计算技术在材料研究中的作用论文

电子计算机在热处理行业的应用 热处理生产过程的计算机网络控制 在建立数学模型对热处理工艺过程进行数值模拟的基础上，辅以热处理生产中各种物理量参数的传感器检测装置以及热处理生产工序运动的程序控制软件，就组成了热处理工艺过程控制系统(控制软件和设备、传感器、仪表的结合体)。八十年代初国内已开展热处理生产过程计算机控制的研究，至今，碳势控制技术、炉温控制系统、真空热处理控制系统等已逐步实用化，已具备推广的条件。PID自整定、模糊数学与PID混合算法、多因素碳势精确控制等己得到比较广泛的应用口。计算机技术的发展要求将单独控制或管理的单元用计算机通讯系统联成网络，并由一台主计算机负责管理和控制，各独立单元除了可完成各自的控制和管理功能外，还可和主计算机交换信息和完成主计算机分配的工作，这就构成了计算机网络，热处理计算机网络系统是近些年计算机控制技术发展的热点。当前的热处理计算机网络除包括主计算机和各单元外，一般还包括功能强大的数据库和专家系统，可以为网络的各个终端提供更多的服务，具有更多的功能，其作用已远远超出了最初的控制和管理功能。 热处理数据库与辅助决策系统 数据库系统是数据处理的核心机构，成为现代计算机十分重要的应用领域。热处理领域需要利用信息处理技术处理大量的数据，热处理技术的信息与管理需在操作系统的支持下，通过应用软件建立数据库来完成。热处理数据库依工作领域大体可分为金属材料数据库、热处理原理数据库、热处理工艺数据库、典型零件热处理数据库、热处理设备数据库等。热处理数据也是一项基础科研技术，诸如热处理计算机模拟技术，热处理计算机辅助设计技术和计算机辅助工艺设计技术，人工智能热处理技术的开发应用以及热处理集成制造系统的发展都需要有强大的热处理数据的支持。我国十分重视热处理数据库的建立和开发应用工作，许多单位作出了积极的努力并取得进展。另外，基于数据库技术开发的辅助决策系统提供了良好的数据查询、合理选材、工艺参数设计优化等功能，是热处理专业人员的得力工具。 智能热处理技术与计算机智能化仪表 热处理智能技术是用信息技术改造热处理的结果，使热处理由基于经验的技术向基于知识的技术转化，在这一发展过程中，除了信息技术的发展和普及使热处理的面貌不断改观之外，还应特别注重热处理知识的应用和知识的创新。热处理智能控制技术由现代控制理论、热处理CAE／CAM一体化系统、智能化传感与测试技术、生产记录的管理和利用等子系统所组成，其中热处理CAE／CAM具有自动生成优化的热处理工艺，自动实现生产过程的自动控制，自动处理各种因素的影响和在生产过程中自动补偿偏差对热处理质量的影响等功能，例如动态碳势控制和动态可控渗氮技术已在生产中推广应用。将计算机和微电子技术与传感器、测试仪表技术相结合构成智能化仪表，这是传感器和测试仪表技术发展的必然趋势。我国自80年代在这一领域开始起步，已经研制和开发出许多热处理智能化仪表，如TAS图像分析仪，JST-900型淬火介质冷速测定仪，个人仪器冷却介质测试仪，微机控制真空仪，便携式微机硬度计，微机控制氧探头碳控系统，智能化温控仪，微机控制气氛控制器，便携式智能化测振仪，涂层测厚仪，粗糙度仪，渗碳工艺控制仪和气体渗碳／碳氮共渗微机控制仪等。 热处理生产的计算机管理 国内一些工厂热处理生产管理软件大多是用户自行开发的，用于生产统计、工时定额管理、财务管理、能源管理和工艺资料管理等，大幅度降低管理和统计人员的工作量，减少乃至消除报表中的抄写错误，提高统计精确性，便于存储和调用等。然而，我国热处理生产计算机管理的水平还很低，用于热处理的经营决策软件、优化生产计划软件、管理与生产过程自动化及物流自动化相结合的软件等高级管理软件几近空白。热处理生产的计算机管理在节能减耗、降低成本、提高效率以及适应机械工业向多品种少批量发展等方面有着巨大的潜力，组织力量抓紧开发各种商品化的热处理生产管理软件乃当务之急。 计算机模拟技术 加热和冷却过程中温度场、组织转变和应力场的计算机模拟对热处理技术的发展有极其重大的意义，并且是多学科交叉，难度很大的研究项目。基于偏微分方程数值解、计算传热学、相变动力学定量计算温度一相变一应力三者之间的耦合、其流动力学计算软件、热处理数据库等一系列基础工作的进展，热处理计算机模拟在近些年得到迅速发展。从加热过程、淬火冷却、感应加热及高能密度热处理等计算机模拟的成果可以看出，它具有高效、逼真、全面地反映热处理过程中各种变化规律的优点。随着计算机模拟技术的进一步发展和推广应用，热处理技术必将摆脱凭经验进行生产的落后状态，实现热处理过程的精确预测和严格定量控制。热处理计算机工艺管理系统概述 一直以来，工厂工艺编制采用的是一种传统的工艺过程设计方法，即由工艺人员以手工方式进行的个体劳动，工艺过程设计的质量完全取决于人的技术水平和经验。生产实践表明，不同的工艺人员为同一零件设计工艺过程往往会产生不同的方案，甚至同一个人几次为同样零件设计的工艺过程也会有所差别。因此，完全依靠人的技术和经验来设计工艺过程，不可能保证工艺方案的优化和标准化，计算机辅助工艺设计(CAPP)技术的应用将改变传统工艺编制方法的落后面貌，是实现工艺设计现代化、工艺过程最优化和标准化的必由之路。 热处理计算机工艺管理系统是将数据库技术、计算机辅助设计、计算机作图等功能整合起来的综合系统。数据库系统及计算机辅助设计系统的有机结合是系统设计与程序设计的关键。数据库管理功能的实施，即对数据记录的添加、删除、更新、文件报表的打印，数据文件与记录的查询、显示等功能的实施，实现了热处理车间产品工艺与设备的计算机管理、与车间技术服务有关的各类基础技术数据及常用数据的管理、国内外信息的管理。为弥补经验数据的不足，依据热处理原理、公式及手册数据等建立常规工艺计算机辅助设计程序。在计算机软件系统中收集了大量的工艺数据和加工知识，并在此基础上建立了一系列的决策逻辑，通过应用各种工艺决策逻辑规则，根据输入的零件图形和加工信息，模仿工艺人员，自动生成零件的工艺规程。 通过完善的技术文件和质量记录管理，为热处理过程提供证据。按热处理要求规范有效保存热处理生产执行情况和质量情况的原始记录，热处理工艺过程参数记录尽量采用自动记录的数据，并作好标识。这些资料是质量管理必不可少的根据，作为设备、工艺、工序过程有效运行，内部班组信息有效传递，设备、工艺有效调整的原始依据，是提高和改进质量的信息来源，一旦发生质量事故，可以据此进行质量跟踪。 热处理计算机过程控制系统概述 随着微电子技术的发展，智能仪表功能更强大，技术更成熟，价格也逐渐下降，质优价廉的智能化控制系统已受到广大用户喜爱和选用。加热炉实行计算机集散控制是必然趋势，尤其对控温区域众多、控温精度要求较高的加热炉控制十分适宜，如连续式加热炉、化学热处理炉、大型退火炉等。对于现代化热处理车间全部加热设备均采用计算机集中管理，分散控制，不仅可提高加热炉的自动化控制水平，也为提高加工产品质量提供了可靠保障。 在Windows系统下采用面向对象的语言，设计系统监控机上的监控模块实现工业现场运行状态的实时监控与系统调节，通过鼠标直接点击操作，具有直观、操作方便等特点。其功能包括：定时巡回与下位智能温控仪表和高精度智能温度采集模块通信，读取现场炉温和状态数据；对现场数据进行数字滤波、错误判定等一系列处理，实时在线显示所有工业现场的炉温、控制阶段标志、运行状态，并可以绘制、显示实时运行的控温曲线和工艺曲线，各个控制曲线用不同的颜色进行区别；对设定的工艺曲线和实时工艺曲线进行显示、打印、保存，对故障进行报警、保存和紧急停止等。 4 课题研究的内容及意义 课题研究的内容 本文按照ISO 9000系列质量体系标准，根据热处理企业生产特点，利用Visual Basic语言和SQL Server 2000数据库开发系统开发一套适用于热处理生产工艺管理和过程控制的计算机应用软件系统。本系统的开发可显著降低生产过程中工作人员的工作量，保证热处理工艺实施的准确性和热处理质量的可控性，实现热处理生产过程的全面质量管理。 工厂的热处理生产过程主要分为两大部分：①热处理厂接收生产任务，由工艺设计人员根据待处理工件的信息和技术要求设计热处理工艺；②热处理工人根据设计的热处理工艺对零件进行热处理，获得符合实际性能要求的零件。因此，分别针对热处理生产过程中上述的两个过程，将本系统分为热处理工艺管理和热处理过程控制两部分。(1)热处理工艺管理子系统涉及大量的数据信息：接收到的生产任务信息，零件的成分信息，临界点及过冷奥氏体转变曲线等信息，各种钢的热处理工艺规范信息(各种技术指标及热处理温度等数据)，设计的工艺曲线数据(包括温度、时间及冷却介质等数据)等等。对于处理大量的数据信息，采用数据库技术是最为高效、便捷的方法，不但能够降低数据处理的复杂度、而且易于实现对各种数据的有效管理。热处理过程控制子系统能够连接数据库，直接导入热处理数据库中的工艺数据；实现与控制仪表的通讯，将工艺曲线的“温度一时间”数据输入到仪表的控制模块中，执行热处理工艺时实时采集、显示和保存该过程的“温度一时间”数据，大大提高了生产过程的自动化程度和控制精度。 课题研究的意义 热处理过程控制系统利用AI工业调节器的先进算法与计算机技术提高热处理生产过程的温度控制精度，根本上保证了热处理质量，同时改善了工作环境，减轻了工人的劳动强度。并且如果工件出现质量问题，可以根据计算机中存储的热处理生产过程数据记录，查出问题根源，确定解决及补救方案。热处理工艺管理系统利用计算机编程和数据库技术实现热处理工艺的计算机制定及大量热处理数据的储存、调用等等。通过计算机对热处理数据的管理使生产效率及标准化程度大大提高，避免了工艺过程的随意性，使热处理过程具有良好的回溯性。热处理工艺管理与过程控制系统是热处理工业生产技术进步的必然产物，通常热处理工艺管理系统和热处理过程控制系统相辅相成。热处理工艺管理与过程控制系统生成并保存的工艺参数和处理质量以及操作过程的记录为我们进行质量和过程分析提供依据。总而言之，计算机、数据库技术及工控智能设备的结合使热处理凭经验进行生产的落后状态向着正确预测工艺结果的基础上实施精确控制的方向飞跃。

计算机科学与技术的发展日新月异，因此，我们要把握其发展趋势，才能更好的推动计算机科学与技术的发展。下面是我整理了计算机科学与技术论文 范文 ，有兴趣的亲可以来阅读一下!

对计算机科学与技术发展趋势的探讨

摘要：计算机科学与技术的发展日新月异，因此，我们要把握其发展趋势，才能更好的推动计算机科学与技术的发展。本文分析了计算机科学与技术发展的整体方向，并就计算机技术的几个具体发展趋势进行了探讨。

关键词：计算机科学与技术;发展趋势;研究

中图分类号：TP3-4文献标识码：A 文章 编号：1007-9599 (2012) 05-0000-02

计算机科学与技术与我们的社会、生活、工作等方方面面都息息相关，因此，分析计算机科学与技术发展的趋势问题具有十分重要的现实意义。为此，本文分析了计算机科学技术的发展趋势，以下是本人对此问题的几点看法。

一、计算机科学与技术发展的整体方向

计算机科学与技术的发展可以说是日新月异，发展速度非常的快，但统观计算机技术的未来发展，主要向着“高”、“广”、“深”三个方向发展。具体分析如下：

第一，向“高”度发展。体现在计算机的主频上，随着主频的逐步提高，计算机的整体性能会越来越稳定，速度会越来越快。英特尔公司已经研制出能集成超出10亿个晶体管的微处理器，也就是说一台计算机不止使用一个处理器，可能会用到几十、几百甚至更多的处理器，即并行处理，截止目前，在世界范围内性能最高的通用机就采用了上万台处理器。而专用机的并行程度又要高出通用机，其关键核心技术是 操作系统 ，体现在两方面，一方面是如何高效能的使很多计算机之间产生联系，实现处理机间的高速通信，另一方面是如何有效管理这些计算机，并使之互相配合、协调工作。

第二，向“广”度发展。随着计算机的高速发展，计算机已经普及，成为个人常用之物，可以说人手一台。向“广”度发展指网络化范围的扩大以及向各个领域的逐渐渗透。到那时，计算机就会无处不在，像现在的发动机一样，应用于所有电器中，你家里的电器不管是冰箱、洗衣机还是 笔记本 、书籍等都已电子化。说不定多少年后学生用的教科书也被淘汰，被和教材大小一样的笔记本计算机所代替，学生可根据自己实际需要查阅、记录所需的资料。有人预言未来的计算机如此普及价格就和买一本书一样便宜，还有一次性使用的，用完就可以扔掉，它将成为人们生活中最常用、最方便的日用品。

第三，向“深”度发展。即向人工智能方向发展。比如说，如何把网上丰富的、有用的信息变为己有，如何使人机更好地互动等，这是计算机人工智能发展、研究的的主要课题。所谓人工智能，即计算机的智能成分占主要，会具备多种感知能力、 逻辑思维 能力，到那时，人们可以与计算机自由交流，用手写字输入，甚至可以用表情、手势和计算机沟通，人机交流方便、灵活、快捷。使人产生身临其境之感的交互设备也已经发明出来，主要体现在虚拟现实技术领域方面。同时，信息将实现永久性存储，百年存储器正在研发当中，让我们一起期待吧。

二、计算机科学技术的几个具体发展趋势

从近几年来计算机科学的发展来看，计算机科学技术的具体发展趋势，主要有以下几个方面：

(一)运算速度大大提高的高速计算机

近年来，美国人发明了一种通过空气的绝缘性来大幅度提高电脑运行速度的新技术。由纽约保利技术公司研究人员发明生产出一种电脑中使用的新型电路，这种电路的芯片之间是由一种“胶滞体包裹的导线”进行连接的，而组成这种“胶滞体”的物质中有90%的成分是空气，众所周知，空气恰恰是一种不导电的优良的绝缘体。经实践研究表明，计算机运行速度的快慢与晶体管或芯片之间信号的传递速度有直接关系，目前国际上普遍采用的“硅二氧化物导线”在信号传递的过程中一般都会吸收掉一部分信号，因此延长了传递信息的时间。而保利技术公司研究制造的这种“胶滞体导线”，在信息传输过程中几乎没有吸收任何信号，所以它能够更快的传递信息。除此之外，这种导线不但有利于大幅度降低电耗，节约材料成本，而且无需更改计算机芯片，可直接安装，最重要的是极大的提高了计算机运行速度。但美中不足的是，这种导线的散热效果较差，无法及时排出电路生成的热量。为此，保利公司迅速组织科研人员，针对这一缺陷进行创新改造，终于研究出一种“电脑芯片冷却”技术，即在计算机电路中置放许多装有液体的微型管道，用以吸收电路在工作中形成的热量。电路开始发热时，其产生的热量可以将微型管中的液体汽化，汽化之后的物质逐渐扩散到微型管的另一端，会重新凝结，顺流到微型管底部，从而达到吸收热量、有效散热的功效。目前，美国宇航局正在对该项技术进行太空失重实验，如果实验取得成功，“空气胶滞体”导线技术将被广泛应用于全球计算机的使用中，有助于大幅度提高计算机的运行速度。

(二)超微技术领域的生物计算机

早在二十世纪八十年代，生物计算机就已经投入研制了，这种计算机最大的特点就是利用生物芯片，由生物工程技术中所产生的“蛋白质分子”组合构成。在这种生物芯片中，信息是以波的方式进行传递的，其运算速度快的惊人，几乎相当于普通计算机运算速度的十万倍，且具备强大的储存空间，而其能量消耗仅为普通计算机的十分之一，这种生物计算机的优势作用显而易见。由于蛋白质分子具有再生能力，因此，它可以通过自我组合而合成新的微型电路，这样就使得计算机具备了生物体的基本特征，因此被称为生物计算机。例如：这种计算机可以通过生物自身的调节作用自主修复出现故障的芯片，甚至能够模拟人脑进行思考。1994年，美国首次将生物计算机公诸于世，随之公布的还有模拟电子计算机而进行的逻辑运算，并提出了解决“虚构”的七座城市之间路径问题的最佳设计方案。前不久，来自世界各国的二百多名计算机专家学者就曾经齐聚美国的普林斯顿大学，联名呼吁计算机科技应向生物计算机领域努力进军。根据现在的生物计算机技术发展来看，预计将在不久的未来，制造出通过物理和化学作用就能检测、处理、储存、分析、传输数据信息的分子元件。现阶段，计算机科学家们已经在生物超微技术领域取得了一定成就，实现了部分突破，制造出了超微机器人。而科学家们更长远的计划是让这种超微机器人变成一部微型生物计算机，从而在生物体内取代某些人体器官，完成血管、内脏等器官的修复作用，并杀死病毒细胞，使人类身体健康、延年益寿。

(三)以光为传输媒介的光学计算机

光学计算机是一种以光作为信息传输手段的计算机，这种计算机与传统计算机(电子)相比，具有诸多优势特点：光的速度有目共睹，这是电子计算机永远无法比拟的，并且光速具有一定的频率和偏振特征，大大提高了光学计算机传输信息的能力;光的发射根本不需要任何导线，即使发生交会也不会造成干扰;光学计算机的智能水平也大大高于电子计算机。可见，光学计算机是人类不断追求的理想计算机。早在二十世纪九十年代，世界各国以及各个科研机构，就已经投入大量的人力、物力、财力用以研发“光脑技术”。其中，由英国、德国、法国、意大利等60多个国家组成的科研队伍研发的光学计算机成果显著，该计算机的运算速度比电子计算机快了一千多倍，而且准确率相当高。除此之外，有些超高速计算机只能在低温状态下运行，而光学计算机不受温度的限制;光学计算机的存储量超大，抗干扰能力超强，不管在什么条件下都能正常运行;光脑具有与人脑相似的特性，就算系统中的某一元件出现损坏，也不影响运算结果。

(四)含苞待放的量子计算机

计算机专家已经根据量子学理论知识，在量子计算机的研制方面取得了一定成果，如：美国科学家已经成功完成了4个“锂离子”量子的缠结状态，这一成果体现了人类在量子计算机研究领域上已经更上一层楼。

(五)应用纳米技术的纳米计算机

纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。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。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。

当然，以上仅是本人对计算机科学与技术发展趋势的几点浅薄认识和看法，对于此问题的研究，有待于我们做进一步的探讨和思考。

参考文献：

[1]蔡芝蔚.计算机技术发展研究[J].电脑与电信,2008,2

[2]陈相吉.未来计算机与计算机技术的发展[J].法制与社会,2007,10

[3]文德春.计算机技术发展趋势[J].科协论坛(下半月),2007,5

[4]张瑞.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].制造业自动化,2010,8

[5]李晨.计算机科学与技术的发展趋势[J].化学工程与装备,2008,4

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信息化时代的到来,使得计算机科学在人们的生活和工作中起着越来越重要的作用,并扮演者不可或缺的角色。下面是我为大家整理的计算机科学与技术专业毕业论文，供大家参考。

1计算机科学技术在教学中的应用

计算机网络教学与课堂授课有非常大的不同，在进行课堂授课时要受到很多因素的影响，比如说，教师的上课状态、学生的上课状态、书本知识的局限以及周围环境的影响等都会成为影响授课质量的原因。但计算机网络教学却是大大的不同，计算机网路教学中学生处于主动的一方，教师主要是处于引导的状态，让学生自发的去学习，建立学生自主学习的机制，在这样的情况下，不仅可以提高学生学习的积极性也可以提高教师的教学质量。而虚拟教学和远程教学是属于相互补充的两种教学形式，虚拟教学更是弥补了远程教育的不足，学生足不出户就可以进行各种各样的教学实验，从而获得和课堂学习不一样的学习体验，能够加深对学习内容的理解，从而获得更高的提升。此种教学方法，可以使学生的知识学习更加的形象化和具体化，使学生学习起来更加的直观和容易理解，另外，在进行有趣学习的同时也可以培养学生的创新能力和探索的欲望。

2计算机科学技术在教学中应用的影响

计算机科学技术在现代教学中的作用及影响无疑是非常巨大的，计算机技术的应用使得学生的学习不再局限于那小小书本之内，通过多媒体课件以及种种辅助教学，增加了非常多的课堂知识量。在增加学习知识量的同时并没有消耗更多的时间，恰恰相反，通过计算机的有效运用大大减少了教学时间，让学生在同样的时间内了解了更多的知识。现代的教学手段改变了以往沉闷乏味的教学形式，计算机的合理使用能够有效的吸引学生们的注意力，激发了学生学习的兴趣和积极性，让学生们主动去学习，去了解知识，从而让学习变成了一件非常有趣的事情，改变了以往的学习状态，形成了积极向上的学习风气。从大的方面来说，现在的世界俨然是一个信息化、数字化、网络化的新时代，在这样的时代背景下，计算机电子信息技术得到了广泛的发展，计算机已经进入到了家家户户，成为人们生活和工作的必需品，计算机为人们生活学习等诸多方面带来了很大的便利，打破了传统的区域界限的新知识，带人们走进了一个知识经济的新世界。而且，计算机还扮演着非常多的角色，除了教师、学生以外也可以是朋友、玩伴、工具等。人们可以在计算机当中获取非常多有用的东西，计算机在作为辅助工具时可以进行管理工作，学生可以在计算机上完成自己的作业，它也可以是老师，在自己有不明白的地方时为自己授业解惑。

3结语

计算机科学技术的广泛适用，改变了人们传统的教学方式以及学习形式。通过多种多样的应用形式，使得学生们的学习变得丰富多彩，上班族的工作变得轻松便捷。计算机科学技术将不同的教学呈现给大家，提高了学生的学习效率和学习积极性，提高了教师的教学水平和教学质量，让教学走到了时代的前端来适应现代教育的需求。而未来的教学仍然是个未知数，如何更好地发挥计算机技术在教学中的作用需要更多的有志之士去探索、去实践，也可以说这是现代教育专家和工作者们的主要任务。如何将计算机更好地融入到教学当中以及如何让计算机技术继续的发扬光大将不断激励着大家勇敢前进。

1计算机科学技术现状

计算机科学技术在生活中应用广泛

在这个信息化时代，计算机网络作为人们社会生活的重要部分，已经进入千家万户。人们不用出门就可以通过计算机了解国内外新闻、天气预报资讯、股市行情、世界地图、收发电子邮件、检索信息等;不用逛街就可以通过互联网中的购物网站买到喜欢的东西;通过计算机可以与相隔较远的朋友在线聊天、视频聊天等，加强人们之间的交流和沟通，促进友谊;人们可以通过计算机网络订购飞机票、火车票等，节省排队时间;教师可以通过计算机科学技术实现对学生的在线授课，更及时、更方便;动漫工作者可以使用计算机科学技术制作动漫;政府机关也可以通过计算机科学技术建立城市网站，及时了解市民反映的问题，通过计算机与各个行业的工作人员在线交流;很多企业使用计算机来处理大量数据和信息，代替传统的人工处理，提高工作效率。计算机科学技术潜移默化的影响着人们的生产、工作和学习。

计算机科学技术更加智能化和专业化

计算机科学技术的快速发展和广泛应用，推动了集成电路、微电子和半导体晶体管的发展，计算机科学技术更加智能化和专业化。计算机能根据使用对象的不同个体需要进行改装、更新，对于有更高需求的用户可以专门定做计算机，用户可以根据使用环境的不同选择台式计算机、笔记本计算机、掌上电脑和平板电脑等。计算机科学技术在其他特殊领域也能发挥自己的优势，如智能化家用电器和智能手机，家庭式网络分布系统代替了传统的单机操作系统，满足人们的生活需求。

计算机的微处理器和纳米技术

微处理器能提高计算机的使用性能，缩小传统处理器芯片中的晶体管线宽和尺寸。利用光刻技术，波长更短的曝光光源经过掩膜的曝光，将晶体管在硅片上制作的更精巧，将晶体管导线制作的更细小。计算机科学技术的快速发展使计算机运算速度更快，体积更微型，操作更智能，传统的电子元件不能适应计算机的发展。纳米技术是一种用分子射程物质和单个原子的毫微技术，可以研究～100纳米范围内的材料应用和性质。计算机科学技术中利用纳米技术，可以使计算机尺寸变小，解决运算速度和集成度的问题。

2计算机科学技术的未来发展

现如今，计算机科学技术的应用越来越广，人们对计算机科学技术的要求越来越高，促使数学家和计算机学家们不断研究计算机科学技术，使计算机科学技术在各个领域、各个行业发挥更大的作用，满足人们的不同需求。下面从DNA生物计算机、光计算机和量子计算机三方面来探究计算机科学技术的发展前景。

生物计算机DNA生物计算机用生物蛋白质芯片代替传统的半导体硅芯片。1994年，美国科学家阿德勒曼率先提出关于生物计算机的设想。在计算机运算数据时，将生物DNA碱基序列作为信息编码载体，运用分子生物学技术和控制酶，改变DNA碱基序列，从而反映信息，处理数据。这一设想增加了计算机操作方式，改变了传统的、单一的物理操作性质，拓宽了人们对计算机的了解视野。DNA生物计算机元件密度比大脑神经元的密度高100万倍，信息数据的传递速度也比人脑思维快100万倍，生物计算机的蛋白质芯片存储量是传统计算机的10亿倍。2001年，以色列科学家研制出世界上第一台DNA生物计算机，体积较小，仅有一滴水的体积。2013年，英国生物信息研究院的科学家们使用DNA碱基序列对文学家莎士比亚154首作品的音乐文件格式和相关照片进行编制，增加了储存密度，使储存密度达到克(1024TB=1PB)，提高了人们对信息储存的认识，这一重大突破使生物计算机的设想有望成为现实。

光信号和光子计算机

光子计算机是一种由光子信号进行信息处理、信息存储、逻辑操作和数字运算的新型计算机。集成光路是光子计算机的基本构成部件，包括核镜、透镜和激光器。光子计算机和传统计算机相比较，有以下几点好处：

(1)光计算机的光子互联芯片集成密度更高。在高密度下，光子可以不受量子效应的影响，在自由空间将光子互联，就能提高芯片的集成密度。

(2)光子没有质量，不受介质干扰，可以在各种介质和真空中传播。

(3)光自身不带电荷，是一种电磁波，可以在自由空间中相互交叉传播，传播时各自不发生干扰。

(4)光子在导线中的传播速度更快，是电子传播速度的1000倍，光计算机的运算速度比传统计算机更快。20世纪50年代末，科学家提出光计算机的设想，即利用光速完成计算机运算和储存等工作。与芯片计算机相比较，光子计算机可以提高计算机运行速度。1896年，戴维•米勒首先研制出光开关，体型较小。1990年，贝尔实验室的光计算机工作计划正式开启。根据元器件的不同，光子计算机可以分为全光学型计算机和光电混合型计算机。全光学型计算机比光电混合型计算机运算速度快，还可以对手势、图形、语言等进行合成和识别。贝尔实验室已经成功研制出光电混合型计算机，采用的是混合型元器件。研发制作全光学型计算机的重要工作就是研制晶体管，这种晶体管与现存的光学“晶体管”不同，它能用一条光线控制另一条光线。现存的光学“晶体管”体积较大较笨拙，满足不了全光学型计算机的研发要求。

量子理论计算机

量子计算机将处于量子状态的原子作为计算机CPU和内存，处于量子状态的原子在同一时间内能处于不同位置，根据这一特性可以提高计算机处理信息的精确度，提高处理数据的运算速度，有利于数据储存。量子计算机处理信息时的基本数据单元是量子比特，取代了传统的“1”和“0”，具有极强的运算能力，运算速度比传统计算机快10亿倍。中国和美国的科学家们在实验室里成功实现了同时对多个量子比特进行操作，为制造量子计算机提供了可能。相信在科学技术的不断发展和世界各国的科学家们共同努力下，量子计算机会成为现实。

3结束语