管窺計(jì)算機(jī)發(fā)展的模式

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1計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展道路

1.1反常階段

探索科學(xué)的過(guò)程就是發(fā)現(xiàn)新事物的過(guò)程，而新事物總是層出不窮的，科學(xué)家們?cè)谔剿骺茖W(xué)的過(guò)程中時(shí)常會(huì)有意想不到的新發(fā)現(xiàn)、新體會(huì)，超出了他們的預(yù)期。這就是反?？茖W(xué)階段，正是這些反常現(xiàn)象的出現(xiàn)才更好地促進(jìn)了科學(xué)研究，才更好地激發(fā)了工作者的熱情，使他們對(duì)反?，F(xiàn)象產(chǎn)生了興趣，反復(fù)進(jìn)行論證、觀察、實(shí)驗(yàn)。用反常去論證反常。所以促使一些新的產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。使計(jì)算機(jī)的科學(xué)發(fā)展有一定的靈活性和主動(dòng)性，不只是囿于科學(xué)家設(shè)計(jì)的模式中，這就給計(jì)算機(jī)研究人員提出了更高的要求，要實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的目標(biāo)，就要接受挑戰(zhàn)，抓住機(jī)遇，敢于突破原有的思維觀點(diǎn)，大膽創(chuàng)新，為計(jì)算機(jī)的革新提供更廣闊的舞臺(tái)。

1.2危機(jī)階段

在計(jì)算機(jī)發(fā)展中如果超出預(yù)期的反?，F(xiàn)象很多，超出了常規(guī)科學(xué)可以解決的范疇，這時(shí)候人們就會(huì)不信任范式，科學(xué)統(tǒng)一體也會(huì)分化，也只有這樣，才可以突破原來(lái)范式理論的限制，促進(jìn)新范式的形成。一種范式只能適應(yīng)本時(shí)期的需求，當(dāng)社會(huì)日益發(fā)展需要更高性能的計(jì)算機(jī)時(shí)，原來(lái)范式支配下的常規(guī)科學(xué)就面臨著去留的考驗(yàn)，必然會(huì)導(dǎo)致危機(jī)產(chǎn)生。隨著危機(jī)不斷出現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)經(jīng)歷的一個(gè)個(gè)生死存亡的關(guān)頭，科研者們最關(guān)注的就是計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)的未來(lái)到底會(huì)怎樣？究竟會(huì)達(dá)到什么樣的性能，科學(xué)家們還不能形成一致的認(rèn)識(shí)，有的人員認(rèn)為，要想充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能，就不能僅僅局限于研發(fā)計(jì)算機(jī)本身，要通過(guò)不斷增強(qiáng)它的處理性能實(shí)現(xiàn)服務(wù)人類的目的。要與其他學(xué)科密切滲透，與人們的生產(chǎn)生活密切聯(lián)系，要實(shí)現(xiàn)人機(jī)更好地對(duì)話。特別是隨著Internet的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)要更趨向于實(shí)用性，方便人們的生產(chǎn)生活。如果單純致力于計(jì)算機(jī)本身的研制開(kāi)發(fā)已經(jīng)沒(méi)有什么現(xiàn)實(shí)的意義，面對(duì)上述現(xiàn)象，計(jì)算機(jī)科研者要保持保持清醒的頭腦、堅(jiān)定的信心，用勤奮的工作作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度迎接計(jì)算機(jī)革命的挑戰(zhàn)。

1.3科學(xué)階段

計(jì)算機(jī)事業(yè)已經(jīng)取得了很高的成就。隨著科學(xué)技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，計(jì)算機(jī)也越來(lái)越科學(xué)化。當(dāng)今的計(jì)算機(jī)已經(jīng)進(jìn)入全新的時(shí)代，與以往有很大不同。隨著CPU性能的不斷提高，計(jì)算機(jī)的處理速度大大提高，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越寬。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了與其他學(xué)科領(lǐng)域的相互滲透，特別是隨著近來(lái)科學(xué)由學(xué)科分化逐步走上統(tǒng)一的趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)更要適應(yīng)這一轉(zhuǎn)化，發(fā)揮它的綜合效能。隨著科學(xué)革命的發(fā)展，科學(xué)已進(jìn)入新的常規(guī)科學(xué)階段，在全新范式的調(diào)控下取得循序漸進(jìn)地發(fā)展變化。科學(xué)的常規(guī)性和革命性的不斷更替構(gòu)成了科學(xué)的發(fā)展史，這一進(jìn)程是不斷循環(huán)的過(guò)程，是沒(méi)有止境的。科學(xué)的迅速發(fā)展促進(jìn)了新范式的出現(xiàn)，新的理論是需要用新的語(yǔ)言進(jìn)行描述的，所以更容易被當(dāng)下人們接受，由于科學(xué)本身蘊(yùn)藏的無(wú)窮的生命力，新的計(jì)算機(jī)理論體系還能推動(dòng)和促進(jìn)未來(lái)社會(huì)、自然科學(xué)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)體系研究的主要目標(biāo)是實(shí)踐應(yīng)用，在其發(fā)展演化進(jìn)程中，會(huì)越來(lái)越多的實(shí)現(xiàn)與其他學(xué)科領(lǐng)域的契合、交融，與其他學(xué)科相互融合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，不斷改善自身不足，歷經(jīng)一次次科學(xué)革命，實(shí)現(xiàn)最終的完全契合?？茖W(xué)革命不可避免的會(huì)給計(jì)算機(jī)科學(xué)帶來(lái)危機(jī)，科學(xué)工作者們面對(duì)危機(jī)要積極應(yīng)對(duì)，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(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展模式構(gòu)建

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使計(jì)算機(jī)的未來(lái)充滿變數(shù)，大幅度提高計(jì)算機(jī)的性能是毋庸置疑的，關(guān)鍵如何實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，如何構(gòu)建科學(xué)的模式是至關(guān)重要的。計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)是靠機(jī)械動(dòng)力實(shí)現(xiàn)的，性能十分低等，后來(lái)隨著電子，集成電路等技術(shù)的引進(jìn)才不斷實(shí)現(xiàn)了高性能、高速度。近年來(lái)隨著集成電路集成度的大大提高，計(jì)算機(jī)CPU性能已呈現(xiàn)逐年提高的趨勢(shì)，隨著RISC技術(shù)的不斷發(fā)展，更是使中央處理器性能每年增長(zhǎng)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(yīng)用，如今研發(fā)的奔騰四微CPU，主頻已超過(guò)2G。計(jì)算機(jī)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(guó)ASCI計(jì)劃成功研發(fā)出并行上萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)的并行機(jī)。主頻可以實(shí)現(xiàn)12.3萬(wàn)億次。隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的性能一定會(huì)取得更高層次的發(fā)展。

2.2向“廣”度發(fā)展

計(jì)算機(jī)不斷向更廣的領(lǐng)域發(fā)展，可以說(shuō)當(dāng)今人們的生活時(shí)時(shí)處處有計(jì)算機(jī)人們已經(jīng)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化以及其在工作、生活、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域的普及應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。比如未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，也許會(huì)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與家庭日用電器的合并，冰箱、電視機(jī)、微波爐等都可能由電腦控制，到那時(shí)可能連你自己都數(shù)不清家里有幾臺(tái)計(jì)算機(jī)。再過(guò)一段時(shí)間，也許學(xué)生就實(shí)現(xiàn)了全電腦化，書籍電子化、資料習(xí)題電子化、教科書電子化等。方便學(xué)生據(jù)實(shí)際情況查找需要的內(nèi)容，方便快捷?，F(xiàn)在手機(jī)與計(jì)算機(jī)合體，使人們隨時(shí)隨地共享網(wǎng)絡(luò)，使計(jì)算機(jī)已經(jīng)慢慢深入到人們生活工作的每一個(gè)角落。

2.3向“深”度發(fā)展

計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)與人類之間仍存在間隔，人很難通過(guò)肢體語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)與電腦的信息交流。如何更好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流，更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)復(fù)雜信息的提取應(yīng)用就成為計(jì)算機(jī)重要研發(fā)內(nèi)容。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，計(jì)算機(jī)在老百姓中普及已成為必然的趨勢(shì)，而他們由于知識(shí)水平較低，所以更要求計(jì)算機(jī)智能化，易操作。所以目前計(jì)算機(jī)操作難已成為阻礙普及的主要因素。所以目前已順應(yīng)時(shí)代的要求出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對(duì)語(yǔ)言文字的識(shí)別功能，可以通過(guò)手寫、口語(yǔ)完成簡(jiǎn)單的操控。今后隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)將越來(lái)越趨于智能化。

2.4環(huán)保型

隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，生產(chǎn)環(huán)保型的計(jì)算機(jī)已是人們普遍的要求，這就要求在科學(xué)發(fā)展計(jì)算機(jī)事業(yè)的同時(shí)要樹(shù)立環(huán)保意識(shí)。首先是節(jié)能方面，隨著計(jì)算機(jī)在人們生活中應(yīng)用的廣泛性，計(jì)算機(jī)已成為家庭耗能最大的電器，為了響應(yīng)低碳生活的號(hào)召，就要千方百計(jì)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(gòu)，大大地減少耗能，還可以通過(guò)開(kāi)發(fā)新型的顯示系統(tǒng)達(dá)到降低耗能的目的，比如可以普及LCD等顯示器。其次是要關(guān)注計(jì)算機(jī)的用料，盡量選用可再生材料，對(duì)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(jì)算機(jī)已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，但是目前很多計(jì)算機(jī)操作難依然是阻礙人機(jī)交流的主要原因，使計(jì)算機(jī)不能很好地為人們服務(wù)，這就要求計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的人性化，這就要求人機(jī)交互方式要多樣化，不僅可以通過(guò)鍵盤交流，還能通過(guò)手勢(shì)、語(yǔ)言、甚至表情等進(jìn)行交流，使計(jì)算機(jī)使用起來(lái)就像手機(jī)、電視一樣簡(jiǎn)單，不管老人小孩用起來(lái)都能得心應(yīng)手。這就對(duì)計(jì)算機(jī)的智能化提出了更高的要求。結(jié)語(yǔ)：要想保障計(jì)算機(jī)的科學(xué)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(jì)算機(jī)自身領(lǐng)域，在新的范式、理論的指導(dǎo)下大膽創(chuàng)新，引進(jìn)新的技術(shù)、材料，使計(jì)算機(jī)向著更高、更廣、更深層次的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。拓寬發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)與其他自然、社會(huì)學(xué)科的交融。使其能跟上時(shí)展的步伐，呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展勢(shì)頭，使計(jì)算機(jī)科學(xué)不斷得到發(fā)展、壯大。

作者：吳金凱 單位：浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院