计算机纳米技术篇1
【论文摘要】本文首先探讨了近似计算在静态分析中的应用问题，其次分析了纳米电子技术急需解决的若干关键问题和交互式电子技术应用手册，最后电子技术在时间与频率标准中的应用进行了相关的研究。因此，本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用价值。
一、近似计算在静态分析中的应用
在电子技术中应运中，近似计算贯穿其始终。然而，没有近似计算是不可想象的。而精确计算在电子技术中往往行不通，也没有其必要。尽管近似计算会引入一定的误差，但这个误差控制得好，不会对分析其它电路产生大的影响。所以关键在于我们如何掌握，特别是如何应用近似计算。
在工作点稳定电路中的应用要进行静态分析，就必须求出三极管的基电压，必须忽略三极管静态基极电流。这样，我们得到三极管的基射电子的相关过程及结论。
二、纳米电子技术急需解决的若干关键问题
由于纳米器件的特征尺寸处于纳米量级，因此，其机理和现有的电子元件截然不同，理论方面有许多量子现象和相关问题需要解决，如电子在势阱中的隧穿过程、非弹性散射效应机理等。尽管如此，纳米电子学中急需解决的关键问题主要还在于纳米电子器件与纳米电子电路相关的纳米电子技术方面，其主要表现在以下几个方面。
（1）纳米Si基量子异质结加工
要继续把现有的硅基电子器件缩小到纳米尺度，最直截了当的方法是采用外延、光刻等技术制造新一代的类似层状蛋糕的纳米半导体结构。其中，不同层通常是由不同势能的半导体材料制成的，构建成纳米尺度的量子势阱，这种结构称作“半导体异质结”。
（2）分子晶体管和导线组装纳米器件即使知道如何制造分子晶体管和分子导线，但把这些元件组装成一个可以运转的逻辑结构仍是一个非常棘手的难题。一种可能的途径是利用扫描隧道显微镜把分子元件排列在一个平面上；另一种组装较大电子器件的可能途径是通过阵列的自组装。尽管，purdueUniversity等研究机构在这个方向上取得了可喜的进展，但该技术何时能够走出实验室进入实用，仍无法断言。
（3）超高密度量子效应存储器
超高密度存储量子效应的电子“芯片”是未来纳米计算机的主要部件，它可以为具备快速存取能力但没有可动机械部件的计算机信息系统提供海量存储手段。但是，有了制造纳米电子逻辑器件的能力后，如何用这种器件组装成超高密度存储的量子效应存储器阵列或芯片同样给纳米电子学研究者提出了新的挑战。
（4）纳米计算机的“互连问题”
一台由数万亿的纳米电子元件以前所未有的密集度组装成纳米计算机注定需要巧妙的结构及合理整体布局，而整体结构问题中首当其冲需要解决的就是所谓的“互连问题”。换句话说，就是计算结构中信息的输入、输出问题。纳米计算机要把海量信息存储在一个很小的空间内，并极快地使用和产生信息，需要有特殊的结构来控制和协调计算机的诸多元件，而纳米计算元件之间、计算元件与外部环境之间需要有大量的连接。就现有传统计算机设计的微型化而言，由于电线之间要相互隔开以避免过热或“串线”，这样就有一些几何学上的考虑和限制，连接的数量不可能无限制地增加。因此，纳米计算机导线间的量子隧穿效应和导线与纳米电子器件之间的“连接”问题急需解决。
（5）纳米/分子电子器件制备、操纵、设计、性能分析模拟环境
当前，分子力学、量子力学、多尺度计算、计算机并行技术、计算机图形学已取得快速发展，利用这些技术建立一个能够完成纳米电子器件制备、操纵、设计与性能分析的模拟虚拟环境，并使纳米技术研究人员获得虚拟的体验已成为可能。但由于现有计算机的速度、分子力学与量子力学算法的效率等问题，目前建立这种迅速、敏感、精细的量子模拟虚拟环境还存在巨大困难。
三、交互式电子技术手册
交互式电子技术手册经历了5个发展阶段，根据美国国防部的定义：加注索引的扫描页图、滚动文档式电子技术手册、线性结构电子技术手册、基于数据库的电子技术手册和集成电子技术手册。目前真正意义上的集成了人工智能、故障诊断的第5类集成电子技术手册并不存在，大多数电子技术手册基本上位于第4类及其以下的水平。需要声明的是，各类电子技术手册虽然代表不同的发展阶段，但是各有优点，较低级别的电子技术手册目前仍然有着各自的应用价值。由于类以上的电子技术手册在信息的组织、管理、传递、获取方面具有明显的优点。
简单的说，电子技术手册就是技术手册的数字化。为了获取信息的方便，数字化后的数据需要一个良好的组织管理和提供给用户的形式，电子技术手册的发展就是围绕这一过程来进行的。
四、电子技术在时间与频率标准中的应用
时间和频率是描述同一周期现象的两个参数，可由时间标准导出频率标准，两者可共用的一个基准。
1952年国际天文协会定义的时间标准是基于地球自转周期和公转周期而建立的，分别称为世界时（Ut）和历书时（et）。这种基于天文方面的宏观计时标准，设备庞大，操作麻烦，精度仅达10-9。随着电子技术与微波光谱学的发展，产生了量子电子学、激光等新技术，由此出现了一种新颖的频率标准——量子频率标准。这种频率标准是利用原子能级跃迁时所辐射的电磁波频率作为频率标准。目前世界各国相继作成各种量子频率标准，如（133Cs）频标、铷原子频标、氢原子作成的氢脉泽频标、甲烷饱和以及吸收氦氖激光频标等等。这样做后，将过去基于宏观的天体运动的计时标准，改变成微观的原子本身结构运动的时间基准。这一方面使设备大为简化，体积、重量大减小；另一方面使频率标准的稳定度大为提高（可达10-12—10-14量级，即30万年——300万年差1秒）。1967年第13届国际计量大会正式通过决议，规定：“一秒等于133Cs原子基态两超精细能级跃迁的9192631770个周期所持续的时间”。该时间基准，发展了高精度的测频技术，大大有助于宇宙航行和空间探索，加速了现代微波技术和雷达、激光技术等的发展。而激光技术和电子技术的发展又为长度计量提供了新的测试手段。
总之，在探讨了近似计算在静态分析中的应用问题、纳米电子技术急需解决的若干关键问题和交互式电子技术应用手册后，广大科技工作者对电子技术在时间与频率标准中的应用知识的初步了解和认识。在当代高科技产业日渐繁荣，尖端信息普遍进入我们生活之中的同时，国家经济建设和和谐社会的构建离不开我们科技工作者对新理论的学习和新技术的应用，因此说，本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用价值是不足为虚的。
【参考文献】
[1]张凡，殷承良《现代汽车电子技术及其在仪表中的应用[J]客车技术与研究》，2006（01）。
[2]李建《汽车电子技术的应用状况与发展趋势》[J]，《汽车运用》，2006（09）。
[3]陶琦《国际汽车电子技术纵览》[J]，《电子设计应用》，2005（05）。
[4]刘艳梅《电子技术在现代汽车上的发展与应用》[J]，《中国科技信息》，2006（01）。
[5]魏万云《浅谈当代电子技术的发展》[J]，《中国科技信息》，2005（19）。
计算机纳米技术篇2
在电子技术中应运中,近似计算贯穿其始终。然而,没有近似计算是不可想象的。而精确计算在电子技术中往往行不通,也没有其必要。尽管近似计算会引入一定的误差,但这个误差控制得好,不会对分析其它电路产生大的影响。所以关键在于我们如何掌握,特别是如何应用近似计算。
在工作点稳定电路中的应用要进行静态分析,就必须求出三极管的基电压,必须忽略三极管静态基极电流。这样,我们得到三极管的基射电子的相关过程及结论。
二、纳米电子技术急需解决的若干关键问题
由于纳米器件的特征尺寸处于纳米量级,因此,其机理和现有的电子元件截然不同,理论方面有许多量子现象和相关问题需要解决,如电子在势阱中的隧穿过程、非弹性散射效应机理等。尽管如此,纳米电子学中急需解决的关键问题主要还在于纳米电子器件与纳米电子电路相关的纳米电子技术方面,其主要表现在以下几个方面。
(1)纳米Si基量子异质结加工
要继续把现有的硅基电子器件缩小到纳米尺度,最直截了当的方法是采用外延、光刻等技术制造新一代的类似层状蛋糕的纳米半导体结构。其中,不同层通常是由不同势能的半导体材料制成的,构建成纳米尺度的量子势阱,这种结构称作“半导体异质结”。
(2)分子晶体管和导线组装纳米器件即使知道如何制造分子晶体管和分子导线,但把这些元件组装成一个可以运转的逻辑结构仍是一个非常棘手的难题。一种可能的途径是利用扫描隧道显微镜把分子元件排列在一个平面上;另一种组装较大电子器件的可能途径是通过阵列的自组装。尽管,purdueUniversity等研究机构在这个方向上取得了可喜的进展,但该技术何时能够走出实验室进入实用,仍无法断言。
(3)超高密度量子效应存储器
超高密度存储量子效应的电子“芯片”是未来纳米计算机的主要部件,它可以为具备快速存取能力但没有可动机械部件的计算机信息系统提供海量存储手段。但是,有了制造纳米电子逻辑器件的能力后,如何用这种器件组装成超高密度存储的量子效应存储器阵列或芯片同样给纳米电子学研究者提出了新的挑战。
(4)纳米计算机的“互连问题”
一台由数万亿的纳米电子元件以前所未有的密集度组装成纳米计算机注定需要巧妙的结构及合理整体布局,而整体结构问题中首当其冲需要解决的就是所谓的“互连问题”。换句话说,就是计算结构中信息的输入、输出问题。纳米计算机要把海量信息存储在一个很小的空间内,并极快地使用和产生信息,需要有特殊的结构来控制和协调计算机的诸多元件,而纳米计算元件之间、计算元件与外部环境之间需要有大量的连接。就现有传统计算机设计的微型化而言,由于电线之间要相互隔开以避免过热或“串线”,这样就有一些几何学上的考虑和限制,连接的数量不可能无限制地增加。因此,纳米计算机导线间的量子隧穿效应和导线与纳米电子器件之间的“连接”问题急需解决。
(5)纳米/分子电子器件制备、操纵、设计、性能分析模拟环境
当前,分子力学、量子力学、多尺度计算、计算机并行技术、计算机图形学已取得快速发展,利用这些技术建立一个能够完成纳米电子器件制备、操纵、设计与性能分析的模拟虚拟环境,并使纳米技术研究人员获得虚拟的体验已成为可能。但由于现有计算机的速度、分子力学与量子力学算法的效率等问题,目前建立这种迅速、敏感、精细的量子模拟虚拟环境还存在巨大困难。
三、交互式电子技术手册
交互式电子技术手册经历了5个发展阶段,根据美国国防部的定义:加注索引的扫描页图、滚动文档式电子技术手册、线性结构电子技术手册、基于数据库的电子技术手册和集成电子技术手册。目前真正意义上的集成了人工智能、故障诊断的第5类集成电子技术手册并不存在,大多数电子技术手册基本上位于第4类及其以下的水平。需要声明的是,各类电子技术手册虽然代表不同的发展阶段,但是各有优点,较低级别的电子技术手册目前仍然有着各自的应用价值。由于类以上的电子技术手册在信息的组织、管理、传递、获取方面具有明显的优点。
简单的说,电子技术手册就是技术手册的数字化。为了获取信息的方便,数字化后的数据需要一个良好的组织管理和提供给用户的形式,电子技术手册的发展就是围绕这一过程来进行的。
四、电子技术在时间与频率标准中的应用
时间和频率是描述同一周期现象的两个参数,可由时间标准导出频率标准,两者可共用的一个基准。
计算机纳米技术篇3
【关链词】计算机发展趋势新型计算机
一、前言
计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来，计算机技术迅猛发展，传统计算机的性能受到挑战，开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口，新型计算机的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力，使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，对人类社会的发展产生深远的影响。
二、智能化的超级计算机
超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，进一步提高计算机运行速度。超级计算机通常是由数百数千甚至更多的处理器(机)组成，能完成普通计算机和服务器不能计算的大型复杂任务。从超级计算机获得数据分析和模拟成果，能推动各个领域高精尖项目的研究与开发，为我们的日常生活带来各种各样的好处。最大的超级计算机接近于复制人类大脑的能力，具备更多的智能成份.方便人们的生活、学习和工作。世界上最受欢迎的动画片、很多耗巨资拍摄的电影中，使用的特技效果都是在超级计算机上完成的。日本、美国、以色列、中国和印度首先成为世界上拥有每秒运算1万亿次的超级计算机的国家，超级计算机已在科技界内引起开发与创新狂潮。
三、新型高性能计算机问世
硅芯片技术高速发展的同时，也意味看硅技术越来越接近其物理极限。为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机的体系结构与技术都将产生一次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等，将会在二十一世纪走进我们的生活，遍布各个领域。
1.量子计算机
量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究，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、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态.使信息沿着聚合物移动.从而进行运算。量子计算机中的数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。因此，一个量子位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前计算机的pentiumDi晶片快10亿倍。除具有高速并行处理数据的能力外，量子计算机还将对现有的保密体系、国家安全意识产生重大的冲击。
无论是量子并行计算还是量子模拟计算，本质上都是利用了量子相干性。世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。目前已经提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。量子编码采用纠错、避错和防错等。量子计算机使计算的概念焕然一新。
2.光子计算机
光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传翰和存储。光子计算机即全光数字计算机，以光子代替电子，光互连代替导线互连，光硬件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。
3.分子计算机
分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，甚至在生物有机体中运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自动机模型、仿生算法、分子化学反应算法等几种类型。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高，分子计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的Dna溶液可存储1万亿亿的二进制数据。分子计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机既有自我修复的功能，又可直接与分子活体相联。美国已研制出分子计算机分子电路的基础元器件，可在光照几万分之一秒的时间内产生感应电流。以色列科学家已经研制出一种由Dna分子和酶分子构成的微型分子计算机。预计20年后，分子计算机将进人实用阶段。
4.纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围，质地坚固，有着极强的导电性，能代替硅芯片制造计算机。“纳米”是一个计量单位，大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。现在纳米技术正从微电子机械系统起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。美国正在研制一种连接纳米管的方法，用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件，发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。
我们相信，新型计算机与相关技术的研发和应用，是二十一世纪科技领域的重大创新，必将推进全球经济社会高速发展，实现人类发展史上的重大突破。科学在发展，人类在进步，历史上的新生事物都要经过一个从无到有的艰难历程，随着一代又一代科学家们的不断努力，未来的计算机一定会是更加方便人们的工作、学习、生活的好伴侣。
参考文献：
[1]刘科伟，黄建国.量子计算与量子计算机.计算机工程与应用，2002，(38).
[2]王延汀.谈谈光子计算机.现代物理知识，2004，(16).
[3]陈连水，袁凤辉，邓放.分子计算机.分子信息学，2005，(3).
[4]官自强.纳米科技与计算机技术.现代物理知识，2003，(15).
计算机纳米技术篇4
【关键词】计算机技术;创新;发展;探讨
1前言
计算机技术的快速发展与应用，是现代后工作发展是主要标志，也是计算机技术融入到人类社会中的标注，结合社会的需求发挥出自己的优势，给人们的日常生活提供大便利。在技术机丰富人们生活以及提高生产技术的同时，也让人类的建设发生巨大改变，特别是在计算机的创新技术发展上，让各个行业都能够进行深层次使用。计算机的优势有很多，它的创新能力强，自身的发展没有局限性，发展的趋势以及覆盖的面积都非常广，能够在各个领域中使用，为人们提供各种各样的便利。在经济快速发展的社会中，要发挥计算机的优势，就必须要从计算机的结构上入手，通过对技术环节的突破来达到计算机运用最大效果。从纳米技术、网络、多媒体等等环节来达到创新，实现计算机技术的有效发展。
2计算机当前的发展情况
目前的计算机发展侧重点在于纳米技术、结构等等处理器上，想要做好了计算机的推广与应用工作，就应该从这些技术上出发，才能够全面的掌握计算机技术的使用。在计算机结构层次方面上，主要是对计算机技术的分割与重组，只有这样才能够提高计算机处理信息的能力。要通过计算机操作的表示来提高计算机在传输过程中的运行速度与质量。在纳米技术上的处理，就应该开辟一个纳米技术在电子行业上的使用功能，在性能上不断的提高它的能力，在计算机的未来发展中提供充分保障。在计算机的处理器技术上，主要是针对它的体积不断变小，不断的提高运算效率，再微处理器的发展中能够限制它的尺寸。当前的信息处理技术与速度上已经达到了一个瓶颈，可以通过计算机的技术分割与重组来让数据得到更好的处理，在每个分割的数据段当中加入信息，在标识的数据发送之后，就可以堆数据进行传输，这样才能够提高数据的通信效果。
3计算机的未来发展趋势
3.1纳米技术的不断发展
纳米实际上是一个长度单位，在计算机技术中融入纳米技术能够开辟新的结构功能，从质量上进行提升。实现结构与功能的共同进步，集成度大量提高，在性能不断发展的基础上，形成计算机未来发展的保证。在未来的计算机领域发展中，计算机的元件基本还是采用纳米技术，不仅能够打破电子元件本身存在的局限性，还能够制造一些与生物相关联的量子计算机，实现计算机性能不断发展的可能性。计算机的性能不断创新与发展，是未来的计算机发展主流，纳米技术是不会受到计算机技术的限制，不管是在集成还是处理过程中纳米技术都是可以正常进行，还能够实现生物计算机与量子计算机的储存能力提高运行速度提高的想法。
3.2计算机在结构上不断创新
结构是计算机的灵魂骨干，也是计算机取到发展与突破的重要环节。计算机结构技术主要是对计算机的数据进行分割与重组，这样的方式能够提高计算机的数据处理能力。结构是具有很大优势的，能够对机体中的数据进行标记，通过这些标记来提高数据传输的准确性。一台计算机进行多种任务的分配，可以提高用户与计算机之间的关联，实现较大程度的合作。这样计算机的研究方向就可以从单体到群体过度，增加计算机系统的可靠性，对于计算机计算的改善与创新上具有重大意义。
3.3网络技术以及软件技术上有新的突破与发展
未来的计算机技术与网络技术的关系必然是越来越紧密的。计算机技术在网络上的发展主要是体现在计算机与网络之前的结合，形成网络云技术，促使网络与计算机技术之间的合作更加紧密，使计算机的数据与网络软件在服务器中运作更加方便。软件技术上的突破对计算机发展有很大作用，可以从内部的软件运行上进行完善，还能够从计算机的程序语言中进行改革，运用互联网的通信新技术，来协调计算机中的各项工作，促使在不同区域、不同领域的人使用的网络都能够相互联通，进行协调合作。微处理器算是计算机的大脑，是计算机中的核心体系。微处理器从字面上理解就是越小越好，所以它的发展是不断的减小其体积，提高运行的效率。微处理器是实现了量子效益，从速度上去展现信息的处理技术。
3.4计算机网络技术的创新与发展
推动计算机的网络创新能力发展，能够推动计算机的发展。要先对计算机的发展稳定性、显著性以及便捷性进行判断，才能够有效的进行计算机技术提升，不断的让计算机技术能够达到科学合理利用，并且让计算机技术与企业发展进行紧密结构，把传统的计算机技术发展与创新理念相结合，实现计算机技术的跨越发展。计算机的创新是一个持续的过程，不仅要推动计算机的创新文明发展，还要进行科技产品的创新。推动与企业相匹配的计算机创新技术，充分的根据社会进步来发展计算机技术，计算机的发展也是建立在社会需求上的。
4结语
综上所诉，从当前计算机发展的情况上看，就还不到70年的发展光阴，计算机技术虽然没有经过漫长的发展历史，但创新能力是不容小看的。短暂的时光中却是影响了无数人的生活，它的影响力足以堪比电话、电视等等通信产品。本文从计算机的技术发展现状以及未来的发展预测，来证明计算机的发展前途是一片光明的，道路虽然没有那么顺畅，但依然具有很大的发展潜力。要想看到计算机发展的曙光，就要从计算机的结构框架出发，从任何一个方面去进行分析改革，为计算机未来的发展奠定基础，设立新的起点与环节，让计算机技术的应用在未来那有广大的跨越。计算机的发展道路是非常广阔的，但前路还是充满艰辛，如果要看到光明的前景与价值，还是需要更多的研究与创新。在研究的过程中，要加强计算机技术的创新与维护，建立相应的保障体系，在计算机技术的基础上进行改革，实现全面发展。
作者:薛强单位:六盘水职业技术学院
参考文献:
[1]冯航航.计算机技术的发展[J].今日科苑,2011(04):22~24.
计算机纳米技术篇5
【关键词】计算机技术发展运用
本文针对于未来计算机技术发展与运用主要进行如下几个方面的分析和研究：一是详细分析了计算机技术迅速发展的原因。由于在需求的驱动下，并且计算机技术建立在共享信息的基础上，因此全面的促进了计算机技术的发展。另外，计算机技术稳定、迅速的选择机制也在客观上促进了计算机技术的发展。二是详细探讨了计算机技术的发展趋势。针对当今较为先进的计算机类型进行了具体的分析和研究，主要研究了如下几种计算机技术：智能化超级计算机、新型高性能计算机、量子计算机、分子计算机以及纳米计算机等等。三是分析了计算机技术的发展特点。计算机会向着高度，广度和深度发展。通过对上述3个方面的分析和研究，进而完成本文要呈现给读者的全部内容。
1计算机技术迅速发展的原因分析
1.1在需求的驱动下需要持续不断的创新
随着社会经济的发展，需要生产力不断的提高，才能够进一步满足社会经济的发展需求，因而需要在最短的时间内获得最大的生产效率。另外，由于生产力的发展需要大量的信息资源，因而需要运用先进的设备去传输大量的信息，这也在一定程度上促进计算机工业的发展。伴随着科学技术的发展，对计算机的性能以及能量等方面也有了更高的要求，因此，计算机技术需要比市场的需求要发展的迅速，这也在一定程度上督促了计算机技术的发展。
1.2计算机技术建立在共享信息的基础上
计算机技术之所以得到迅速的发展还建立在共享信息的基础上，信息共享是科学技术进步的标志。只有将信息进行共享，才能够让计算机让更多的人所熟知，被更多的人所应用，才能够得到迅速的发展。计算机技术正是满足了信息共享的条件，将创造活动建立在最新的信息平台上，进而促进了计算机技术的发展。
1.3稳定、迅速的选择机制
何为稳定、迅速的选择机制？主要就是指在大多数情况下，围绕计算机技术的若干选择判据和机制及其影响要素在同时发挥作用，选择的环境常常是非常敏锐和稳定的，这是计算机技术迅速发展的一个重要原因。具体体现在以下几个方面。
一是在计算机技术的实践方面。由于计算机技术是面向市场，面向用户的，因此，在实际的应用中，计算机技术需要面向多方面的选择，不仅需要被市场所接受，并且被用户所接受，才能够在激烈的市场竞争中占有优势。因此，计算机技术研究者为了能够更好的占有市场上的份额，在激烈的市场竞争中占有绝对的优势，需要不断的创新计算机技术，这在客观上也进一步促进了计算机技术的迅速发展。
二是计算机技术专家与用户团体之间的认识是一致的。计算机专家通过不断的研究新技术，使其能够更好的被用户所接受，用户通对计算机技术的了解，选择更好的计算机技术进行应用。归根结底，计算机技术专家与用户团体都是要选择最好的计算机技术。由此可见，计算机技术专家与用户团体之间的认识是一致的，选择机制在计算机技术的实践进化和认识进化之间明显地提供了一种双向的连接，这在一定程度上也促进了计算机技术的发展。
2计算机技术的发展趋势分析
2.1智能化超级计算机
伴随着社会经济的不断发展，也相应的促进了计算机技术的发展，进而计算机的功能和性能也在不断的提高，在如今的发展中，出现了智能化超级计算机。智能化超级计算机主要的优势在于计算机的结构采用的是平行处理技术，进而能够使智能化超级计算机系统在进行命令的执行过程中，能够对多项命令进行执行，并且可以在数据处理上也能够对多项数据进行同时处理[5]。另外，在运行速度上，智能化超级计算机运行速度也是非常快的。智能化超级计算机在设计上，与普通的计算机相比，智能化超级计算机是由上千个处理器组成的，能够完成更多的大型复杂的任务，进而为各种大型的研究提供了很好的技术支持。智能化超级计算机具有更多的智能成份，在智能方面接近于人脑，能够进行更多的智力活动。在智能化超级计算机的实践方面，像很多电影中的特技效果都是通过智能化超级计算机来完成的。进而全面的促进了我国计算机技术的发展，也带动了整个计算机行业的发展。
2.2新型高性能计算机
新型高性能计算机的问世，也进一步促进了计算机技术的发展。新型高性能计算机的优势在于应用的硅技术，其芯片的材料是由硅构成的，在未来的发展中，新型高性能计算机是计算机发展的趋势所在，并且在计算机专家的不断实践和探索中，新型高性能计算机技术会日渐的趋于成熟，有利于促进计算机行业的发展。
2.3量子计算机
在二十一世纪计算机技术的发展中，会逐渐的向量子计算机发展。所谓的量子计算机主要就是指一种遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置[6]。量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态。使信息沿着聚合物移动。从而进行运算。量子计算机技术虽然在技术研发方面还存在着很多的问题，但是，相信伴随着科学技术的发展和进步，量子计算机在计算机技术研发方法能够得到更大的突破，进而也会推动整个计算机技术的不断的发展，促进社会经济的发展和进步。
2.4光子计算机
光子计算机也是计算机技术的发展趋势。光子计算机主要就是利用光子进行数据的传输，光子计算机主要有几下几个方面的技术特点。一是光子计算机在数据的传输上，由光子完全的取代了电子，并且光互连替代了导线的互联，大大的提高了数据传输的速度，促进了计算机技术的发展。二是不同波长的光能够对复杂的任务进行处理，并且光子计算机运算的速度更快，更有效率。
2.5分子计算机
分子计算机主要的优势体型非常的小，并且存储量非常的大。分子计算机主要有以下几个方面的技术特点。第一，速度快。如果运用分子计算机进行计算，大概需要的时间为10微微秒，与人类的计算速度相比，至少比人类的计算速度快200万倍。第二，存储容量大。分子计算机1立方米的Dna溶液可存储1万亿亿的二进制数据。第三，耗能较小。分子计算机与电子计算机相比，电子计算机的耗能量大概是分子计算机的十亿倍。分子计算机是未来计算机的发展趋势，在未来的十年内，分子计算机技术就会相当的成熟，并且分子计算机也会得到广泛的应用，为人类进行更好的服务。
2.6纳米计算机
纳米计算机也是未来计算机的发展趋势。纳米技术已经较为的成熟，并且已经被广泛的应用到各个行业中。但是，纳米技术在计算机行业的应用近几年才开始的。纳米技术在计算机领域的应用已经取得了显效的成果。相信在未来的20年内，纳米计算机会相继的问世，并且会得到广泛的接受和认可。纳米计算机主要有以下几个方面的优势，第一，通过采用纳米技术研究的计算机芯片，其体积与电子芯片相比，电子芯片的体积是纳米芯片的数百倍，第二，纳米计算机不仅不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。纳米计算机在日后的计算机发展中，会逐渐的成为主流，并且会被社会公众广泛的所接受。具体如图1所示。
3计算机技术的发展特点分析
3.1向“高”度方向发展
从计算机技术的发展特点上来看，首先表现在“高”上。“高”主要就是指计算机技术发展的2个方向，一是速度越来越快。从计算机技术更新的速度来看，可谓是越来越快，主要体现在各种处理器的高速运行，并且体现在多台计算机的并行操作，计算机技术发展速度越来越快，是市场选择的结果，市场竞争激烈，如果计算机不进行技术的创新，那么很容易被市场所淘汰，因而计算机技术在实际的发展中，各个计算机品牌都在研发自己的核心技术，以提高自身的市场竞争力，占有更多的市场份额，促进企业的良好发展。二是计算机性能越来越好。计算机的性能主要与处理器有关，在一个计算机中，一般有上千个处理器，而计算机技术的关键在于如何把大量的计算机连接起来，处理相互之间的高速通信。因此，在进行计算机技术的研发过程中，需要结合处理器的性能情况，更好地提高处理器的性能，才能够更好的推动计算机技术的发展。
3.2向“广”度方向发展
就目前的形势来看，计算机技术已经被应用到各个行业当中，可以说，现如今各个行业已经无法离开计算机技术。并且随着计算机的普及，人们的娱乐、生活以及工作都需要以计算机为媒介进行，计算机技术正在向着更广泛的范围发展。相关研究学者认为，计算机的普及趋势可以称之为无处不在的计算。主要表现在未来的家庭生活中，计算机会成为人们生活中不可或缺的一部分，如在家庭中各种电器中寻找到计算机，也可能在未来的学校中，学生已经不再使用纸质的书籍，而是使用计算机。在计算机的价格上，会随着社会的发展，价格也会越来的越便宜，进而成为家庭生活中的日用品。由此可见，计算机会随着社会的发展向着更为广度的范围发展。
3.3向“深”度方向发展
计算机技术还会朝着深度的方向发展。主要就是指信息的智能发展。计算机会通过采用自身的技术将大量的网络信息进行筛选，进而将有用的信息进行归纳，并且将有用的信息进行更好的利用。因此，对信息的处理是计算机技术研发的重要课题。在日后的计算机技术的发展中，计算机也会具备更多的智能成分，像可以通过人工语言的方法与计算机进行对话，进而能够做到人机交流，逐渐的实现虚拟现实技术在计算机领域的实现，促进人类社会的进步。
4结束语
本文针对于未来计算机技术发展与应用进行了具体的分析和研究。通过本文的探讨，我们了解到，在计算机技术的发展过程中，不仅需要社会生产力的推动，还需要计算机技术人员的努力。只有全面提高自身的专业素质和专业能力，与时俱进，不断创新，才能够进一步促进我国计算机技术的进一步发展，促进我国社会经济的繁荣进步。
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计算机纳米技术篇6
关键词：计算机；发展史；前景展望
1前言
计算机由机械技术向电子技术以及生物技术、智能技术的转变，为我们的生活带来了巨大的变化。计算机已经拥有了60年的发展历程，共经历了5个重要的发展阶段，将在不久的未来经历第六个发展阶段。
2计算机发展历史
（1）电子管计算机（1946-1958年）
用阴极射线管或汞延尺线作主存储器，外存主要使用纸带、卡片等，程序设计主要使用机器指令或符号指令，应用邻域主要是科学计算。
（2）晶体管计算机（1958-1964年）
主存储器均采用磁蕊存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的外存储器，程序设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语言，计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理，工程设计等各个方面。
（3）小规模集成电路计算机(1964-1971年)
半导体存储器逐步取代了磁芯存储器的主存储地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，计算机也进入了产品标准化、模块化、系列化的发展时期，使计算机使用效率明显提高。
（4）大规模集成电路（1972年-至今）
大规模、超大规模集成电路应用的一个直接结果是微处理器和微型计算机的诞生。微处理器自1971年诞生以来几乎每隔二至三年就要更新换代，以高档微处理器为核心构成的高档微型计算机系统已达到和超过了传统超极小型计算机水平，其运算速度可以达到每秒数亿次。由于微型计算机体积小、功耗低、其性能价格比占有很大优势，因而得到了广泛的应用。
（5）人工智能计算机——神经计算机。
其特点是可以实现分布式联想记忆．并能在一定程度上模拟人和动物的学习功能。它是一种有知识、会学习、能推理的计算机，具有能理解自然语言、声音、文字和图像的能力，并且具有说话的能力，使人机能够用自然语言直接对话，它可以利用已有的和不断学习到的知识，进行思维、联想、推理，并得出结论，能解决复杂问题，具有汇集、记忆、检索有关知识的能力。
3计算机发展前景展望
计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。计算发展如此之快，计算机界据此总结出了“摩尔法则”，该法则认为每18个月左右计算机性能就会提高一倍。因此，在未来，第六代计算机发展方向如下：
（1）分子计算机
分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，甚至在生物有机体中运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高，分子计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的Dna溶液可存储1万亿亿的二进制数据。分子计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机既有自我修复的功能，又可直接与分子活体相联。
（2）光子计算机
光子计算机利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，这远胜于电子计算机中通过电子“0”和“1”状态变化进行的二进制运算,可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。
（3）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、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。量子计算机中的数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。因此,一个量子位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前计算机的pentiumⅢ晶片快10亿倍。
（4）纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围,质地坚固,有着极强的导电性,能代替硅芯片制造计算机。“纳米”是一个计量单位,一个纳米等于10-9米,大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。现在纳米技术正从微电子机械系统起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。
（5）生物计算机[1]
20世纪80年代以来，生物工程学家对人脑、神经元和感受器的研究倾注了很大精力，以期研制出可以模拟人脑思维、低耗、高教的第六代计算机——生物计算机。用蛋白质制造的电脑芯片，存储量可以达到普通电脑的10亿倍。生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍，传递信息的速度也比人脑思维的速度快100万倍。
计算机纳米技术篇7
纳米技术看似神秘，其实，它已经离我们很近了。
在日常生活方面，不久的未来，有了防水防油的纳米材料做成的衣服，人们就不用洗衣服了，而且这种衣服穿着很舒服，不是像雨衣那样；用这种材料做成的红旗，即使下雨在室外也依然会高高飘扬。往各种塑料、金属、漆器甚至磨光的大理石、大楼的玻璃墙、电视机的荧光屏上涂上纳米涂料，都会具有防污、防尘的效果，而且耐刮、耐磨、防火，戴上涂有纳米涂料的眼镜，在寒冷的冬季，人们从室外进入室内，就能避免眼镜上蒙上一层水气。用纳米材料制成的茶杯等餐饮具将不易摔碎，若将抗菌物质进行纳米处理，在生产过程中加进去就能制成抗菌的日常用品，如现在市场上已出现的抗菌内衣和抗菌茶杯等，把纳米技术应用到化妆品中，护肤、美容的效果就会更佳，如何制成抗掉色的口红，可开发出防灼的高级化妆品等。
在医疗方面，纳米级粒子将使药物在人体内传输更加方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应；使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和Dna诊断出各种疾病；有了通过血管进入人体的纳米级医疗机器人，将大大减轻病人手术的痛苦。
在电子信息领域，纳米技术将更会大显身手。纳米技术会将超大规模集成电路的容量、速度提高1000倍而体积缩小1000倍，可以预见，计算机在普遍采用纳米材料后，计算机处理信息的速度将更快、效率将更高，而且将成为真正的“掌上电脑”；二三十年后，纳米让图书馆只有糖块大小；纳米技术将发展出个人随身办公室系统，我们就不必每天上下班了。
计算机纳米技术篇8
纳米技术看似神秘，其实，它已经离我们很近了。
在日常生活方面，不久的未来，有了防水防油的纳米材料做成的衣服，人们就不用洗衣服了，而且这种衣服穿着很舒服，不是像雨衣那样；用这种材料做成的红旗，即使下雨在室外也依然会高高飘扬。往各种塑料、金属、漆器甚至磨光的大理石、大楼的玻璃墙、电视机的荧光屏上涂上纳米涂料，都会具有防污、防尘的效果，而且耐刮、耐磨、防火，戴上涂有纳米涂料的眼镜，在寒冷的冬季，人们从室外进入室内，就能避免眼镜上蒙上一层水气。用纳米材料制成的茶杯等餐饮具将不易摔碎，若将抗菌物质进行纳米处理，在生产过程中加进去就能制成抗菌的日常用品，如现在市场上已出现的抗菌内衣和抗菌茶杯等，把纳米技术应用到化妆品中，护肤、美容的效果就会更佳，如何制成抗掉色的口红，可开发出防灼的高级化妆品等。
在医疗方面，纳米级粒子将使药物在人体内传输更加方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应；使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和Dna诊断出各种疾病；有了通过血管进入人体的纳米级医疗机器人，将大大减轻病人手术的痛苦。
在电子信息领域，纳米技术将更会大显身手。纳米技术会将超大规模集成电路的容量、速度提高1000倍而体积缩小1000倍，可以预见，计算机在普遍采用纳米材料后，计算机处理信息的速度将更快、效率将更高，而且将成为真正的“掌上电脑”；二三十年后，纳米让图书馆只有糖块大小；纳米技术将发展出个人随身办公室系统，我们就不必每天上下班了。
计算机纳米技术篇9
1.计算机发展的历史沿革
1.1在20世纪40-50年代，此阶段被称为大型主机阶段
（即第一代电子管计算机）。期间经历了电子管数字计算机、晶体管数字计算机、集成电路数字计算机和大规模集成电路http://数字计算机的发展历程，计算机技术逐渐走向成熟。
1.2在20世纪60-70年代，此阶段被称为小型计算机阶段
其实就是对大型主机进行的第一次“缩小化”变革，其成本低廉，价格易被接受。而且可以满足息处理的要求。
1.3微型计算机阶段
是20世纪70-80年代的主流，也是对大型主机进行的第二次“缩小化”变革。期间，美国苹果公司推出了appleii计算机，并此后对它经行了若干次的演进，最终打开了个人计算机市场，为个人计算机的普及奠定了根基。
1.4客户机/服务器阶段
其标志阶段是在1964年，ibm与美国航空公司将2000多个订票的终端用电话线连接在了一起，建立了全球第一个联机订票系统，此举标志着计算机进入了客户机/服务器阶段。在其网络中，网络的核心部分就是服务器，网络的基础就是客户机，服务器不断给客户机提供所需要的网络资源。客户机/服务器结构的最大优点是能让客户端pc的处理能力得到最大充分发挥，经过客户端处理过工作后，再提交给服务器，使得服务器的压力能够得到大幅度降低。
1.5internet阶段，也称互联网阶段
互联网始于1969年，最初是因为加利福尼亚大学洛杉机分校、史坦福大学研究学院、加利福尼亚大学、犹他州大学四所大学在arpa制定的协定下，将四台主要的计算机按照一定的通讯协议连接起来，此举标志着互联网的诞生。www.133229.Com至今为止，互联网的功能越来越强大，带宽速度也越来越快。其交互性、即时性、多媒体性、全球性、海量性的特性突显。互联网的意义不应低估。它是人类迈向地球村坚实的一步。
1.6从2008年起，云计算时代来临
云计算（cloudcomputing）概念逐渐流行起来，它正在成为一个通俗和大众化的词语。云计算被视为“革命性的计算模型”，因为它使得超级计算能力通过互联网自由流通成为了可能。企业与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过互联网来购买租赁计算力，用户只用为自己需要的功能付钱，同时消除传统软件在硬件，软件，专业技能方面的花费。云计算让用户脱离技术与部署上的复杂性而获得应用。云计算囊括了开发、架构、负载平衡和商业模式等，是软件业的未来模式。它基于web的服务，以互联网为中心。
2.计算机的未来发展模式
2.1分子计算机
分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，甚至在生物有机体中运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高，分子计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的dna溶液可存储1万亿亿的二进制数据。分子计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机既有自我修复的功能，又可直接与分子活体相联。
2.2量子计算机
量子计算机是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机。量子理论认为，非相互作用下，原子在任一时刻都处于两种状态，称之为量子超态。原子会旋转，即同时沿上、下两个方向自旋，这正好与电子计算机0与1完全吻合。如果把一群原子聚在一起，它们不会像电子计算机那样进行的
转贴于http://
线性运算，而是同时进行所有可能的运算，例如量子计算机处理数据时不是分步进行而是同时完成。只要40个原子一起计算，就相当于今天一台超级计算机的http://性能。量子计算机以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存，其运算速度可能比目前的奔腾4芯片快10亿倍，就像一枚信息火箭，在一瞬间搜寻整个互联网。
2.3光子计算机
光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。光子计算机的基本组成部件是集成光路，要有激光器、透镜和核镜。由于光子比电子速度快，光子计算机的运行速度可高达一万亿次。它的存贮量是现代计算机的几万倍，还可以对语言、图形和手势进行识别与合成。
2.4纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围,质地坚固,有着极强的导电性,能代替硅芯片制造计算机。“纳米”是一个计量单位,一个纳米等于10-9米,大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。现在纳米技术正从微电子机械系统起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。
2.5生物计算机
20世纪80年代以来，生物工程学家对人脑、神经元和感受器的研究倾注了很大精力，以期研制出可以模拟人脑思维、低耗、高教的第六代计算机——生物计算机。用蛋白质制造的电脑芯片，存储量可以达到普通电脑的10亿倍。生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍，传递信息的速度也比人脑思维的速度快100万倍。
2.6神经计算机
其特点是可以实现分布式联想记忆．并能在一定程度上模拟人和动物的学习功能。它是一种有知识、会学习、能推理的计算机，具有能理解自然语言、声音、文字和图像的能力，并且具有说话的能力，使人机能够用自然语言直接对话，它可以利用已有的和不断学习到的知识，进行思维、联想、推理，并得出结论，能解决复杂问题，具有汇集、记忆、检索有关知识的能力。
3.结语
计算机纳米技术篇10
【关键词】计算机；科学技术；发展；历程
计算机的发明与应用，标志着人类社会一个新的里程碑。计算机的发明与应用将人类社会带入了以信息科技为主导的第三次科技革命，并使人类步入了“知识经济时代”。计算机科学技术在将人类生活日益信息化的更新改进中，也实现了其自身逐渐向多元化的转变。
1.计算机科学发展历史与快速发展原因
1.1计算机科学的发展历史
图灵在1936年发表了题为“论可计算及其在判定问题中的应用”的论文，从此开启了计算机科学技术的新纪元。1946年至1969年是计算机使用电子管的阶段，国际首台通用电子数字计算机――埃尼阿克在1946年诞生，这个时期的计算机体积较大较重，花费成本大，运行并不快，它主要提供科学计算服务。1959年到1964年是计算机晶体管阶段，在发展计算机科学计算的基础上，出现了中、小型计算机，开始大量生产低成本廉小型数据处理计算机。从1964年起，随着集成电路的不断发展，计算机步入了产品系列化阶段，应用范围越来越大。从1990以来，计算机科学技术日益微型化、智能化，它在社会发展中的作用越来越大。计算机科学技术以其超强的生命力和不可替代性，在社会发展中不断更新换代，发展前景一片大好。
1.2促进计算机科学技术快速发展的因素
社会需求的驱动。二战时期对信息的紧迫需求，大大的促进了计算机科学技术的发展，并将计算机科学技术应用于军事领域。后来，计算机因为其强大的运算能力，从研究所和政府部门转向民间，被发展为广泛的民用，并且被广泛应用于尖端科学领域，随着各行业对计算机高性能和大容量的需求，带动了计算机科学技术的进一步发展。
1.3芯片制作、软件开发
计算机芯片和软件的不断开发，使得计算机辅助设计得到了很大的发展，它们的运用加速了计算机的研发，使得计算机科学创新技术日益加快。
1.4共享信息促进了计算机的发展
信息共享使得计算机科学技术日益大众化，大大促进了科学技术的进步，在最新信息的平台基础上进行计算机的创新，缩短了研发周期。
1.5选择机制促进了计算机的发展
在选择机制下，认识的提高会带动选择判据的提升。计算机在人们的日常应用中被广泛接纳，得以在一次次的历史抉择中占据绝对的优势，所以，人们会想方设法的解决好计算机技术发展过程中出现的问题和障碍。选择机制为计算机技术的发展提供了绝好的契机，促进了计算机科学技术的快速发展。
2.计算机技术的发展现状
2.1微处理器的发展遇到新问题
正如我们所了解到的，开发和使用微处理器，使计算机性能得到了大大的提高，它就如同化学反应中的一剂催化剂，促进了计算机技术发展更新。而改善微处理器性能的关键在于能否进一步减小芯片内晶体管的尺寸和宽度，这需要曝光光源的波长更短，从而将晶体管做得更小。但是UV（紫外线）已经无法使晶体管更小化，短时间内微处理器性能无法实现很大提升。这就在一定程度上阻碍了微处理器的发展。
2.2纳米电子技术崭露头角
一直以来，电子元件都是计算机技术发展的一大推动力，在计算机技术的发展历程中发挥了重要作用。然而，近年来，随着信息技术的迅猛发展，计算机技术微型化、智能化、超高速化的倾向越来越明显，与此同时，电子元件技术却没有获得同样的发展，目前来看已很难适应计算机技术进一步的发展需求，如同一双大小不合且过了时的鞋子，已无法跟上计算机的前进步伐。此时，纳米电子技术的出现，无疑成了摆脱这种僵局的一个突破口。纳米电子技术，凭借自身的优势和特点，很好地解决了计算机集成度和处理速度的双重限制，为计算机的发展前景提供了无限可能。
3.计算机科学技术未来发展趋势
计算机技术的发展史是一段光辉的历程，随着科学技术的日渐发展，计算机必定会迎来更好的春天，计算机在以后的发展中必将朝着高速化、智能化、多元化的方向发展，更好的与人类生活的紧密联系。
3.1纳米技术
纳米技术跟传统的电子元件相比，优势明显，不仅能冲破计算机集成度和处理速度的两度限制，而且将在未来的发展道路上越走越好。随着纳米技术的发展和普及，一方面，量子计算机的储存容量和运算速度均得到了显著的增强，另一方面，生物计算机在集成度、存储容量等方面具有极大的优势，处理速度更相当于普通电子计算机的几百倍。
当前所使用的计算机硅芯片物理极限已经无法再突破，无论是在体积方面还是耗电量上都无法再少了，也无法再提高通电和断电的频率。有专家预言要解决此问题必须采用纳米晶体管制作“纳米计算机”。据估计，纳米计算机的运算速度将会是现在的硅芯片计算机的1.5万倍，但其所耗能量却少很多。纳米技术是从20世纪80年代初才迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终的目的是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品出来。
3.23D异类器件集成
两股不同的力量正推动着3D阵列中集成半导体器件向不同方向发展。
一种方向是在公共平台上集成不同技术来提供最佳信息处理解决方案的需要。显而易见，微缩的CmoS之外的新兴技术通过混合搭配应用需要适应特定的技术，在性能上具有很大的改进潜力。不同技术的组合需要功能不同技术的3D集成，这些技术下至微处理器、aSiC和DRam，上到RF、模拟、光学和memS。这类不同的技术包括将分子、塑料和快速单磁通（single―flux）量子超导体以及其他新兴技术直接3D集成到硅的平台上。
另一个重要驱动力是减少全局互联的延时，更好的提高系统性能。在同等条件下，器件的3D集成比平面排列的晶体管互联延时更少。因为3D集成的表面比平面电路低，必须解决3D集成的散热问题。3D集成中内存与处理器的集成前景广阔。
3.3量子胞自动开关
在量子胞自动开关（QCa）当中，包含了多个量子点规则排列的细胞构成了一种局部互联的架构。用静电互想的感应的作用，来给细胞之间提供联系，而并不是依靠线路。在向细胞内注入一对电子的时候，这一对电子的方向就决定着单元的状态。磁QCa是另外一个刚刚发展起来的技术，目前电子QCa正处于主导地位，暂时还不能对它的性能来进行评价分析。将这些QCa组合在一起，可以实现和使用布尔逻辑门电路完全不一样的电路功能。
3.4量子计算机
量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。一个量子位可以存储2个数据（0和1可同时存取），同样数量的存储位，量子计算机的存储量比普通计算机要大得多，而且能够实行量子并行计算，其运算速度可能比现有的个人计算机的奔腾3的晶片快将近10亿倍。
3.5生物计算机与光子计算机
生物计算机的运算就是实现周围物理化学介质与蛋白质分子的相互作用的过程。由酶来充当计算机的转换开关，而程序则表示在酶合成系统本身和蛋白质的结构。20世纪90年代，相关学者发现脱氧核糖核酸Dna在不同状态下代表不同信息。Dna分子中的遗传密码就相当于存储的数据，Dna分子间再通过生化反应，从一种基因代玛转变成另外一种基因的代码。反应前的基因代码相当于输入的数据，反应后的基因代码则相当于输出的数据。如果能控制这一个反应的过程，那么我们就可以成功的制作Dna计算机了。蛋白质分子彼此之间的距离很近，比硅晶片上电子元件要小得多，生物计算机完成一项运算所需要的时间仅仅可以用微微秒还计算，所以，它要快于人的思维上百万倍。
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