管窥计算机发展的模式

1计算机科学发展道路

1.1反常阶段

探索科学的过程就是发现新事物的过程，而新事物总是层出不穷的，科学家们在探索科学的过程中时常会有意想不到的新发现、新体会，超出了他们的预期。这就是反常科学阶段，正是这些反常现象的出现才更好地促进了科学研究，才更好地激发了工作者的热情，使他们对反常现象产生了兴趣，反复进行论证、观察、实验。用反常去论证反常。所以促使一些新的产品应运而生。使计算机的科学发展有一定的灵活性和主动性，不只是囿于科学家设计的模式中，这就给计算机研究人员提出了更高的要求，要实现科学发展的目标，就要接受挑战，抓住机遇，敢于突破原有的思维观点，大胆创新，为计算机的革新提供更广阔的舞台。

1.2危机阶段

在计算机发展中如果超出预期的反常现象很多，超出了常规科学可以解决的范畴，这时候人们就会不信任范式，科学统一体也会分化，也只有这样，才可以突破原来范式理论的限制，促进新范式的形成。一种范式只能适应本时期的需求，当社会日益发展需要更高性能的计算机时，原来范式支配下的常规科学就面临着去留的考验，必然会导致危机产生。随着危机不断出现，在计算机经历的一个个生死存亡的关头，科研者们最关注的就是计算机的发展趋势，计算机的未来到底会怎样？究竟会达到什么样的性能，科学家们还不能形成一致的认识，有的人员认为，要想充分发挥计算机的功能，就不能仅仅局限于研发计算机本身，要通过不断增强它的处理性能实现服务人类的目的。要与其他学科密切渗透，与人们的生产生活密切联系，要实现人机更好地对话。特别是随着Internet的不断发展，计算机的开发要更趋向于实用性，方便人们的生产生活。如果单纯致力于计算机本身的研制开发已经没有什么现实的意义，面对上述现象，计算机科研者要保持保持清醒的头脑、坚定的信心，用勤奋的工作作风，严谨的工作态度迎接计算机革命的挑战。

1.3科学阶段

计算机事业已经取得了很高的成就。随着科学技术越来越先进，计算机也越来越科学化。当今的计算机已经进入全新的时代，与以往有很大不同。随着CPU性能的不断提高，计算机的处理速度大大提高，应用领域越来越宽。计算机实现了与其他学科领域的相互渗透，特别是随着近来科学由学科分化逐步走上统一的趋势，计算机更要适应这一转化，发挥它的综合效能。随着科学革命的发展，科学已进入新的常规科学阶段，在全新范式的调控下取得循序渐进地发展变化。科学的常规性和革命性的不断更替构成了科学的发展史，这一进程是不断循环的过程，是没有止境的。科学的迅速发展促进了新范式的出现，新的理论是需要用新的语言进行描述的，所以更容易被当下人们接受，由于科学本身蕴藏的无穷的生命力，新的计算机理论体系还能推动和促进未来社会、自然科学的发展。计算机体系研究的主要目标是实践应用，在其发展演化进程中，会越来越多的实现与其他学科领域的契合、交融，与其他学科相互融合，扬长避短，不断改善自身不足，历经一次次科学革命，实现最终的完全契合。科学革命不可避免的会给计算机科学带来危机，科学工作者们面对危机要积极应对，想法克服，必须以新代旧，形成新的范式。这就要求他们敢于批判、勇于创新、大胆革命。

2计算机科学发展模式构建

计算机技术的发展使计算机的未来充满变数，大幅度提高计算机的性能是毋庸置疑的，关键如何实现质的飞跃，如何构建科学的模式是至关重要的。计算机的发展不能只是局限于自身性能的提高，还要注重人性化、环保型等。

2.1向“高”度发展

最初计算机是靠机械动力实现的，性能十分低等，后来随着电子，集成电路等技术的引进才不断实现了高性能、高速度。近年来随着集成电路集成度的大大提高，计算机CPU性能已呈现逐年提高的趋势，随着RISC技术的不断发展，更是使中央处理器性能每年增长率从八十年代的百分之三十五提高到九十年代的百分之六十。随着奔腾处理器的应用，如今研发的奔腾四微CPU，主频已超过2G。计算机向更高端的方向发展，不仅仅是某一处理性能的优化，而是整体性能的优化。比如美国ASCI计划成功研发出并行上万台计算机的并行机。主频可以实现12.3万亿次。随着科技的不断发展，计算机的性能一定会取得更高层次的发展。

2.2向“广”度发展

计算机不断向更广的领域发展，可以说当今人们的生活时时处处有计算机人们已经进入了网络化时代，计算机的网络化以及其在工作、生活、生产等各个领域的普及应用，使计算机的应用领域越来越广泛。比如未来的发展趋势，也许会实现计算机与家庭日用电器的合并，冰箱、电视机、微波炉等都可能由电脑控制，到那时可能连你自己都数不清家里有几台计算机。再过一段时间，也许学生就实现了全电脑化，书籍电子化、资料习题电子化、教科书电子化等。方便学生据实际情况查找需要的内容，方便快捷。现在手机与计算机合体，使人们随时随地共享网络，使计算机已经慢慢深入到人们生活工作的每一个角落。

2.3向“深”度发展

计算机的深度发展就是指电脑的智能化，电脑与人脑的思维方式不同，计算机与人类之间仍存在间隔，人很难通过肢体语言实现与电脑的信息交流。如何更好地实现人机交流，更好地实现对计算机复杂信息的提取应用就成为计算机重要研发内容。随着网络的普及，计算机在老百姓中普及已成为必然的趋势，而他们由于知识水平较低，所以更要求计算机智能化，易操作。所以目前计算机操作难已成为阻碍普及的主要因素。所以目前已顺应时代的要求出现了计算机对语言文字的识别功能，可以通过手写、口语完成简单的操控。今后随着科技的不断发展，计算机将越来越趋于智能化。

2.4环保型

随着人们环保意识的不断增强，生产环保型的计算机已是人们普遍的要求，这就要求在科学发展计算机事业的同时要树立环保意识。首先是节能方面，随着计算机在人们生活中应用的广泛性，计算机已成为家庭耗能最大的电器，为了响应低碳生活的号召，就要千方百计的降低耗能，比如可以采用DNA、光子等新型方式替待原有的硅架构，大大地减少耗能，还可以通过开发新型的显示系统达到降低耗能的目的，比如可以普及LCD等显示器。其次是要关注计算机的用料，尽量选用可再生材料，对于重金属、污染性或不可回收的材料尽可能的避免采用。

2.5人性化

计算机已经走进了千家万户，但是目前很多计算机操作难依然是阻碍人机交流的主要原因，使计算机不能很好地为人们服务，这就要求计算机科学发展的人性化，这就要求人机交互方式要多样化，不仅可以通过键盘交流，还能通过手势、语言、甚至表情等进行交流，使计算机使用起来就像手机、电视一样简单，不管老人小孩用起来都能得心应手。这就对计算机的智能化提出了更高的要求。结语：要想保障计算机的科学发展，需要广大科研者们不断探索，大胆创新。首先要致力于本行。要自足与计算机自身领域，在新的范式、理论的指导下大胆创新，引进新的技术、材料，使计算机向着更高、更广、更深层次的发展。实现计算机科学实质性的进展。拓宽发展方向，实现与其他自然、社会学科的交融。使其能跟上时展的步伐，呈现出日新月异的发展势头，使计算机科学不断得到发展、壮大。

作者：吴金凯 单位：浙江财经大学东方学院