1.3 计算机的发展

当今计算机的发展趋势主要有以下几方面。

（1）高性能。计算机的性能越来越高，速度越来越快，主要表现在计算机的主频越来越高。集成电路的发展从VLSI开始进入ULSI，即特大规模集成电路时期，而且由于RISC技术的成熟与普及，CPU性能年增长率由20世纪80年代的35%发展到20世纪90年代的60%。到后来出现奔腾系列，不仅是芯片频率的提高，而且是计算机整体性能的提高，器件速度通过发明新器件（如量子器件等），采用纳米工艺、片上系统等技术还可以提高几个数量级。

（2）两极化。即巨型计算机和微型计算机，前者代表着计算机科学技术的发展水平，主要应用于大型领域如国防尖端技术、航空航天技术等。后者则反映了计算机的应用普及程度。多媒体技术是当前微型计算机研究的热点，并行处理则是巨型计算机的核心技术。

（3）多媒体技术。多媒体技术是将数值、文字、声音、图形、图像、视频等多种媒体信息进行综合处理的技术，是当前微型计算机研究和开发的热点，其中的关键技术是音频和视频数据的压缩与解压缩、多媒体数据的通信传输，以及各种媒体信息设备的接口技术。

（4）人性化。目前计算机“思维”的方式与人类思维方式有很大区别，人机之间的距离还不小。人类还很难以自然的方式，如语言、手势、表情与计算机打交道，计算机难用已成为阻碍计算机进一步普及的巨大障碍。随着Internet的普及，普通老百姓使用计算机的需求日益增长，这种强烈需求将大大促进计算机智能化方向的研究。近几年来计算机识别文字（包括印刷体、手写体）和口语的技术已有较大提高，已初步达到商品化水平，估计5～10年内手写和口语输入将逐步成为主流的输入方式。手势（特别是哑语手势）和脸部表情识别也已取得较大进展。使人沉浸在计算机世界的虚拟现实（Virtual Reality）技术是近几年来发展较快的技术，21世纪将更加迅速地发展。

（5）网络化。网络技术是计算机技术与通信技术的结合，是今后计算机应用的主流。Internet的迅速发展与广泛应用，使人类进入了信息化时代，信息的快速获取和共享已成为影响经济发展与社会进步的重要因素之一。

（6）智能化。应用人工智能技术，使计算机模仿人的推理、思维、联想、学习等功能，并具有声音识别、图像识别能力，在某种程度上具备人的智能，这种智能计算机是未来计算机发展的总方向。

（7）非冯·诺依曼体系结构的计算机是现代计算机技术研究的另一个焦点。冯·诺依曼体系结构的“存储程序和程序控制”原理表现为“集中顺序控制”这一串行机制，已成为从根本上限制计算机性能提高的障碍。要从根本上提高计算机性能，就必须突破冯·诺依曼体系结构的限制，方法之一就是采用并行处理技术，研究方向即为新一代计算机，如神经网络计算机、生物计算机、光子计算机等。未来的计算机将向高性能、人性化、网络化三个方向发展。