2011.22

C h i n a C o l l e c t i v e E c o n o m y

集体经济·摘要：文章系

统地介绍了信息处理、文字与自然语言的理解、数据仓库和数据挖掘、知识科学、人工智能、人工神经网络的研究、遗传算法、逻辑学等领域研究中前沿的若干问题，并提出未来计算机科学的发展趋势。

关键词：信息技术；知识科学；智能技术；发展趋势

一、计算机科学前沿热点

(一)信息处理技术

信息处理技术是当今计算机科学发展的重点，目前计算机处理的信息可分为符号和数据，因而一切要由计算机处理的对象首先是符号化和数字化。信息科学正在形成和迅速发展，现在主要的研究课

题集中在以下方面：信息源理论和信息的获取；信息的传输、存储、检索、转化和处理；信号的测量、分析、处理及显示；模式信息处理，研究对文字、声音、图像等信息的处理、分类和识别，研制机器图像和语音识别系统；知识信息处理，研究知识的表示、获取和应用，建立具有推理和自动解决问题能力的知识信息处理系统，即专家系统；决策和控制，在对信息的采集、分析、处理、识别和理解的基础上做出判断、决策或控制，从而建立各种控制系统、管理信息系统和决策支持系统。

(二)知识科学

知识进步是人类社会发展的永恒动力，知识经济是推动其他经济发展的原动力，知识产权关系国家命运。可见知识在计算机科学中发展的重要意义。计算机科学虽然是一门刚刚兴起的学科，但它与数学、逻辑学、语言学、认知科学、心理学、哲

学等关系相当大。目前知识科学主要的研究领域表现在：知识模型研究，常识性知识研究；非规范知识研究，知识处理的数学理论；知识获取理论和技术；知识科学和软件科学；基于知识的计算机艺术。

(三)智能处理技术

从第一台电子计算机诞生至今，其主要功能都是进行数值计算和数据处理。但随着基于符号的运算、推理逻辑的迅速发展和对人类大脑的思维形式的研究逐步清晰，人们开始研制具有“智能”的计算机，这是人工智能的基本思想。人工智能(Artificial Intelligence ，AI )、人工神经网络(Artificial Neural Network ，ANN )、遗传算法、逻辑学的高速发展构成了计算机科学发展新趋势。这些计算机科学的众多研究热点在我国国家自然科学、863计划、攻关

项目等均有较大的投入。信息是计算机的源，知识是信息的模型，人工智能是知识挖掘的动力，三者协调发展是非常必要的。

二、计算机发展趋势(一)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，可以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成百数千甚至更多的处理器构成，能完成普通计算机和服务器所不能计算的大型的复杂任务。从超级计算机获得的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更多的便利。

(二)新型高性能计算机问世

随着硅芯片技术的高速发展，硅技术越来越接近了其自身的物理发展极限。因此，迫切要求计算机从结构变革，到器件与技术的革命这一系列的技术都要产生一次质的飞跃才行。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机和纳米计算机由此应运而生。

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。量子计算机是在量子效应基础上开发的，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。

光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传输及存储。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。

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。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。预计20年后，分子计算机将进入实用阶段。

纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。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。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。

综上所述，计算机技术主要朝着三个方向发展：一是向“快”的方向，速度越来越快，性能越来越高，计算机的主频越来越快；二是向“广”度方向发展，计算机发展的趋势无处不在，应用范围更加广泛；三是向“深”度方向发展，即向信息的智能化发展。

参考文献：

1、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).

2、蔡芝蔚.计算机技术发展研究[J].电脑与电信,2008(2).

3、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).

4、文德春.计算机技术发展趋势[J].科协论坛,2007(5).

5、何文瑶.计算机技术发展态势分析[J].科技创业月刊,2007(5).

6、陆志一,吴学庆.计算机未来的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2008(4).

(作者单位：山东外国语职业学院)

计算机科学前沿热点及发展趋势

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