用于医疗计算机技术的快速发展能逐步完善信息化医疗服务水平，医疗服务中融入计算机技术能管控患者就诊过程中的最高费用，避免部分不良。从业人员随意提高药品价格，谋取私利。此外，通过信息化医疗水平能管理各类处方药物，避免不良从业人员随意开取各类特殊药物。通过医疗服务信息化，能全面加快患者诊疗时间，缓解患者的紧张心理，避免发生各项纠纷。从我国现阶段医疗服务实际发展水平来看，各地区医疗服务供给不平衡，患者多样化的医疗服务需求高于医疗服务供给，为部分不法分子随意倒卖医生诊号、处方药提供了可乘之机。此类不良不法行为对我国医疗机构的稳定运行和病患者的身体健康产生了较大影响。国家相关部门对此类问题一直保持积极管控态度，但部分区域实际管控成效有待提升。通过应用信息化医疗服务技术，能有效储存患者相关就诊信息，且此类信息主要由国家进行管控，能建立安全、稳定的医疗环境。2.3.1全面完善手工医疗的方式采取相应措施促使传统手工医疗服务方式实现全面改革，是新时期社会发展对医疗服务提出的基本要求。虽然传统人工医疗服务方式具有良好的精细程度，但是全面创新传统手工医疗方式是推动医疗卫生行业发展的重要路径。信息化医疗服务系统中，可以应用智能化、自动化方式创新医疗服务，提升医疗服务工作效率。此外，通过医疗服务技术统一编程标准，控制医疗服务中多项失误问题，提升医疗质量。医院本职是救死扶伤，处理好与医院患者之间的关系对优化医疗服务工作具有重要作用。2.3.2完善病患者住院流程诸多患者住院流程中的各项手续与程序较为复杂，需要医院的不同科室部门进行确认，对病患者治疗时间与治疗质量影响较大。传统医院患者住院流程中，涉及到病人挂号、就诊、缴费和入院手续办理等多个环节，各个流程都需要排队，之后相关工作人员重复式登记各项信息，导致医院整体办事效率较低，影响了人们对医院服务的满意度，甚至有诸多患者对医院持有不满态度，致使医患矛盾日益扩大。目前，合理应用信息化技术进行救治，患者通过网络平台能提前查询相关信息，个人信息能够有效录入，避免信息多次录入，缴费等环节直接通过刷卡即可完成。如此一来，患者到医院只需完成会诊操作。2.3.3保障医疗服务资源有效共享计算机技术快速发展的背景下，信息化程度加深，现代化医疗服务中融入计算机技术，能有效提升医疗服务效率与质量。通过采用信息化医疗服务措施，患者各项就诊信息能完整记录在存储终端中，通过合理利用各项技术，相关医疗机构能全面评价医疗服务质量。借助信息化医疗服务手段能掌握医疗服务中存在的各项问题，创新传统医疗服务技术，保障医院与社会多个医疗机构之间加快资源共享，为医疗机构提供更全面的服务方法，促使服务质量全面提升。现阶段，计算机技术在我国医疗服务领域中得到有效实践应用，获取了良好的实践应用成果。诸多医院将信息化医疗服务措施作为提升医疗服务质量的重要措施。此类医疗措施能加快我国现代化医疗卫生事业发展，提升医院各个科室的医疗服务质量，对医院发展和病人健康都具有重要作用，且社会效益较高。比如，医院病人能通过医保卡在相应就诊科室进行预约挂号与缴费等，节约病人较多的救治时间。社会发展的新时期，信息化医疗服务是我国各个地区医疗机构日后发展的重要方向，我国目前各个医疗机构应结合自身发展实情，积极引入信息化医疗服务技术，确保各项医疗服务能为广大患者提供更多健康保障。图2-2网络医疗平台2.3.4全面提升医院工作人员信息化医疗服务技术水平信息化医疗服务体系成功建立后，医院要全面培训各个科室医生和医疗工作者，使各部门人员能掌握更全面的信息化医疗服务技术。只有医生全面掌握各类新型技术，医院引入更先进的医疗服务信息化技术，才能更好地发挥技术与系统的应用价值。医院相关管理部门可以定期组织专业人员展开技术讲座，进行技术指导，促使医护人员能在工作实践过程中全面掌握此类技术。2.4计算机技术应用于教育当新加坡于1965年宣布独立时，它不过是一个有着190万人口的岛城，只有低矮的房屋和疟疾肆虐。而如今，它已经是一个国内生产总值超过了芬兰和以色列，人均生产总值位列世界第五，超越了位列第十一的美国的国家，而这一切，都是因为新加坡一直坚持教育才是治国之本。在过去的一个多世纪里，一个城市的教育水平决定了这个城市的发展水平，在不同的国家之间，公民人均受教育时间每多一年，就会带来人均产值25.8的增长。然而如今，很多地区的教育体系却面临着困境。例如在美国，即使是考虑到通货膨胀的因素，从幼儿园到高中毕业的教育费用在过去的30年里也已经上涨了4倍。基本政府每年投入成百上千亿的资金用于教育补贴，仍然无济于事。例如在加州，2010年，加州投入960亿美元教育经费，但是，仍然30%的学校面临着财务困境，13个学区处于倒闭的边缘。计算机教育技术的应用有着诸多积极作用，其中最主要的，就体现在经济上。能有效提高教育质量。新的教育改革发展背景下，教学方法以及技术的应用，是推动教育改革发展的重要力量，教育当中课程的开发以及学习资源的利用，都需要计算机教育技术的支持，学习者也能通过计算机网络资源的应用丰富知识，给学习者提供了轻松宽泛的学习环境，这是促进教学质量的重要保障。计算机教育技术的价值体现在能最大化利用资源，减少字眼的浪费。教育工作的开展当中，在受到传统教育观念的影响下，教育中只注重知识的传输，而在教育资源的优化以及学习者学习主体性地位没有充分考虑，从而就造成了教育效率低的现象。通过计算机教育技术的应用，就能减少资源的浪费，将视频文字以及图像等资源加以综合应用，从而能将教育内容以文档方式呈现给学生，将丰富的网络资源加以应用，并能将资源分享等。计算机教育技术价值体现在能为学习者营造良好学习环境，计算机教育技术通过视听觉结合方式，对学生多感官进行冲击，让学习者在学习过程中更为轻松化。通过新的教育技术应用，也能激发学生学习好奇心，技术应用活跃了整个学习环境，这对促进学习者学习质量就能发挥促进作用。不仅如此，计算机教育技术有助于扩大教学的范围，在互联网的联通下，教师面向整个网络学生，这样就大大扩展了教学范围。图2-3网络公开课计算机教育技术在不断的发展过程中，技术进一步升级优化，在未来发展中将会实现网络化的发展目标。教育体制改革的深化实施背景下，这对学习资源设计开发以及整合管理就有着促进作用。计算机教育技术网络化的发展，方便了学习者的学习。计算机教育技术发展中，对教育资源的整合应用是未来发展方向，网络的教学资源比较丰富，有图片资源，视频资源，文字资源，声音资源等等。这些资源都能和教育内容进行结合，在网络技术的应用下加以整合和利用，这样的方式就能有效促进学习者对知识点的理解吸收。未来的计算机教育技术的应用发展当中，对网络教学资源的下载也会更为方便，教学资源发布之后学子着就能对这些资源及时性接触，第一时间对这些资源下载，从而方便了其学习。计算机教育技术在教育领域当中的应用，最为重要的是促进了教育改革，改变了传统教育的模式，为教育工作提供了新的思路和方法，这也为学习者的专业知识学习提供了技术支持。计算机教育技术的应用发展，将会为学习者提供更为舒适的学习环境，这是带给学习者学习动力的重要因素。网络技术的应用大大丰富了计算机教育的方法和内容，为学习者选择学习知识提供了有力平台，计算机教育技术向着多媒体化的方向发展，为学生提供更为丰富的学习资源，让学习者在实际学习当中能找到学习的乐趣。

第3章计算机技术的趋势3.1新型计算机3.1.1量子计算机量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理的量子物理设备，当某个设备是由两子元件组装，处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。图3-1量子纠缠3.1.2神经网络计算机人脑总体运行速度相当于每妙1000万亿次的电脑功能，可把生物大脑神经网络看做一个大规模并行处理的、紧密耦合的、能自行重组的计算网络。从大脑工作的模型中抽取计算机设计模型，用许多处理机模仿人脑的神经元机构，将信息存储在神经元之间的联络中，并采用大量的并行分布式网络就构成了神经网络计算机。3.1.3化学、生物计算机在运行机理上，化学计算机以化学制品中的微观碳分子作信息载体，来实现信息的传输与存储。DNA分子在酶的作用下可以从某基因代码通过生物化学反应转变为另一种基因代码，转变前的基因代码可以作为输入数据，反应后的基因代码可以作为运算结果，利用这一过程可以制成新型的生物计算机。生物计算机最大的优点是生物芯片的蛋白质具有生物活性，能够跟人体的组织结合在一起，特别是可以和人的大脑和神经系统有机的连接，使人机接口自然吻合，免除了繁琐的人机对话，这样，生物计算机就可以听人指挥，成为人脑的外延或扩充部分，还能够从人体的细胞中吸收营养来补充能量，不要任何外界的能源，由于生物计算机的蛋白质分子具有自我组合的能力，从而使生物计算机具有自调节能力、自修复能力和自再生能力，更易于模拟人类大脑的功能。现今科学家已研制出了许多生物计算机的主要部件—生物芯片。3.2人工智能领域人工智