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1計算機技術的發展方向與前景

計算機技術是當今信息時展最快的科學技術之一，產品不斷更新換代，功能日益強大，技術日益尖銳化。當前計算機正朝著多極化、微型化、智能化、網絡化等方向發展，計算機本身的性能越來越優越，應用范圍也越來越廣泛，從而使計算機成為工作、學習和生活中必不可少的工具。多極化發展。21世紀個人計算機已經遍布于世界上的每個人，但是隨著計算機技術的不斷深入發展，科學、軍事等領域對巨型機、大型機等的需求也不斷壯大。在天文、地質、氣象、軍事等領域因為巨型機與大型機具有更加優越的性能，計算能力超強，所以巨型機和大型機也得到較好的發展。小型機與微型機相對于大型機雖然性能沒有那么優越，但是，它們具有攜帶方便、售價較低、安裝方便、使用便捷等特點，所以在各大企業得到更加廣泛的應用。所以，計算機技術正朝著巨型化、大型化、小型化、微型化的多極趨勢發展。多極化將是電子信息發展對計算機技術需要的必然要求。智能化發展。所謂的智能化就是賦予計算機以人的能力，可以模擬人的感覺和思維過程，這是下一代計算機所要實現的目標。這里的智能化研究包括模式與圖像的識別，信息的自動控制和處理，語言的自動生成和理解，程序的自動設計和運行，智能機器人等。目前，已經研制出了具有部分人的智能的機器人。后面的主要任務是研制出具有信息自動控制與處理智能的現代化機器人。網絡化發展。單機計算機工作的時代早已結束，單機走向聯機工作是計算機發展的必然趨勢，這是21世紀信息時代的必然要求。網絡化的概念實質上就是指通過現代的通信技術將所有處于單機工作的計算機連接在一起共同交互工作，組合成一個大規模，具有強大功能的網絡結構。Internet可以將全球的計算機連接在一起，共享資源，達到資源的最大化利用。電子信息領域通過Internet可以實現電子信息的全面控制和及時處理，這是信息時代賦予計算機技術的必然職責。多媒體發展。多媒體技術是目前世界上最高新的技術之一，它是將計算機、大眾傳播以及通信等技術綜合在一起而形成的計算機技術。多媒體計算機可以用來處理各種媒體信息（如信息、圖像、視頻、聲音和文字等）。這種技術可以實現人機的交互操作，實現人與計算機的真正互動，可以全面改善人機交互界面。可以使計算機朝著全方位控制電子信息和處理信息的方向發展。

2電子信息技術的發展現狀與趨勢

進入新世紀以來，世界上幾乎所有的創新型國家都將發展電子信息技術產業作為國家的經濟戰略目標。隨著電子信息技術的不斷發展和普及，電子信息技術產業已經成為我國信息技術的支柱產業，規模已經屈居世界第二。黨的“十六大”明確強調：“優先發展信息產業，在經濟和社會領域廣泛應用信息技術。”這是在新時期黨的重大戰略部署。雖然我國改革開放以來，電子信息技術發展非常迅速，在各個領域取得重大突破。但經研究發現，我國雖然對于電子信息技術應用比較廣泛，但是真正掌握的核心技術與手段還是遠遠落后與其它的電子信息發展強國。究其原因就是，我國的電子信息技術的發展還是相對比較緩慢，僅僅掌握的是一些基本的技術手段。大部分的核心技術與手段依然引進的國外先進研究成果。如果這種情況得不到改善，對于新時期大力發展電子信息技術產業將非常不利，沒有自主研發的技術和產品是不會在電子信息技術領域立足的。所以我們需要盡快改變電子信息核心技術和手段受控于人的不利局面。下面從世界電子信息技術的發展規模等內容為背景，重點從微電子技術、計算機技術、通信與網絡技術、軟件技術四個方面進行詳細闡述，總結電子信息技術的現狀和發展趨勢。

2.1微電子技術處于向極限挑戰的轉型期。微電子是信息產業的核心和基礎，實現社會信息化的網絡及其關鍵部件不管是計算機或者通訊機，他們的基礎都是微電子。面對微電子技術即將進入納米尺寸和System-on-Chip時代，CPU時鐘進入GHz。中國具有較強整機系統設計能力，SOC時代的到來是我國IC產業跨越發展的機遇。但是中國微電子行業面對以下現狀：微電子產業的發展規模和科學技術水平是衡量一個國家綜合實力的重要標志。然而，我國目前仍然處于社會主義初級階段，科學技術的發展水平相對于發達國家仍然處于落后一方。如何快速發展科學技術水平，掌握科學技術核心技術，是目前我國目前要解決的重要問題。IT行業的發展停留在裝配水平之上，掙得都是“辛苦錢”。我國的IT行業缺乏甚至是根本就沒有尖端技術人才，IT專業的教育水平處于機械式的傳導水平。眾所周知，IT行業是一個技術不斷更新換代的尖端技術行業。由于我國IT行業的人才匱乏，IT行業的核心技術只能引進國外先進技術，而我們的IT行業的“人才”只是像“搬運工”一樣進行機械式的裝配安裝，導致我國IT技術停留在裝配水平之上。在國際分工中，我們將只能處于低附加值的低端上。正如IT行業一樣，微電子核心技術落后的我們在國際合作制作或者創造微電子產品中只能提供一些低端技術，得到一些低的附加值。有人戲稱：“你們說中關村是硅谷，但是一個無“芯”的硅谷，產品不可能有競爭力。”在沒有集成電路產業的情況下，我們的高新技術的發展命脈掌握在他人的手中。所以，集成電路產業是我國微電子行業需要發展起來的首當任務。從圖1我們可以看到我國當前對于發展集成電路產業的重視。高級工程技術人才和設計人才的短缺已經成為制約我國微電子產業發展的主要因素。這里有一個不爭的事實，美國現在的微電子行業的設計人才已達40多萬，而我們僅僅有幾萬人而已。教育是百年大計，人才才是發展根本。面對以上微電子的發展現狀，想要從目前的微電子發展水平進入納米尺寸和System-on-Chip時代，這必定是一種轉型的挑戰。現在以半導體為主的微電子技術已達到了極微小狀態，但到了45鈉米(0.045微米)以下，半導體物理特性可能不會維持了，摩爾定律必將被打破。未來微電子技術是要以單獨原子作為單位的,，也就是要以鈉米尺寸度來計算了，換句話說，現有半導體制造工藝技術將被納米材料技術所取代。這對象中國這樣的新型工業國家是天賜良機，因為發達國家和發展中國家在這個領域基本上處于同條起跑線。

2.2計算機技術正面臨體系結構的瓶頸期1)Einstein瓶頸。機器的信號傳輸速度低于光速的2∕3，傳輸速度達不到理想要求，即為Einstein瓶頸，這是物理制約。2）Babbage瓶頸與VonNeuman瓶頸。前者是因為CPU的速度與訪問操作速度相差太大引起的，后者是因為串行控制引起的問題。二者都導致了馮結構資源的利用不充分，屬于結構制約。3）Feigenbaum瓶頸。即如何將現實世界的知識存入計算機以便有效利用，只是一種知識獲取的制約。

2.3通信網絡技術正處于各種技術不斷突破的融合期。通信網絡技術發展的初期主要是以語音業務為主，到后來網絡的出現，數據業務量暴漲。網絡技術慢慢由電路交換變為包交換，現在包交換技術已經處于網絡中的主導地位。將電路交換轉換為包交換可以節省大量資金，而且新網絡性能和服務的競爭可以導致新的資金分流，在這兩大力量的趨勢之下，導致通信網絡技術的不斷融合。

2.4軟件技術處于比例不斷增大的發展期。隨著社會信息化、網絡化，軟件的發展趨勢可以概括為智能化、網絡化、信息化、服務化、工程化、可信化、融合化，而且軟件技術會不斷地壯大，需求更加多樣化，會有自己的新內涵與新特點。電子信息技術的發展趨勢是：信息技術的重點正由硬件制造向軟件及其服務業轉型，軟件產業即將成為信息產業的老大。SaaS和云計算的發展使軟件開發模式和商業模式進入全面開放組合的新時代。信息技術向其他領域的滲透更加明顯。三網融合不斷加深；各種技術的邊界越來越模糊；分不清是計算機，通信還是廣播；分不清是整機還是元器件；分不清是雷達、通信還是電子戰；分不清是天線還是信號處理。網絡寬帶和容量的劇增，使我們正由一個人機的二元世界，走向人機物的三元世界。各種分布式協同的系統將不斷出現。數字家庭，數字醫療，智慧交通，IPTV已經開始來到我們身邊，我們將從E社會走向U社會。

3計算機技術在電子信息控制與處理中的應用

所謂電子信息技術就是在計算機技術、通信技術和高密度存儲技術基礎之上發展起來的用于信息的存儲、傳播與應用等方面的技術，它是信息業未來的發展方向。其中計算機技術是其發展的核心部分。電子信息技術的發展，打破了長期以來以紙制載體存儲、傳播信息的傳統。而實現電子信息技術的載體就是計算機軟件技術。所以計算機軟件系統的設計是電子信息技術的關鍵環節。電子系統。它是由若干相互連接、相互作用的基本電路組成的具有特定功能的電路整體。有數字型和模擬性兩種或者二者的混合形式。規模較小、功能單一的是單元電路，而由若干單元電路組成的是電子系統。一個完整的電子系統一般有輸入、輸出與信息處理三部分，用來實現對信息的控制和處理。而控制這些電子系統輸入、輸出與信息處的是計算機軟件系統。在現代信息技術如此發達的社會，如果沒有計算機軟件實施控制，一切將無從談起。空天電子技術。現在空間科學迅速發展，面向航天電子信息領域的微波遙感以及空間電子信息傳輸與處理等技術都是利用大型或者巨型計算機實現的。包括航天電子系統的設計、制造和管理等工作都是借助于計算機設計或者管理軟件實現的。電磁場與微波技術。天線、微波、電波傳播和電磁兼容的設計、仿真及測量等都是在計算機軟機的輔助下完成的，如果沒有計算機，天線、電磁場與微波技術的研究以及應用系統的設計也就更本無從談起。信息處理技術。進行信息處理理論研究以及信息處理軟硬件的設計，電子信息系統信息的獲取與處理，以及各種信息系統的研究設計，制造管理都是通過計算機軟件實現的或者由計算機軟件輔助完成的。綜上所述，在電子工程領域電子技術與計算機技術是一起融入發展的，二者必不可分。電子信息的控制與處理要通過計算機的編程程序或者計算機軟件等實現，而計算機技術的發展是以電子技術為依托的。如下圖2信息技術的領域所示，說明電子信息技術是信息領域的關鍵支撐技術，計算機技術是信息領域的核心技術。

4結束語

作為現代科技革命重要標志的電子信息技術方興未艾，已經滲透在社會生產、生活等各個領域。而作為信息技術的核心計算機技術已經朝著智能化、多極化、媒體化和網絡化發展，在如此利好的形勢下，利用計算機技術進行電子信息技術的控制與處理已成為我國信息技術發展的良好機遇，也是提高我國信息科學的重要手段，可以進一步提高我國的國際競爭力。

本文作者:靳娜工作單位:韓山師范學院