管窺計算機發(fā)展的模式

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1計算機科學發(fā)展道路

1.1反常階段

探索科學的過程就是發(fā)現新事物的過程，而新事物總是層出不窮的，科學家們在探索科學的過程中時常會有意想不到的新發(fā)現、新體會，超出了他們的預期。這就是反常科學階段，正是這些反常現象的出現才更好地促進了科學研究，才更好地激發(fā)了工作者的熱情，使他們對反?，F象產生了興趣，反復進行論證、觀察、實驗。用反常去論證反常。所以促使一些新的產品應運而生。使計算機的科學發(fā)展有一定的靈活性和主動性，不只是囿于科學家設計的模式中，這就給計算機研究人員提出了更高的要求，要實現科學發(fā)展的目標，就要接受挑戰(zhàn)，抓住機遇，敢于突破原有的思維觀點，大膽創(chuàng)新，為計算機的革新提供更廣闊的舞臺。

1.2危機階段

在計算機發(fā)展中如果超出預期的反?，F象很多，超出了常規(guī)科學可以解決的范疇，這時候人們就會不信任范式，科學統(tǒng)一體也會分化，也只有這樣，才可以突破原來范式理論的限制，促進新范式的形成。一種范式只能適應本時期的需求，當社會日益發(fā)展需要更高性能的計算機時，原來范式支配下的常規(guī)科學就面臨著去留的考驗，必然會導致危機產生。隨著危機不斷出現，在計算機經歷的一個個生死存亡的關頭，科研者們最關注的就是計算機的發(fā)展趨勢，計算機的未來到底會怎樣？究竟會達到什么樣的性能，科學家們還不能形成一致的認識，有的人員認為，要想充分發(fā)揮計算機的功能，就不能僅僅局限于研發(fā)計算機本身，要通過不斷增強它的處理性能實現服務人類的目的。要與其他學科密切滲透，與人們的生產生活密切聯(lián)系，要實現人機更好地對話。特別是隨著Internet的不斷發(fā)展，計算機的開發(fā)要更趨向于實用性，方便人們的生產生活。如果單純致力于計算機本身的研制開發(fā)已經沒有什么現實的意義，面對上述現象，計算機科研者要保持保持清醒的頭腦、堅定的信心，用勤奮的工作作風，嚴謹的工作態(tài)度迎接計算機革命的挑戰(zhàn)。

1.3科學階段

計算機事業(yè)已經取得了很高的成就。隨著科學技術越來越先進，計算機也越來越科學化。當今的計算機已經進入全新的時代，與以往有很大不同。隨著CPU性能的不斷提高，計算機的處理速度大大提高，應用領域越來越寬。計算機實現了與其他學科領域的相互滲透，特別是隨著近來科學由學科分化逐步走上統(tǒng)一的趨勢，計算機更要適應這一轉化，發(fā)揮它的綜合效能。隨著科學革命的發(fā)展，科學已進入新的常規(guī)科學階段，在全新范式的調控下取得循序漸進地發(fā)展變化?？茖W的常規(guī)性和革命性的不斷更替構成了科學的發(fā)展史，這一進程是不斷循環(huán)的過程，是沒有止境的?？茖W的迅速發(fā)展促進了新范式的出現，新的理論是需要用新的語言進行描述的，所以更容易被當下人們接受，由于科學本身蘊藏的無窮的生命力，新的計算機理論體系還能推動和促進未來社會、自然科學的發(fā)展。計算機體系研究的主要目標是實踐應用，在其發(fā)展演化進程中，會越來越多的實現與其他學科領域的契合、交融，與其他學科相互融合，揚長避短，不斷改善自身不足，歷經一次次科學革命，實現最終的完全契合?？茖W革命不可避免的會給計算機科學帶來危機，科學工作者們面對危機要積極應對，想法克服，必須以新代舊，形成新的范式。這就要求他們敢于批判、勇于創(chuàng)新、大膽革命。

2計算機科學發(fā)展模式構建

計算機技術的發(fā)展使計算機的未來充滿變數，大幅度提高計算機的性能是毋庸置疑的，關鍵如何實現質的飛躍，如何構建科學的模式是至關重要的。計算機的發(fā)展不能只是局限于自身性能的提高，還要注重人性化、環(huán)保型等。

2.1向“高”度發(fā)展

最初計算機是靠機械動力實現的，性能十分低等，后來隨著電子，集成電路等技術的引進才不斷實現了高性能、高速度。近年來隨著集成電路集成度的大大提高，計算機CPU性能已呈現逐年提高的趨勢，隨著RISC技術的不斷發(fā)展，更是使中央處理器性能每年增長率從八十年代的百分之三十五提高到九十年代的百分之六十。隨著奔騰處理器的應用，如今研發(fā)的奔騰四微CPU，主頻已超過2G。計算機向更高端的方向發(fā)展，不僅僅是某一處理性能的優(yōu)化，而是整體性能的優(yōu)化。比如美國ASCI計劃成功研發(fā)出并行上萬臺計算機的并行機。主頻可以實現12.3萬億次。隨著科技的不斷發(fā)展，計算機的性能一定會取得更高層次的發(fā)展。

2.2向“廣”度發(fā)展

計算機不斷向更廣的領域發(fā)展，可以說當今人們的生活時時處處有計算機人們已經進入了網絡化時代，計算機的網絡化以及其在工作、生活、生產等各個領域的普及應用，使計算機的應用領域越來越廣泛。比如未來的發(fā)展趨勢，也許會實現計算機與家庭日用電器的合并，冰箱、電視機、微波爐等都可能由電腦控制，到那時可能連你自己都數不清家里有幾臺計算機。再過一段時間，也許學生就實現了全電腦化，書籍電子化、資料習題電子化、教科書電子化等。方便學生據實際情況查找需要的內容，方便快捷?，F在手機與計算機合體，使人們隨時隨地共享網絡，使計算機已經慢慢深入到人們生活工作的每一個角落。

2.3向“深”度發(fā)展

計算機的深度發(fā)展就是指電腦的智能化，電腦與人腦的思維方式不同，計算機與人類之間仍存在間隔，人很難通過肢體語言實現與電腦的信息交流。如何更好地實現人機交流，更好地實現對計算機復雜信息的提取應用就成為計算機重要研發(fā)內容。隨著網絡的普及，計算機在老百姓中普及已成為必然的趨勢，而他們由于知識水平較低，所以更要求計算機智能化，易操作。所以目前計算機操作難已成為阻礙普及的主要因素。所以目前已順應時代的要求出現了計算機對語言文字的識別功能，可以通過手寫、口語完成簡單的操控。今后隨著科技的不斷發(fā)展，計算機將越來越趨于智能化。

2.4環(huán)保型

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，生產環(huán)保型的計算機已是人們普遍的要求，這就要求在科學發(fā)展計算機事業(yè)的同時要樹立環(huán)保意識。首先是節(jié)能方面，隨著計算機在人們生活中應用的廣泛性，計算機已成為家庭耗能最大的電器，為了響應低碳生活的號召，就要千方百計的降低耗能，比如可以采用DNA、光子等新型方式替待原有的硅架構，大大地減少耗能，還可以通過開發(fā)新型的顯示系統(tǒng)達到降低耗能的目的，比如可以普及LCD等顯示器。其次是要關注計算機的用料，盡量選用可再生材料，對于重金屬、污染性或不可回收的材料盡可能的避免采用。

2.5人性化

計算機已經走進了千家萬戶，但是目前很多計算機操作難依然是阻礙人機交流的主要原因，使計算機不能很好地為人們服務，這就要求計算機科學發(fā)展的人性化，這就要求人機交互方式要多樣化，不僅可以通過鍵盤交流，還能通過手勢、語言、甚至表情等進行交流，使計算機使用起來就像手機、電視一樣簡單，不管老人小孩用起來都能得心應手。這就對計算機的智能化提出了更高的要求。結語：要想保障計算機的科學發(fā)展，需要廣大科研者們不斷探索，大膽創(chuàng)新。首先要致力于本行。要自足與計算機自身領域，在新的范式、理論的指導下大膽創(chuàng)新，引進新的技術、材料，使計算機向著更高、更廣、更深層次的發(fā)展。實現計算機科學實質性的進展。拓寬發(fā)展方向，實現與其他自然、社會學科的交融。使其能跟上時展的步伐，呈現出日新月異的發(fā)展勢頭，使計算機科學不斷得到發(fā)展、壯大。

作者：吳金凱 單位：浙江財經大學東方學院