计算机科学与技术的实际应用

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:本文通过计算机科学与技术的实际应用分析,从宏观层面和微观层面研究了计算机科学与技术的发展方向,并对发展趋势进行了分析。

  关键词:计算机科学与技术;宏观层面;微观层面;芯片技术;

  就当代社会的生产生活实际来说,计算机科学与技术已经在社会各个领域中得以广泛应用,并且在计算机科学与技术应用支持下,实现了多个领域的创新性发展。然而在计算机科学与技术应用发展过程中,其产生的效能具有双面性,一方面为人们生产生活中的具体工作提供了便利,另一方面由于计算机科学与技术成为了人们生产生活的必需品,必须与时俱进地进行更新发展,才能满足于人们生产生活中不断增长的技术需求。因此,基于计算机科学与技术实践应用价值提升角度考虑,本文就计算机科学与技术的发展趋势展开深层次剖析,既有显著意义,又要显著的研究价值。

1 计算机科学与技术的实际应用分析

  在计算机科学与技术研究不断深入的背景下,其技术水平得以大幅度提升,并广泛应用在人们的生产和生活中,为人们的生产生活提供了便利,一定程度上促进了社会的进步与发展。现从教育、电力、无人机等专业领域系统地介绍计算机科学与技术的价值体现,具体如下:

  1.1 计算机科学与技术在教育领域中的应用

  在经济和科技不断发展的支持下,我国教育事业得以快速发展,大量先进技术设备及软件被应用在教育实践中,如利用网络检索教学资源,为优化教学过程提供了支持。但是基于教育领域中计算机科学与技术的应用现状来说,其功能未能完全开发,计算机科学与技术的应用仍然需要进行拓展,并做好全面分析,才能发挥其优势作用来弥补和完善传统教学模式的缺陷,以此助力于教育改革发展和教育质量的提升[1]。如运用多媒体生动直观展示的优势,吸引学生的注意力和调动学生的学习积极性,使得学生能够主动配合并参与教师设计的各类教学活动中,从而有利于教师高质高效地完成教学任务。另外,在教育领域中,计算机科学与技术的应用可以融入中考、高考等大型考试项目中,充分利用电子档案功能实现学生信息的存储、整理、分类等一体化操作,以便学生更好地查询成绩[2]。

  1.2 计算机科学与技术在电力领域中的应用

  本文以风力发电为例,由于风力发电场建设选址往往以人烟稀少的空旷区域,如海边、山区、沙漠等,这些环境虽然在地理条件上适合风力发电场建设,但是这些地区的环境相对恶劣,对发电机往往会造成相对严重的损害[3]。因此,为保障发电机的高效、稳定运行,应注重发电设备的安全运行,这要求实时掌握发电设备的运行状态。在计算机科学与技术支持下,相关工作人员可以实现发电设备的远程监控,从而能够实时掌握发电机的运行状态,并且可以在发现发电设备故障发生后,及时地探明故障发生的具体位置,便于相关维修人员及时维修,从而能够大量节约时间和人工成本,并有利于发电设备安全稳定运行[4]。

  1.3 计算机科学与技术在无人机研发领域中的应用

  在现代科技不断发展支持下,我国无人机领域的研发工作取得了一定的成就,并在一些领域中广泛应用。以军事领域的无人机应用为例,无人机可以完成各类武器的试验和训练,并且具备良好的侦查性能与作用[5]。而在民用领域中的应用,可以大幅度提升防火减灾的能力,且可以在搜索营救、资源勘探、国土资源勘测等方面发挥着重要作用[6]。但是需要注意的是为保障无人机在各个领域中发挥出良好的作用,需要加强无人机研发工作,在此过程中,计算机科学与技术可以提供有效支持,使得无人机得以在各个领域中的应用保持正常运行状态。具体来说,无人机在各个领域中的应用,往往会受到复杂环境的电磁干扰,使得其难以保证正常运行状态,不利于无人机既有作用的发挥[7]。因此,在无人机研发领域中,应依托计算机科学与技术,不断优化和弥补无人机在电磁抗干扰能力方面的缺陷,不断提升无人机在各种场景中的应用性能[8]。

2 计算机科学与技术的发展方向分析

  计算机科学与技术在现代社会中的应用相当广泛,但是随着社会的发展,计算机科学与技术要持续发挥出良好的应用效果,应注重技术研究的深入,更好地适应社会发展需求。因此,计算机科学与技术的发展方向,往往会迎合社会各个领域发展对计算机科学与技术的实际需求,具体如下:

  2.1 宏观层面的发展方向

  基于宏观角度来说,计算机科学与技术的发展方向具体包括高性能、深层次和广领域。具体如下:

  (1)高性能。CPU性能与计算机系统运行效率及信息处理能力息息相关[9]。而随着时代的发展,无论对生活的便捷要求,还是对生产工作的高效率,人们都要求计算机拥有更强的性能,尤其是在信息处理方面。因此,计算机科学与技术的发展要想满足于人们未来生产生活的实际需求,应注重信息处理能力的提升。因此,在未来计算机科学与技术发展中,应以CPU技术研发为核心,不断地研发出适应人们生产生活需求的高性能计算机,才能提升计算机的信息处理能力和协同能力[10]。

  (2)深层次。在计算机应用手段中,自动化控制手段十分常见,借助计算机科学与技术可以实现互联网资源的有效处理,从而可以为计算机用户提供更多的有价值的信息,便于用户在短时间内获得有价值的信息。另外,在计算机科学与技术未来发展中,若可以进一步发展感知能力,便于提前感知人们在生产生活中的实际需求,继而可以提供针对性的便捷服务,使得人们在生产生活中可以获得良好的体验。

  (3)广领域。就计算机科学与技术实践应用来说,其应用范围往往十分广泛,不仅在高新技术领域有着广泛的应用,还在人们的现实生活中有着相对广泛的使用,为人们的生活提供了巨大的便利。在传统生产行业中应用计算机科学与技术,可以在计算机等硬件设施和软件控制系统等支持下,实现自动化生产和远程控制。由此可见,要促进计算机科学与技术价值的最大化,应注重其应用领域的扩大。

  2.2 微观层面的发展方向

  基于微观角度来说,计算机科学与技术的发展方向具体包括芯片技术应用、网络计算技术应用、并行处理技术应用三方面,具体如下:

  (1)芯片技术应用。微型计算机的研发与普及应用,为人们的生产和生活提供了巨大的便利,并且为现代科学研究工作的变革发展指明了方向。单片机技术作为集成性电路芯片,在计算机系统中的应用要借助超大规模技术,集合CPU、ROM、RAM等电路,进而构成完整的计算机应用系统。计算机科学与技术中的重要技术基础是芯片技术,一个芯片往往由多个微电路整合连接在一起,同时,由于芯片的体积较小,芯片微电路所产生的脉冲可以控制管理计算机及其自动化装置。

  (2)并行处理技术应用。此项技术应用在计算机系统中,能够在同一时间节点展开不同信息的处理工作,可以大幅度提升计算机信息处理工作效率,从而有利于计算机运行效率的提升。通常来说,并行处理技术的应用形式具体包括三类,分别是时间并行、综合并行和空间并行。当前,在计算机系统中,并行处理技术的应用为系统并行处理能力的提升提供了技术支持。其中,时间并行形式指的是在计算机信息处理中,通过轮流使用设备,有效提升计算机系统硬件的运转速度;而空间并行则是指计算机系统中应用空间因素,可以实现计算机信息处理效率最大化目标;综合并行形式则是基于软件技术应用,按照时间顺序实现CPU共享,在此基础上,在计算机系统中建立多道系统,通过多系统同时运行,可以大幅度提升系统信息处理能力,进而可以大幅度提升计算机信息处理速度。

  (3)网络计算技术应用。在计算机领域应用发展背景下,网络计算的内涵不局限于数学领域的一个名词,还可以将非计算机语言进行编译,成为一个个具有特定用途的不同代码。同时,网络计算结构可以细分为应用服务器、通用数据服务器等,在计算机系统中的应用能够大幅度提升其运转的可靠性和集成性。另外,在计算机科学与技术未来发展中,网络计算结构的发展与应用,实现了客户系统和Web应用的无缝集成,从而能够大幅度提升计算机系统运行的安全性、稳定性和高效性。

3 计算机科学与技术的发展趋势分析

  对于计算机科学与技术的出现与发展应用来说,对人们的生产生活方式产生了重大影响。为满足人们未来生产生活中对计算机技术的实际需求,计算机科学与技术的发展趋势应包括以下几个方面:

  3.1 光能计算机

  基于能源角度考虑,光能相比常规化石能源来说,不仅具有可再生的优势,还具备清洁无污染的优势,更为关键的是光能使用成本偏低,在现代社会发展中广泛应用光能,是建设和谐社会的主流趋势之一。因此,在计算机能源系统中,广泛使用光能资源具有十分重要的现实意义,可以有效降低计算机应用系统温度对计算机电源的影响,从而可以规避温度对计算机元件的负面影响,进而有利于计算机相关硬件使用年限的延长。

  3.2 生物计算机

  在未来的计算机领域中,计算机科学与技术的包容性特征会更加显著,各项先进技术被广泛应用在计算机中,以生物技术为代表的技术,通过与计算机科学与技术相结合,可以极大地提升计算机的整体应用性能,具体所起到的积极作用集中体现在系统上,既可以提升系统运行效率,又可以提升系统信息处理能力,如当前计算机领域中已经出现的生物质芯片,既实现了存储空间的拓展,又实现了“波”信息的传递,极大地提升了计算机的应用性能。

  3.3 超智能计算机

  在社会不断发展中,人们对智能的需求不断增加,具体到计算机领域,亦是如此。当前,在具体的超智能计算机研发实践中,程序设计是关键的一个环节,而在此环节应用平行处理技术,可以使得计算机具备协同处理多条指令的能力,从而使得计算机系统的数据分析处理能力和效率得以大幅度提升,满足于当前社会发展对计算机的实际需求。

  3.4 纳米计算机

  就纳米技术来说,作为现代科技中一种性能相对稳定的新型技术,在现代社会多个领域中已经得以广泛的应用,所起到的作用是不可忽视的。在计算机科学与技术中应用纳米技术,减少计算机构成元件整体大小的同时,可以有效降低计算机整体质量和消耗,从而有效增强计算机系统的整体性能。在计算机芯片制造过程中,传统的制作方式以硅器件为主,但是在纳米电子期间应用之后,可以大幅度提升计算机的工作效率,相比于硅器件,工作效率可以提升一千倍以上,并且纳米电子器件在能耗方面,少于硅器件的一千倍。不仅如此,纳米计算机在存储量方面,也有着显著的优势。因此,纳米计算机与超智能计算机、生物计算机等,都是计算机科学与技术未来发展的重要趋势。

4 结语

  综上所述,计算机科学与技术直接推动了社会多个领域的变革发展。因此,在未来的发展中,计算机科学与技术的主要发展方向为高性能、领域广泛。同时,计算机科学与技术的发展趋势将表现为光能计算机、超智能计算机等,其对社会各个领域的发展将产生更大的积极作用,从而有利于现代社会的进一步发展。

参考文献

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  [2]王军,邓承志,王员云,吴朝明.依托行业背景与卓越计划引领的人才培养模式探讨——以南昌工程学院计算机科学与技术专业为例[J].电脑知识与技术,2021,17(05):170-171+182.

  [3]李薇,黑新宏,王磊,于蕾.一流本科教育背景下计算机科学与技术专业培养方案构建[J].计算机教育,2021(02):122-125.

  [4]刘福意,白兵,程晓东.基于“互联网+”背景下的计算机科学与技术发展探究[J].网络安全技术与应用,2020(12):141-143.

  [5]王浩杰.浅析新时代背景下计算机科学技术发展的新方向[J].计算机产品与流通,2020(09):13.

  [6]汤小斌.浅议新时期下计算机科学技术的现状及其发展前景[J].计算机产品与流通,2020(09):174.

  [7]卢滔.试论“计算机科学与技术”教学如何适应就业形势[J].教育教学论坛,2020(28):356-357.

  [8]刘伟亮.大数据时代计算机科学与技术专业教学的创新方向分析[J].中国新通信,2020,22(11):199.

  [9]彭凯.计算机科学与技术专业人才培养中校企合作模式探索与实践[J].南方农机,2020,51(09):173.

  [10]卿宇.高校计算机科学与技术专业应用型人才培养模式探究[J].佳木斯职业学院学报,2020,36(05):114-115.

作者:白青松 单位:沈阳现代制造服务学校

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