奧爾java
『壹』 計算機語言之父
計算機語言之父——尼蓋德
尼蓋德幫助網際網路奠下了基礎，為計算機業做出了巨大貢獻。
尼蓋德是奧斯陸大學的教授，因為發展了simula編程語言，為ms－dos和網際網路打下了基礎而享譽國際。克里斯汀·尼蓋德於1926年在奧斯陸出生，1956年畢業於奧斯陸大學並取得數學碩士學位，此後致力於計算機計算與編程研究。
1961年～1967年，尼蓋德在挪威計算機中心工作，參與開發了面向對象的編程語言。因為表現出色，2001年，尼蓋德和同事奧爾·約安·達爾獲得了2001年a．m．圖靈機獎及其它多個獎項。當時為尼蓋德頒獎的計算機協會認為他們的工作為java，c＋＋等編程語言在個人電腦和家庭娛樂裝置的廣泛應用掃清了道路，「他們的工作使軟體系統的設計和編程發生了基本改變，可循環使用的、可靠的、可升級的軟體也因此得以面世。」
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『肆』 計算機語言發展史
【摘要】
本文以自然辯證的觀點探討了計算機語言的發展歷程，運用自然辯證法的基本理論、基本方法，系統分析了計算機語言的發展歷史、現狀和未來。並對其的發展趨勢和未來模式做了探索性研究和預測，同時以哲學的觀點闡述其發展的因果關系，揭示其事物發展的共性問題；最後文章介紹了在計算機語言發展歷程中做出傑出貢獻的科學家，以其在計算機事業中的突出表現來折射出人類智慧的偉大，以其不平凡的一生來激勵和指導我們在計算機語言的發展中向著正確的方向前進。
【關鍵字】
自然辯證法 計算機語言 計算機技術 編程語言 網際網路 面向對象
正文
一九九三年美國的柯林頓政府提出了「信息高速公路」計劃，從而在這十多年間在全球范圍內引發了一場信息風暴，信息技術幾乎觸及了現代生活的方方面面，毫不誇張的說沒有了信息技術，現代文明的生活將無從談起；作為信息技術中最重要的部分，計算機技術無疑是其發展的核心問題，而我們知道計算機只是一台機器，它只能按照計算機語言編好的程序執行，那麼正確認識計算機語言的過去和未來，就是關繫到計算機發展的重中之重；以自然辯證法的觀點認識和分析計算機語言的發展歷程，將有助於更加全面地推動計算機技術的發展，有助於更加准確地掌握計算機語言發展趨勢。
一、科學認識大門的鑰匙--當代自然辯證法
自然辯證法，是馬克思主義對於自然界和科學技術發展的一般規律以及人類認識自然改造自然的一般方法的科學，是辯證唯物主義的自然觀、科學技術觀、科學技術方法論。它主要研究自然界發展的總規律，人與自然相互作用的規律，科學技術發展的一般規律，科學技術研究的方法。
馬克思、恩格斯全面地、系統地概括了他們所處時代的科學技術成功，批判吸取了前人的合理成分，系統地論述了辯證唯物主義自然觀、自然科學發展過程及其規律性，以及科學認識方法的辯證法，以恩格斯的光輝著作《自然辯證法》為標志，創立了自然辯證法繼續發展的廣闊道路。
自然辯證法是馬克思主義哲學的一個重要組成部分。在辯證唯物主義哲學體系中，自然辯證法與歷史唯物論相並列。它集中研究自然界和科學技術的辯證法，是唯物主義在自然界和科學技術領域中的應用，它的原理和方法主要適用於自然領域和科學技術領域。
學習和運用自然辯證法將有助於我們搞清科學和哲學的關系，從而更加清楚地認識科學的本質和發展規律，更加全面的觀察思考問題，只有加深了認識，我們才能更好地發揮主觀能動性，迎接新的科學技術的挑戰。下面我將以自然辯證法的觀點來分析計算機語言的發展歷程。
二、計算機語言的發展歷程和發展趨勢
計算機語言的發展是一個不斷演化的過程，其根本的推動力就是抽象機制更高的要求，以及對程序設計思想的更好的支持。具體的說，就是把機器能夠理解的語言提升到也能夠很好的模仿人類思考問題的形式。計算機語言的演化從最開始的機器語言到匯編語言到各種結構化高級語言，最後到支持面向對象技術的面向對象語言。
1、計算機語言的發展歷史： 二十世紀四十年代當計算機剛剛問世的時候，程序員必須手動控制計算機。當時的計算機十分昂貴，唯一想到利用程序設計語言來解決問題的人是德國工程師楚澤(konrad zuse)。幾十年後，計算機的價格大幅度下跌，而計算機程序也越來越復雜。也就是說，開發時間已經遠比運行時間來得寶貴。於是，新的集成、可視的開發環境越來越流行。它們減少了所付出的時間、金錢（以及腦細胞）。只要輕敲幾個鍵，一整段代碼就可以使用了。這也得益於可以重用的程序代碼庫。隨著c,pascal,fortran,等結構化高級語言的誕生，使程序員可以離開機器層次，在更抽象的層次上表達意圖。由此誕生的三種重要控制結構，以及一些基本數據類型都能夠很好的開始讓程序員以接近問題本質的方式去思考和描述問題。隨著程序規模的不斷擴大，在60年代末期出現了軟體危機，在當時的程序設計模型中都無法克服錯誤隨著代碼的擴大而級數般的擴大，以至到了無法控制的地步，這個時候就出現了一種新的思考程序設計方式和程序設計模型-----面向對象程序設計，由此也誕生了一批支持此技術的程序設計語言，比如eiffel，c++，java，這些語言都以新的觀點去看待問題，即問題就是由各種不同屬性的對象以及對象之間的消息傳遞構成。面向對象語言由此必須支持新的程序設計技術，例如：數據隱藏，數據抽象，用戶定義類型，繼承，多態等等。
2、計算機語言的發展現狀：目前通用的編程語言有兩種形式：匯編語言和高級語言。
匯編語言的實質和機器語言是相同的，都是直接對硬體操作，只不過指令採用了英文縮寫的標識符，更容易識別和記憶。用匯編語言所能完成的操作不是一般高級語言所能實現的，而且源程序經匯編生成的可執行文件不僅比較小，而且執行速度很快。
高級語言是目前絕大多數編程者的選擇。和匯編語言相比，它不但將許多相關的機器指令合成為單條指令，並且去掉了與具體操作有關但與完成工作無關的細節，例如使用堆棧、寄存器等，這樣就大大簡化了程序中的指令。同時，由於省略了很多細節，編程者也就不需要有太多的專業知識。
高級語言主要是相對於匯編語言而言，它並不是特指某一種具體的語言，而是包括了很多編程語言，如目前流行的vb、vc、foxpro、delphi等，這些語言的語法、命令格式都各不相同。
高級語言所編制的程序不能直接被計算機識別，必須經過轉換才能被執行，按轉換方式可將它們分為兩類: 解釋類和編譯類。
3、計算機語言的發展趨勢：面向對象程序設計以及數據抽象在現代程序設計思想中佔有很重要的地位，未來語言的發展將不在是一種單純的語言標准，將會以一種完全面向對象，更易表達現實世界，更易為人編寫，其使用將不再只是專業的編程人員，人們完全可以用訂制真實生活中一項工作流程的簡單方式來完成編程。下面是一張計算機語言發展圖表，從中不難得出計算機語言發展的特性：
² 簡單性
提供最基本的方法來完成指定的任務，只需理解一些基本的概念，就可以用它編寫出適合於各種情況的應用程序
² 面向對象
提供簡單的類機制以及動態的介面模型。對象中封裝狀態變數以及相應的方法，實現了模塊化和信息隱藏;提供了一類對象的原型，並且通過繼承機制，子類可以使用父類所提供的方法，實現了代碼的復用
² 安全性
用於網路、分布環境下有安全機制保證。
² 平台無關性
與平台無關的特性使程序可以方便地被移植到網路上的不同機器、不同平台。
三、面向未來的漢語程序設計語言：
從計算機誕生至今，計算機自硬體到軟體都是以印歐語為母語的人發明的。所以其本身就帶有印歐語的語言特徵，在硬體上cpu、i/o、存儲器的基礎結構都體現了印歐語思維狀態的"焦點視角"，精確定義，分工明確等特點。計算機語言也遵照硬體的條件，使用分析式的結構方法，嚴格分類、專有專用，並在其發展脈絡中如同他們的語言-常用字量和歷史積累詞庫量極度膨脹。實際上，計算機硬體的發展越來越強調整體功能，計算機語言的問題日益突出。為解決這一矛盾，自六十年代以來相繼有500多種計算機語言出現，歷經五代，至今仍在變化不已。
漢語沒有嚴格的語法框架，字詞可以自由組合、突出功能的整體性語言。在計算機語言問題成為發展瓶頸的今天，漢語言進入計算機程序設計語言行列，已經成為歷史的必然。
1、 發展漢語程序設計語言的理由：
1）計算機語言問題解決，只能從人類語言中尋找解決方案；
2）計算機語言的現存問題是形式狀態與功能需求的矛盾；
3）計算機硬體的發展已為整體性語言-漢語進入計算機程序設計語言提供了條件
2、 漢語程序設計語言的技術特點：
1）漢文字的常用字高度集中，生命力極強，能靈活組合，簡明准確地表達日新月異的詞彙，這些優點是拼音文字無法企及的。
2）漢語言的語法簡易靈活，語詞單位大小和性質往往無一定規，可隨上下語境和邏輯需要自由運用。漢語言的思維整體性強，功能特徵突出。
3）漢語程序設計語言的發明者採用核心詞庫與無限寄存器相結合的方法，實現了漢語言的詞素自由組合；將編譯器與解釋器合一，使漢語程序設計語言既能指令又能編程；以獨特的虛擬機結構設計，將數據流與意識流分開，達到漢語程序設計語言與漢語描述完全一致，通用自如。
具有漢語言特性的漢語程序設計語言的出現，打破了漢語言不具備與計算機結合的條件而不能完成機器編碼的神話。還為計算機科學與現代語言學研究提出了一條嶄新的路徑，它從計算機語言的角度，從嚴格的機械活動及周密的演算法上，向世人證實漢語的特殊結構狀態，及其特殊的功能。
四、計算機語言之父——尼蓋德
尼蓋德幫助網際網路奠下了基礎，為計算機業做出了巨大貢獻。
尼蓋德是奧斯陸大學的教授，因為發展了simula編程語言，為ms－dos和網際網路打下了基礎而享譽國際。克里斯汀·尼蓋德於1926年在奧斯陸出生，1956年畢業於奧斯陸大學並取得數學碩士學位，此後致力於計算機計算與編程研究。
1961年～1967年，尼蓋德在挪威計算機中心工作，參與開發了面向對象的編程語言。因為表現出色，2001年，尼蓋德和同事奧爾·約安·達爾獲得了2001年a．m．圖靈機獎及其它多個獎項。當時為尼蓋德頒獎的計算機協會認為他們的工作為java，c＋＋等編程語言在個人電腦和家庭娛樂裝置的廣泛應用掃清了道路，「他們的工作使軟體系統的設計和編程發生了基本改變，可循環使用的、可靠的、可升級的軟體也因此得以面世。」
尼蓋德因其卓越的貢獻，而被譽為「計算機語言之父」，其對計算機語言發展趨勢的掌握和認識，以及投身於計算機語言事業發展的精神都將激勵我們向著計算機語言無比燦爛的明天前進。
五、結束語
用科學的邏輯思維方法認識事物才會清楚的了解其過去、現在和未來，計算機語言的發展同樣遵循著科學技術發展的一般規律，以自然辯證法的觀點來分析計算機語言，有助於我們更加深入地認識計算機語言發展的歷史、現狀和趨勢，有了自然辯證法這把開啟科學認識大門的鑰匙，我們將回首過去、把握現在、放眼未來，正確地選擇計算機語言發展的方向，更好的學習、利用和發展計算機語言。
六、致謝
首先感謝張老師，張老師幽默的講解和精煉的內容使我受益匪淺，使我對以後的工作和生活有了更深刻的認識。另外要感謝本文所參考的文獻的作者和相關網站。最後還要感謝在我寫論文過程中提供無私幫助的人們，以及給我支持的家人和朋友。
參考文獻
1．《計算機語言與計算機程序發展歷史》博客中國網
2．《計算機發展史》 上海科學技術出版社
3．《軟體發展與社會進步》蔡希堯
4．《自然辯證法概論》 北京航空航天大學出版社
5．《資料庫發展新技術》 磊哲
6. 《漢語程序設計語言》陳雲牧
參考資料：
http://www.yeshare.com/LW/1/qq%2Dsun12406/
計算機語言發展史圖片：（英文）
http://skyivben.cnblogs.com/archive/2005/12/13/255777.html
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『拾』 計算機發展史
1:計算機語言之父:尼蓋德
10日，計算機編程語言的先驅克里斯汀·尼蓋德死於心臟病，享年75歲。尼蓋德幫助網際網路奠下了基礎，為計算機業做出了巨大貢獻。據挪威媒體報道，尼蓋德11日在挪威首都奧斯陸逝世。
尼蓋德是奧斯陸大學的教授，因為發展了Simula編程語言，為MS－DOS和網際網路打下了基礎而享譽國際。克里斯汀·尼蓋德於1926年在奧斯陸出生，1956年畢業於奧斯陸大學並取得數學碩士學位，此後致力於計算機計算與編程研究。
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世紀發現·從圖靈機到馮·諾依曼機
英國科學家艾倫·圖靈1937年發表著名的《論應用於解決問題的可計算數字》一文。文中提出思考原理計算機——圖靈機的概念，推進了計算機理論的發展。1945年圖靈到英國國家物理研究所工作，並開始設計自動計算機。1950年，圖靈發表題為《計算機能思考嗎？》的論文，設計了著名的圖靈測驗，通過問答來測試計算機是否具有同人類相等的智力。
圖靈提出了一種抽象計算模型，用來精確定義可計算函數。圖靈機由一個控制器、一條可無限伸延的帶子和一個在帶子上左右移動的讀寫頭組成。這個在概念上如此簡單的機器，理論上卻可以計算任何直觀可計算的函數。圖靈機作為計算機的理論模型，在有關計算機和計算復雜性的研究方面得到廣泛應用。
計算機是人類製造出來的信息加工工具。如果說人類製造的其他工具是人類雙手的延伸，那麼計算機作為代替人腦進行信息加工的工具，則可以說是人類大腦的延伸。最初真正製造出來的計算機是用來解決數值計算問題的。二次大戰後期，當時為軍事目的進行的一系列破譯密碼和彈道計算工作，越來越復雜。大量的數據、復雜的計算公式，即使使用電動機械計算器也要耗費相當的人力和時間。在這種背景下，人們開始研製電子計算機。
世界上第一台計算機「科洛薩斯」誕生於英國，「科洛薩斯」計算機是1943年3月開始研製的，當時研製「科洛薩斯」計算機的主要目的是破譯經德國「洛倫茨」加密機加密過的密碼。使用其他手段破譯這種密碼需要6至8個星期，而使用『科洛薩斯』計算機則僅需6至8小時。1944年1月10日，「科洛薩斯」計算機開始運行。自它投入使用後，德軍大量高級軍事機密很快被破譯，盟軍如虎添翼。「科洛薩斯」比美國的ENIAC計算機問世早兩年多，在二戰期間破譯了大量德軍機密，戰爭結束後，它被秘密銷毀了，故不為人所了解。
盡管第一台電子計算機誕生於英國，但英國沒有抓住由計算機引發的技術和產業革命的機遇。相比之下，美國抓住了這一歷史機遇，鼓勵發展計算機技術和產業，從而崛起了一大批計算機產業巨頭，大大促進了美國綜合國力的發展。1944年美國國防部門組織了有莫奇利和埃克脫領導的ENIAC計算機的研究小組，當時在普林斯頓大學工作的現代計算機的奠基者美籍匈牙利數學家馮·諾依曼也參加了者像研究工作。1946年研究工作獲得成功，製成了世界上第一台電子數字計算機ENIAC。這台用18000隻電子管組成的計算機，盡管體積龐大，耗電量驚人，功能有限，但是確實起了節約人力節省時間的作用，而且開辟了一個計算機科學技術的新紀元。這也許連製造它的科學家們也是始料不及的。
最早的計算機盡管功能有限，和現代計算機有很大的差別，但是它已具備了現代計算機的基本部分，那就是運算器、控制器和存儲器。
運算器就象算盤，用來進行數值運算和邏輯運算，並獲得計算結果。而控制器就象機算機的司令部，指揮著計算機各個部分的工作，它的指揮是靠發出一系列控制信號完成的。
計算機的程序、數據、以及在運算中產生的中間結果以及最後結果都要有個存儲的地方，這就是計算機的第三個部件——存儲器。
計算機是自動進行計算的，自動計算的根據就是存儲於計算機中的程序。現代的計算機都是存儲程序計算機，又叫馮·諾依曼機，這是因為存儲程序的概念是馮·諾依曼提出的。人們按照要解決的問題的數學描述，用計算機能接受的「語言」編製成程序，輸入並存儲於計算機，計算機就能按人的意圖，自動地高速地完成運算並輸出結果。程序要為計算機提供要運算的數據、運算的順序、進行何種運算等等。
微電子技術的產生使計算機的發展又有了新的機遇，它使計算機小型化成為可能。微電子技術的發展可以追溯到晶體管的出現。1947年美國電報電話公司的貝爾實驗室的三位學家巴丁、不賴頓和肖克萊製成第一支晶體管，開始了以晶體管代替電子管的時代。
晶體管的出現可以說是集成電路出台的序幕。晶體管出現後，一些科學家發現，把電路元器件和連線像製造晶體管那樣做在一塊矽片上可實現電路的小型化。於是，晶體管製造工業經過10年的發展後，1958年出現了第一塊集成電路。
微電子技術的發展，集成電路的出現，首先引起了計算機技術的巨大變革。現代計算機多把運算器和控制器做在一起，叫微處理器，由於計算機的心臟——微處理器（計算機晶元）的集成化，使微型計算機應運爾生，並在70－80年代間得到迅速發展，特別是IBM PC個人計算機出現以後，打開了計算機普及的大門，促進了計算機在各行各業的應用，五六十年代，價格昂貴、體積龐大、耗電量驚人的計算機，只能在少數大型軍事或科研設施中應用，今天由於採用了大規模集成電路，計算機已經進入普通的辦公室和家庭。
標志集成電路水平的指標之一是集成度，即在一定尺寸的晶元上能做出多少個晶體管，從集成電路出現到今天，僅40餘年，發展的速度卻是驚人的，晶元越做越小，這對生產、生活的影響也是深遠的。ENIAC計算機佔地150平方米，重達30噸，耗電量幾百瓦，其所完成的計算，今天高級一點的袖珍計算器皆可完成。這就是微電子技術和集成電路所創造的奇跡。
現狀與前景
美國科學家最近指出，經過30多年的發展，計算機晶元的微型化已接近極限。計算機技術的進一步發展只能寄希望於全新的技術，如新材料、新的晶體管設計方法和分子層次的計算技術。
過去30多年來，半導體工業的發展基本上遵循穆爾法則，即安裝在硅晶元上的晶體管數目每隔18個月就翻一番。晶元體積越來越小，包含的晶體管數目越來越多，蝕刻線寬越來越小；計算機的性能也因而越來越高，同時價格越來越低。但有人提出，這種發展趨勢最多隻能再持續10到15年的時間。
美國最大的晶元生產廠商英特爾公司的科學家保羅·A·帕坎最近在美國《科學》雜志上撰文說，穆爾法則（1965年提出的預測半導體能力將以幾何速度增長的法則）也許在未來10年裡就會遇到不可逾越的障礙：晶元的微型化已接近極限。人們尚未找到超越該極限的方法，一些科學家將其稱之為「半導體產業面臨的最大挑戰」。
目前最先進的超大規模集成電路晶元製造技術所能達到的最小線寬約為0.18微米，即一根頭發的5％那樣寬。晶體管里的絕緣層只有4到5個原子那樣厚。日本將於2000年初開始批量生產線寬只有0. 13微米的晶元。預計這種晶元將在未來兩年得到廣泛應用。下一步是推出線寬0. 1微米的的晶元。帕坎說，在這樣小的尺寸上，晶體管只能由不到100個原子構成。
晶元線寬小到一定程度後，線路與線路之間就會因靠得太近而容易互相干擾。而如果通過線路的電流微弱到只有幾十個甚至幾個電子，信號的背景雜訊將大到不可忍受。尺寸進一步縮小，量子效應就會起作用，使傳統的計算機理論完全失效。在這種情況下，科學家必須使用全新的材料、設計方法乃至運算理論，使半導體業和計算機業突破傳統理論的極限，另闢蹊徑尋求出路。
當前計算機發展的主流是什麼呢？國內外比較一致的看法是
RISC
RISC是精簡指令系統計算機（Reced Instruction Set Computer）的英文縮寫。所謂指令系統計算機所能執行的操作命令的集合。程序最終要變成指令的序列，計算機能執行。計算機都有自己的指令系統，對於本機指令系統的指令，計算機能識別並執行，識別就是進行解碼——把代表操作的二進制碼變成操作所對應的控制信號，從而進行指令要求的操作。一般講，計算機的指令系統約豐富，它的功能也約強。RISC系統將指令系統精簡，使系統簡單，目的在於減少指令的執行時間，提高計算機的處理速度。傳統的計算機一般都是每次取一條指令，而RISC系統採用多發射結構，在同一時間發射多條指令，當然這必須增加晶元上的執行部件。
並行處理技術
並行處理技術也是提高計算機處理速度的重要方向，傳統的計算機，一般只有一個中央處理器，中央處理器中執行的也只是一個程序，程序的執行是一條接一條地順序進行，通過處理器反映程序的數據也是一個接一個的一串，所以叫串列執行指令。並行處理技術可在同一時間內多個處理器中執行多個相關的或獨立的程序。目前並行處理系統分兩種：一種具有4個、8個甚至32個處理器集合在一起的並行處理系統，或稱多處理機系統；另一種是將100個以上的處理器集合在一起，組成大規模處理系統。這兩種系統不僅是處理器數量多少之分，其內部互連方式、存儲器連接方式、操作系統支持以及應用領域都有很大的不同。
曾經有一段時間，超級計算機是利用與普通計算機不同的材料製造的。最早的克雷1號計算機是利用安裝在鍍銅的液冷式電路板上的奇形怪狀的晶元、通過手工方式製造的。而克雷2號計算機看起來更加奇怪，它在一個盛有液態碳氟化合物的浴器中翻騰著氣泡———採用的是「人造血液」冷卻。並行計算技術改變了所有這一切。現在，世界上速度最快的計算機是美國的「Asci Red」， 這台計算機的運算速度為每秒鍾2·1萬億次，它就是利用與個人計算機和工作站相同的元件製造的，只不過超級計算機採用的元件較多而已，內部配置了9000塊標准奔騰晶元。鑒於目前的技術潮流，有一點是千真萬確的，那就是超級計算機與其它計算機的差別正在開始模糊。
至少在近期，這一趨勢很明顯將會繼續下去。那麼，哪些即將到來的技術有可能會擾亂計算技術的格局，從而引發下一次超級計算技術革命呢？
這樣的技術至少有三種：光子計算機、生物計算機和量子計算機。它們能夠成為現實的可能性都很小，但是由於它們具有引發革命的潛力，因此是值得進行研究的。
光子計算機
光子計算機可能是這三種新技術中最接近傳統的一種。幾十年來，這種技術已經得到了有限的應用，尤其是在軍用信號處理方面。
在光子計算技術中，光能夠像電一樣傳送信息，甚至傳送效果更好，，光束在把信息從一地傳送至另一地的效果要優於電，這也就是電話公司利用光纜進行遠距離通信的緣故。光對通信十分有用的原因，在於它不會與周圍環境發生相互影響，這是它與電不同的一點。兩束光線可以神不知鬼不覺地互相穿透。光在長距離內傳輸要比電子信號快約100倍，光器件的能耗非常低。預計，光子計算機的運算速度可能比今天的超級計算機快1000到10000倍。
令人遺憾的是，正是這種極端的獨立性使得人們難以製造出一種全光子計算機，因為計算處理需要利用相互之間的影響。要想製造真正的光子計算機，就必須開發出光學晶體管，這樣就可以用一條光束來開關另一條光束了。這樣的裝置已經存在，但是要製造具有適合的性能特徵的光學晶體管，還需要仰仗材料科學領域的重大突破。
生物計算機
與光子計算技術相比，大規模生物計算技術實現起來更為困難，不過其潛力也更大。不妨設想一種大小像柚子，能夠進行實時圖像處理、語音識別及邏輯推理的超級計算機。這樣的計算機已經存在：它們就是人腦。自本世紀70年代以來，人們開始研究生物計算機（也叫分子計算機），隨著生物技術的穩步發展，我們將開始了解並操縱製造大腦的基因學機制。
生物計算機將具有比電子計算機和光學計算機更優異的性能。如果技術進步繼續保持目前的速度，可以想像在一二十年之後，超級計算機將大量涌現。這聽起來也許像科幻小說，但是實際上已經出現了這方面的實驗。例如，矽片上長出排列特殊的神經元的「生物晶元」已被生產出來。
在另外一些實驗室里，研究人員已經利用有關的數據對DNA的單鏈進行了編碼，從而使這些單鏈能夠在燒瓶中實施運算。這些生物計算實驗離實用還很遙遠，然而1958年時我們對集成電路的看法也不過如此。
量子計算機
量子力學是第三種有潛力創造超級計算革命的技術。這一概念比光子計算或生物計算的概念出現得晚，但是卻具有更大的革命潛力。由於量子計算機利用了量子力學違反直覺的法則，它們的潛在運算速度將大大快於電子計算機。事實上，它們速度的提高差不多是沒有止境的。一台具有5000個左右量子位的量子計算機可以在大約3 0秒內解決傳統超級計算機需要100億年才能解決的素數問題。
眼下恰好有一項重要的用途適合這種貌似深奧的作業。通過對代表數據的代碼進行加密，計算機數據得到保護。而解密的數學「鑰匙」是以十分巨大的數字——一般長達250位——及其素數因子的形式出現的。這樣的加密被認為是無法破譯的，因為沒有一台傳統計算機能夠在適當的時間里計算出如此巨大數字的素數因子。但是，至少在理論上，量子計算機可以輕易地處理這些素數加密方案。因此，量子計算機黑客將不僅能夠輕而易舉地獲得常常出沒於各種計算機網路（包括網際網路）中的信用卡號碼及其他個人信息，而且能夠輕易獲取政府及軍方機密。這也正是某些奉行「寧為人先、莫落人後」這一原則的政府機構一直在投入巨資進行量子計算機研究的原因。
量子超級網路引擎
量子計算機將不大可能破壞網際網路的完整性，不僅如此，它們到頭來還可能給網際網路帶來巨大的好處。兩年前，貝爾實驗室的研究人員洛夫·格羅弗發現了用量子計算機處理我們許多人的一種日常事務的方法———搜尋隱藏在浩如煙海的龐大資料庫內的某項信息。尋找資料庫中的信息就像是在公文包里找東西一樣。如果各不相同的量子位狀態組合分別檢索資料庫不同的部分，那麼其中的一種狀態組合將會遭遇到所需查找的信息。
由於某些技術的限制，量子搜索所能帶來的速度提高並沒有預計的那麼大，例如，如果要在1億個地址中搜索某個地址，傳統計算機需要進行大約5000萬次嘗試才能找到該地址；而量子計算機則需大約1萬次嘗試，不過這已經是很大的改善了，如果資料庫增大的話，改善將會更大。此外，資料庫搜索是一種十分基礎的計算機任務，任何的改善都很可能對大批的應用產生影響。
迄今為止，很少有研究人員願意預言量子計算機是否將會得到更為廣泛的應用。盡管如此，總的趨勢一直是喜人的。盡管許多物理學家————如果不是全部的話———一開始曾認為量子力學撲朔迷離的本性必定會消除實用量子計算技術面臨的難以捉摸而又根深蒂固的障礙，但已經進行的深刻而廣泛的理論研究卻尚未能造就一台實實在在的機器。
那麼，量子計算機的研究熱潮到底意味著什麼？計算技術的歷史表明，總是先有硬體和軟體的突破，然後才出現需要由它們解決的問題。或許，到我們需要檢索那些用普通計算機耗時數月才能查完的龐大資料庫時，量子計算機才將會真正開始投入運行。研究將能取代電子計算機的技術並非易事。畢竟，採用標准微處理器技術的並行計算機每隔幾年都會有長足的進步。因此，任何要想取代它的技術必須極其出色。不過，計算技術領域的進步始終是十分迅速的，並且充滿了意想不到的事情。對未來的預測從來都是靠不住的，事後看來，那些斷言「此事不可行」的說法，才是最最愚蠢的。
除了超級計算機外，未來計算機還會在哪些方面進行發展呢？
多媒體技術
多媒體技術是進一步拓寬計算機應用領域的新興技術。它是把文字、數據、圖形、圖像和聲音等信息媒體作為一個集成體有計算機來處理，把計算機帶入了一個聲、文、圖集成的應用領域。多媒體必須要有顯示器、鍵盤、滑鼠、操縱桿、視頻錄象帶／盤、攝象機、輸入／輸出、電訊傳送等多種外部設備。多媒體系統把計算機、家用電器、通信設備組成一個整體由計算機統一控制和管理。多媒體系統將對人類社會產生巨大的影響。
網路
當前的計算機系統多是連成網路的計算機系統。所謂網路，是指在地理上分散布置的多台獨立計算機通過通信線路互連構成的系統。根據聯網區域的大小，計算機網路可分成居域網和遠程網。小至一個工廠的各個車間和辦公室，大到跨洲隔洋都可構成計算機網。網際網路將發展成為人類社會中一股看不見的強大力量－－它悄無聲息地向人們傳遞各種信息，以最快、最先進的手段方便人類的工作和生活。現在的網際網路發展有將世界變成「地球村」的趨勢。
專家認為PC機不會馬上消失，而同時單功能或有限功能的終端設備（如手執電腦、智能電話）將挑戰PC機作為計算機革新動力的地位。把網際網路的接入和電子郵件的功能與有限的計算功能結合起來的「置頂式」計算機如網路電視將會很快流行開來。單功能的終端最終會變得更易應用
智能化計算機
我們對大腦的認識還很膚淺，但是使計算機智能化的工作絕不能等到人們對大腦有足夠認識以後才開始。使計算機更聰明，從開始就是人們不斷追求的目標。目前用計算機進行的輔助設計、翻譯、檢索、繪圖、寫作、下棋、機械作業等方面的發展，已經向計算機的智能化邁進了一步。隨著計算機性能的不斷提高，人工智慧技術在徘徊了50年之後終於找到了露臉的機會，世界頭號國際象棋大師卡斯帕羅夫向「深藍」的俯首稱臣，讓人腦第一次嘗到了在電腦面前失敗的滋味。人類從來沒有像今天這樣深感憂懼，也從來沒有像今天這樣強烈地感受到認識自身的需要。
目前的計算機，多數是馮·諾依曼型計算機，它在認字、識圖、聽話及形象思維方面的功能特別差。為了使計算機更加人工智慧化，科學家開始使計算機模擬人類大腦的功能，近年來，各先進國家注意開展人工神經網路的研究，向計算機的智能化邁出了重要的一步。
人工神經網路的特點和優越性，主要表現在三個方面：具有自學功能。六如實現圖象識別時，只要線把許多不同的圖象樣板和對應的應識別的結果輸入人工神經網路，網路就會通過自學功能，漫漫學會識別類似的圖像。自學功能對於預測有特別重要的意義。預期未來的人工神經網路計算機將為人類提供同經濟預測、市場預測、效益預測、其前途是很遠大的。
具有聯想儲存功能。人的大腦是具有兩廂功能的。如果有人和你提起你幼年的同學張某某。，你就會聯想起張某某的許多事情。用人工神經網路的反饋網路就可以實現這種聯想。
具有高速尋找優化解的能力。尋找一個復雜問題的優化解，往往需要很大的計算量，利用一個針對某問題而設計的反饋人工神經網路，發揮計算機的高速運算能力，可能很快找到優化解。
人工神經網路是未來為電子技術應用的新流域。智能計算機的構成，可能就是作為主機的馮·諾依曼機與作為智能外圍的人工神經網路的結合。
人們普遍認為智能計算機將像穆爾定律（1965年提出的預測半導體能力將以幾何速度增長的定律）的應驗那樣必然出現。提出這一定律的英特爾公司名譽董事長戈登·穆爾本人也同意這一看法，他認為：「硅智能將發展到很難將計算機和人區分開來的程度。」但是計算機智能不會到此為止。許多科學家斷言，機器的智慧會迅速超過阿爾伯特·愛因斯坦和霍金的智慧之和。霍金認為，就像人類可以憑借其高超的搗弄數字的能力來設計計算機一樣，智能機器將創造出性能更好的計算機。最遲到下個世紀中葉（而且很可能還要快得多），計算機的智能也許就會超出人類的理解能力。
世紀發現·從圖靈機到馮·諾依曼機
英國科學家艾倫·圖靈1937年發表著名的《論應用於解決問題的可計算數字》一文。文中提出思考原理計算機——圖靈機的概念，推進了計算機理論的發展。1945年圖靈到英國國家物理研究所工作，並開始設計自動計算機。1950年，圖靈發表題為《計算機能思考嗎？》的論文，設計了著名的圖靈測驗，通過問答來測試計算機是否具有同人類相等的智力。
圖靈提出了一種抽象計算模型，用來精確定義可計算函數。圖靈機由一個控制器、一條可無限伸延的帶子和一個在帶子上左右移動的讀寫頭組成。這個在概念上如此簡單的機器，理論上卻可以計算任何直觀可計算的函數。圖靈機作為計算機的理論模型，在有關計算機和計算復雜性的研究方面得到廣泛應用。
計算機是人類製造出來的信息加工工具。如果說人類製造的其他工具是人類雙手的延伸，那麼計算機作為代替人腦進行信息加工的工具，則可以說是人類大腦的延伸。最初真正製造出來的計算機是用來解決數值計算問題的。二次大戰後期，當時為軍事目的進行的一系列破譯密碼和彈道計算工作，越來越復雜。大量的數據、復雜的計算公式，即使使用電動機械計算器也要耗費相當的人力和時間。在這種背景下，人們開始研製電子計算機。
世界上第一台計算機「科洛薩斯」誕生於英國，「科洛薩斯」計算機是1943年3月開始研製的，當時研製「科洛薩斯」計算機的主要目的是破譯經德國「洛倫茨」加密機加密過的密碼。使用其他手段破譯這種密碼需要6至8個星期，而使用『科洛薩斯』計算機則僅需6至8小時。1944年1月10日，「科洛薩斯」計算機開始運行。自它投入使用後，德軍大量高級軍事機密很快被破譯，盟軍如虎添翼。「科洛薩斯」比美國的ENIAC計算機問世早兩年多，在二戰期間破譯了大量德軍機密，戰爭結束後，它被秘密銷毀了，故不為人所了解。
盡管第一台電子計算機誕生於英國，但英國沒有抓住由計算機引發的技術和產業革命的機遇。相比之下，美國抓住了這一歷史機遇，鼓勵發展計算機技術和產業，從而崛起了一大批計算機產業巨頭，大大促進了美國綜合國力的發展。1944年美國國防部門組織了有莫奇利和埃克脫領導的ENIAC計算機的研究小組，當時在普林斯頓大學工作的現代計算機的奠基者美籍匈牙利數學家馮·諾依曼也參加了者像研究工作。1946年研究工作獲得成功，製成了世界上第一台電子數字計算機ENIAC。這台用18000隻電子管組成的計算機，盡管體積龐大，耗電量驚人，功能有限，但是確實起了節約人力節省時間的作用，而且開辟了一個計算機科學技術的新紀元。這也許連製造它的科學家們也是始料不及的。
最早的計算機盡管功能有限，和現代計算機有很大的差別，但是它已具備了現代計算機的基本部分，那就是運算器、控制器和存儲器。
運算器就象算盤，用來進行數值運算和邏輯運算，並獲得計算結果。而控制器就象機算機的司令部，指揮著計算機各個部分的工作，它的指揮是靠發出一系列控制信號完成的。
計算機的程序、數據、以及在運算中產生的中間結果以及最後結果都要有個存儲的地方，這就是計算機的第三個部件——存儲器。
計算機是自動進行計算的，自動計算的根據就是存儲於計算機中的程序。現代的計算機都是存儲程序計算機，又叫馮·諾依曼機，這是因為存儲程序的概念是馮·諾依曼提出的。人們按照要解決的問題的數學描述，用計算機能接受的「語言」編製成程序，輸入並存儲於計算機，計算機就能按人的意圖，自動地高速地完成運算並輸出結果。程序要為計算機提供要運算的數據、運算的順序、進行何種運算等等。
微電子技術的產生使計算機的發展又有了新的機遇，它使計算機小型化成為可能。微電子技術的發展可以追溯到晶體管的出現。1947年美國電報電話公司的貝爾實驗室的三位學家巴丁、不賴頓和肖克萊製成第一支晶體管，開始了以晶體管代替電子管的時代。
晶體管的出現可以說是集成電路出台的序幕。晶體管出現後，一些科學家發現，把電路元器件和連線像製造晶體管那樣做在一塊矽片上可實現電路的小型化。於是，晶體管製造工業經過10年的發展後，1958年出現了第一塊集成電路。
微電子技術的發展，集成電路的出現，首先引起了計算機技術的巨大變革。現代計算機多把運算器和控制器做在一起，叫微處理器，由於計算機的心臟——微處理器（計算機晶元）的集成化，使微型計算機應運爾生，並在70－80年代間得到迅速發展，特別是IBM PC個人計算機出現以後，打開了計算機普及的大門，促進了計算機在各行各業的應用，五六十年代，價格昂貴、體積龐大、耗電量驚人的計算機，只能在少數大型軍事或科研設施中應用，今天由於採用了大規模集成電路，計算機已經進入普通的辦公室和家庭。
標志集成電路水平的指標之一是集成度，即在一定尺寸的晶元上能做出多少個晶體管，從集成電路出現到今天，僅40餘年，發展的速度卻是驚人的，晶元越做越小，這對生產、生活的影響也是深遠的。ENIAC計算機佔地150平方米，重達30噸，耗電量幾百瓦，其所完成的計算，今天高級一點的袖珍計算器皆可完成。這就是微電子技術和集成電路所創造的奇跡。