導語：如何才能寫好一篇量子計算發展前景，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：全光開關量子相干效應光子晶體波導

1、引言

電子技術與光子技術是當今信息技術世界的兩大支柱。上世紀，電子開關（即電子晶體管）的成功發明與應用，使電子技術得到了長足的發展，并取得了輝煌的成就：計算機、互聯網、移動通信以及各種電子電氣設備等的電子技術的應用，使人們的生活發生了徹底的轉變。而光子技術的主要是作為電子技術的再發展，拓寬了電子技術的應用。從歷史的發展狀況來看，電子技術與光子技術均有其自身的優點：電子技術擅長信息處理，特別是數字化信息處理；光子技術擅長信息傳輸，具有寬帶、大容量和并行處理等優點。正是因為二者各有所長，所以時至今日，在信息技術領域中，電子信息技術主要占據著數字化信息處理領域，而光子技術主要占據著信息傳輸和信息存儲領域。[1]

隨著近幾十年的發展，光子技術以其獨特而明顯的優勢，大有取代電子技術的趨勢。到目前為止，光子技術完全取代電子技術，成為信息技術的核心，只差一步之遙：用全光開關取代現有的電子開關。全光開關是一種重要的集成光子學器件，完全利用光子與介質作用來實現對光傳輸過程進行有效的“開”“關”控制作用。[2]用全光開關代替電子開關，可以極大提高信息處理速度和存儲量，降低功耗，因此，發展全光開關已是勢在必行。

2、固體全光開關舉例介紹

雖然到目前為止，還沒有現實意義上的全光開關出現，但現已發展成多種類型的全光開關模型，這些開關都各有所長。

2.1 量子相干效應全光開關

量子相干效應全光開關是基于量子相干和干涉效應的全光開關結構，通過一束控制光控制量子干涉，從而調制信號光的傳播特性。實現量子相干效應的基本手段是利用外加相干場耦合原子的不同能級，使其發生關聯，從而在不可分辨的量子躍遷通道之間產生干涉。[3]

吳金輝等人在量子相干效應的理論研究中取得進展，提出了利用非對稱量子阱結構中的可調諧隧穿感應量子干涉可用來實現在低溫下工作的新型、高效、寬帶、超快光學開關的方案。

[4]他們設計了一個非對稱的量子阱結構。（如圖1所示）

圖1 非對稱量子阱能帶結構

在此結構中淺阱的基態和深阱的第一激發態近共振，存在電子隧穿，于是產生了兩個新的能態|2>和|3>，二者具有很強的相干性，即隧穿誘導相干。頻率分別為ωs和ωp的兩個相干場（控制光和信號光）將這兩個中間能態分別與淺阱的第一激發態|4>和深阱的基態|1>耦合起來。[3]由此結構中，我們可以看出，一個較弱的控制光ωs可以通過兩個量子阱之間的隧穿效應來控制信號光ωp的傳播特性，實現了以光信號控制光信號的全光開關功能。

量子相干效應全光開關是基于所使用材料的固有相干性來實現的，不依賴于外場驅動，具有很高的響應速度、開關效率和控制效果，對全光開關乃至整個量子理論的發展和實際應用有重要指導意義。

2.2 光子晶體全光開關

光子晶體作為一種新型的人造光子學材料，具有獨特的光子帶隙特性，能有效地控制光子的傳輸狀態。

利用光子晶體來實現全光開關的思想，最早由Scalora在1994年提出的。當不施加作用時，探測光能夠通過光子晶體；當一束抽運光作用于光子晶體時，探測光就被光子晶體全部反射回來而不能通過光子晶體，由此實現抽運光對探測光傳輸過程的開關控制作用。實現光子晶體全光開關的方法有：通過光子帶隙遷移、通過缺陷模式遷移、通過非線性頻率轉換、利用光子態密度、利用雙穩態效應、通過波導和微腔的耦合等。

光子晶體全光開關具有體積小的優點，為實現全光開關的集成化打開了一扇新的大門，具有良好的發展前景。

2.3 波導全光開關

波導全光開關是非線性光波導器件的一種應用，主要利用光在光波導中傳播時的非線性光學效應。非線性光波導器件包括頻率調制型器件和強度調制型器件。頻率調制型器件是將不同頻率的光在波導中相互作用而產生倍頻、和頻、參量過程、四波混頻、受激拉曼等非線性過程進而實現頻率變換和能量轉移的器件；強度調制型器件是基于光克爾效應，即波導介質的折射率依賴于光強度的變化效應進而實現對光強度、相位等調制的器件。典型的波導全光開關主要是基于非線性方向耦合器、非線性光纖光柵反射器、非線性Mach-Zehnder干涉儀、非線性?；旌掀鳌⒒⌒突騒-型波導等非線性波導器件而設計的全光型光學開關。

波導全光開關無論是從結構上、功能上，還是從技術上、材料上，都有較有優勢，并且其繁多的種類和較為成熟的理論，也使我們相信在不久的將來，我們就能看到這種全光開關的實際原型出現。

3、結語

光子技術的優越性使我們看到了信息技術的新的發展空間。在當今的信息技術領域中，若能使用光子技術完全代替電子技術，無論在通信領域還是計算機領域，都將帶來一場革命性的改變，實現低成本、低功耗、高容量、高速度的先進的信息技術，這將會再一次極大改變人們的生活，克服現階段電子技術速度、容量有限，體積、成本、能耗較高等缺點。目前實現這一轉變的瓶頸就是全光開關的實際應用。從目前全關開關的發展來看，人們將會在不久的將來實現把全光開關從理論設計到實際應用的跨越，給信息技術以及其周邊領域帶來新的生機。

參考文獻

[1]李淳飛.全光開關原理[M].北京：科學出版社，2010-07-01.

[2]龔旗煌，胡小永.超快速光子晶體全光開關研究.北京大學學報（自然科學版），2006年1月第42卷（第1期）：11～17.

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現在計算機已經運用于各行各業（工業、農業、文化教育、衛生保健、服務行業、社會公用事業等），走進萬千普通人的家中，更為社會的發展做出了巨大的貢獻。首先，計算機將會推動社會生產力以更快的速度發展。當下計算機時代中，信息便是最重要的元素，通過對互聯網和計算機，將會加快信息技術發展，人們傳遞信息的渠道越來越多，對于信息的了解也會越來越多，因此對信息的有效性和及時性也提出了更高的要求。于此同時，信息技術發展不僅會拖動和其相關茶葉的法陣與進步（如電子技術和生物技術），還會對新能源、新技術的發展和開發有一定的影響和幫助，促進科技是人類社會第一生產力的地位也愈加明顯突出。而信息對于個人來說，通過網絡與計算機，人類的勞動方式和工作方式也在不斷的發生變化。人類可足不出戶的完成各項學習任務和工作，讓人們節省出更多的時間去做其他事情，在各方面均會得到一定的解放，如行動或者思想。在將來社會中，計算機的地位越來越重要，作用也將越來越大，越來越貼近人們的生活，計算機也會越來越小型化，智能化。未來我們將可以通過計算機做許多事。

勢

展望未來,計算機科學技術的發展又將是一片生機,前景廣闊.計算機學家、數學家等科學家們的執著追求和不懈努力,將會使他們在21世紀的計算機發展史上譜寫出更加燦爛輝煌的新篇章。

1.生物計算機

生物家算計在1994年11月美國的異位博士便提出，其以DNA堿基序列作為信息編碼載體，使用當代分子生物技術，食管內使用控制酶，使得DNA堿基對序列發生變化和反映，從而實現數據的運算。阿曼德在雜志《科學》上公布了DNA計算機理論，引發全世界各個方面的學者關注。過去的半個世紀內，計算機意義幾乎和物理芯片一樣，但是阿德勒提出DNA計算機，不僅拓寬人類對計算機的了解，而且計算機也不再是簡單的物理性質的操作，還增添了粘貼、復制、剪切、插入等方式。就在2013年的3月，英國生物信息研究院的科學家們將莎士比亞的154首十四行詩的mp3文件和相關數碼照片編入了DNA序列，儲存密度達到了驚人的每克2.2PB（1PB=1024TB）。這條消息引爆了人們對信息存儲概念的認識大轉變?；贒NA的存儲技術誕生以及得以實現，給人們對生物計算機的構想以堅定的信念。

2.量子計算機

量子計算機是指處于量子狀態下的原子，將其作為CPU和內存，使用原子量子特性進而對信息進行處理。因為原子具有在同一個時間點，可以未出不同位置之間奇妙的特性，使用0和1表示處于量子位的原子，而處于量子位的原子可以同時使用0和1中間的值進行表示，所以不管從處理的角度還是從數據存儲的角度，量子位能力，量子位能力是晶體管電子位的2倍。有人這樣比喻：一個老鼠在繞過一只貓的時候，根據經典物理學理論，若是從左邊過，那么便不能從右邊過，左右兩側只可以選擇一個方向，然而若是根據量子物理學理論，老鼠.可以同時從貓的左右兩邊繞過。

3.光子計算機

光子計算機和傳統芯片計算機比較可以看出，光計算機可以使用光速來提到電子進行存儲和運算等工作：其將會以不同的波長來表示不同數據，并以大量的棱鏡、透鏡以及反射鏡將數據從芯片之間進行傳遞。研制出的光計算機攝像在20世紀50年代后期便已經被提出。在1986年，貝爾實驗室的戴維•米勒研究出小型光開關，為同實驗室的艾倫•黃研制光處理器提供了必備元件。1990年1月，黃的實驗室開始用光計算機工作。從采用的元器件看，光計算機有全光學型和光電混合型。1990年貝爾實驗室研制成功的那臺機器就采用了混合型結構。相比之下，全光學型計算機可以達到更高的運算速度。但是，若是想將光計算機研制成功，則需要開發出可用一條光控制另一條光的光學“晶體管”。而現在光學“晶體管”體積較大，且較為笨拙，若是實用現代的“晶體管”制作出的光子計算機，其體積將和汽車一樣大。所以在短期內使用光子計算機，比較遙遠。

4.模糊計算機

有些詞語的意思完全相反，例如好和壞、黑和白、美和丑、瘦和胖、暗和明等等，即使他們意思相反，但他們之間沒有明確的界限進行邠，類似這些沒有明確的規定的界限食物及表達形式，則將其成為模糊概念。所以科學家設計出模糊計算機的制造，此種計算機不僅具有普通計算機的功能，而且還可以和人一樣，用腦思考、對話、判斷和學習等等，此種計算機便是第六代計算機的發展趨勢和方向。在1984年，日本是第一個提出制造模糊計算機的國家，同時因其非邏輯、不規則函數作為制作的基礎，并進行設計、研制成功模糊集成電路，從而使得當時的計算機體積有明顯的下降。若是想要成功的研制出具有人腦功能的模糊計算機，則需要將大量的學科進行整合和開發，如大腦生理學、電子學、心理學、語言學等等。相關研究資料顯示，此種具有人腦功能的模糊計算機將在2000年之后研制出，但是一旦研制成功出此種計算機，將對對社會及人類各方面生活有非常重大的影響。

結語

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【關鍵詞】計算機技術；發展

一、計算機技術的發展現狀

計算機技術的發展逐漸向智能化以及運行高速、機身輕巧、纖薄方向轉變，因此對計算機的軟件要求就更加精細，計算機將會發展成為更加智能化、人性化，它除了能夠提供我們現在所用的鍵盤輸入和手寫輸入，關鍵技術的發展，更讓我們能夠有身臨其境的感受，計算機的虛擬現實技術就是最好的體現。

隨著計算機技術的發展，越來越多的新型計算機系統產生，各個國家都給計算機技術的研究人員提供各方面支持，這將會為計算機的跨越式變革和質的飛躍提供很大的幫助。如今我們正在深入開發的、已經出現的如生物計算機、納米計算機、光子計算機和量子計算機等都是新技術的產物，隨著技術的成熟將會運用到我們的生活中，給工業生產、經濟發展和我們的生活帶來更多的方便。

在量子效應基礎上開發的量子計算機的存儲量比普通的計算機存儲量要大很多倍，運算速度也異常驚人，目前正在開發中的量子計算機主要有離子阱量子計算機、核磁共振量子計算機、硅基半導體量子計算機。量子計算機的普及和應用將會大大的提高計算機的存儲能量和計算速度，應用到生活中會節省大量的計算時間和存儲空間。

光子計算機主要是用光硬件替代普通計算機中的電子硬件，利用光運算替代電運算，如果按原有電運算的速度進行比較，它的通過能力遠超過現今世界上最先進電話電纜的很多倍。光的高速和并行能力決定了以其為依據而研究的光子計算機擁有高運算速度和并行的處理能力，能同時展開多項運算，大大節省時間。

生物計算機也可稱為分子計算機，生物計算機主要是通過生物介質之間的作用進行運算，人們發現了DNA在不同的狀態下可以代表不同的信息，DNA分子之間發生化學反應后會把一種基因代碼轉換成另一種基因代碼，這種基因之間的轉換也是一種運算過程，如果可以控制這種過程，就能完成生物計算機的運算。DNA分子具有驚人的存貯量，而且計算時消耗的能量也小，如果能夠運用到生產生活中，不但能夠提高速度，還能節省能源，是符合我國可持續發展政策的長遠之計。

納米技術的最終研究目標是人可以按照自己的需求操縱原子，制造出符合人類需求的產品。納米技術應用到計算機內存芯片的研究方面幾乎不會耗費任何能源，還會比現有的計算機性能強很多，但是這種技術的應用還需要時間。

二、互聯網的應用和發展

如今互聯網和計算機已經密不可分，加入網絡的計算機已經融入到了人們的生活中，逐漸成為一種工作、學習和生活的習慣方式，人們可以通過互聯網獲得自己所需的信息，互聯網把整個世界聯系起來，大大了縮小了人們的交流距離。

隨著Internet技術成熟應用于生產生活的各個方面，計算機系統也在不斷的完善和進步。計算機的處理能力越來越高，無線移動通信技術也日趨成熟。新的業務得到了拓展和廣泛應用。移動計算機已經成為計算機產業的主要發展方向，它能夠提高工作效率，并且讓使用者可以隨時隨地交流和獲取信息。移動計算機主要是把計算機、通信和計算有機的結合在一起，發揮他們的最大作用。通信系統挑戰在無線移動環境中的信號問題，全球化的的發展，信息時代的到來，把數字通信和移動計算機融為一體，人們可以通過無線通信上網、學習、辦公等。

三、計算機控制系統的發展前景

1.計算機控制系統的發展需要普及先進的技術，其中應用可編程序控制器就是一種為工業生產和工業環境設計的計算機系統程序。它主要是通過存儲器來儲存用戶的指令，然后通過模擬的輸入或數字輸入來完成定向邏輯運算，比如定時功能、計數功能等。這些功能大多數都是采用大規模的集成電路作為存儲器應用系統的主要控制器，近幾年應用可編程序控制器因其功能、體積、價格以及可靠性等更加成熟和完美，所以模塊的開發也更加成功。智能的I/O模塊的成功開發和運用，讓應用可編程序除了已經具有邏輯判斷和運算的功能之外，同時還具有故障自診斷、數據處理等功能，大大增加了可編程序控制器的應用范圍。

2.集散控制系統的開發和應用。所謂的計算控制系統就是把計算機作為其核心，把計算機和工業控制計算機、顯示操作系統等有機的結合起來的一種計算控制系統。它能夠為工業生產提供更多的信息化幫助和運算，為生產的自動化創造了有利的條件。如果生產能夠采用集散控制系統，會大大的降低成本，使工業發展向低成本、高速率、可靠性、綜合性方向發展，所以要加快集散控制系統的開發和研究，使其盡快能夠應用到生產中去，提高生產效率。

3.智能系統的開發。智能系統是用機器人來模擬和代替人類活動的重要方面，它的主要目標就是無人類干預的情況下，智能機器能夠自主驅動機器實現人類的需要。智能系統主要可以劃分為分級遞階智能控制系統、神經網絡控制系統、模糊控制系統等。應用智能系統來實現對計算機的控制，能夠在很多方面、很大程度上有力的推動科學技術的發展和進步，應用到生產中，能夠提高生產的自動化水平，應用到生活中，能夠給人類帶來更多的方便和快捷。計算機智能系統目前為止只是在較淺層的方面模擬人類的大腦進行思維活動和邏輯判斷，通過更加深入的開發和研究，能夠模擬人類的思維進行各種算法的控制。智能系統的開發會隨著計算機在未來領域的發展而發展，計算機的發展也離不開智能系統的應用。

參考文獻：

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計算機技術 工農業 生活 教育教學 前景展望

隨著社會逐步步進信息化、現代化、網絡化、數字化的時代，作為實現人工智能化的重要技術之一的計算機技術，以其功能強大，應用方便等優越特點已在各個領域，各個方面影響著我們的生活、學習，還有工作。計算機技術已成為21世紀每個人必需掌握的先進技術之一，是人類社會發展與進步的重要標志。在此，本文以計算機技術的發展史為開頭，從工農業、民用、教育教學三方面進行了分析，以此論述了計算機技術的現狀及其可能的發展前景。

一、計算機技術發展及其分類

如今，計算機技術是眾多學科和工業技術的基礎上產生和發展，又在科學和國民經濟領域中得到廣泛地應用。自Atanasoff-Berry Computer這世界第一臺電子計算機到20世紀40年代由研發美國出了以雷達脈沖技術、通信技術等為基礎的ENIAC的相繼問世，國內外從未間斷過對計算機技術的研究，不斷地進行著探索與研發。直至今日，計算機技術已走向了超大規模集成電路，以及最新的智能自動化。它的發展已經到包羅萬象，變化無窮的境地。而我國的計算機研究人員同也具有前瞻性，對于計算機技術進行不斷地開發研究，從1983年的“銀河”計算機到如今的基本實現計算機技術的自動智能化，其發展速度也是不可估量的。下面，筆者就簡單介紹針對其涉及領域的不同而研發的幾類新型計算機技術。

(一) 量子計算機

量子計算機是以量子力學理論為基礎，對量子信息進行高速數學邏輯運算、存儲、處理的新型的計算機物理系統。其主要作用有：計算機系統開關狀態是通過鏈狀分子的特點來判斷的；通過機關脈沖技術對分子的狀態進行改變；計算機隨著分子聚合物的聚合運行。相比傳統計算機系統，量子計算機具有數據儲存量大，運行速度快，應用范圍廣，運用方便等特點。

(二) 光子計算機

“一枚直徑為5厘米的棱鏡，它的通過能力可以超過全世界現有的電話電纜許多倍”說的就是光子計算機。它是以光信號代替電信號進行數字運算到邏輯操作和信息處理、存儲的新型計算機。無論是并行度、運行速度，還是信息傳導、存儲，還是能耗與散熱方面，相比傳統的電子計算機，光子計算機都具有一定的優越性與節能性，是典型的節能環保性產品。而且，光子計算機在元件損壞的情況下仍然可以安全運行，且不會影響最終計算結果。

(三) 納米計算機

納米這個詞對于現代社會的人來說，應該不會陌生。它指的是一個計量單位，且規定1納米＝10－9米。納米技術是80年代初發展起來的新型技術，其目的在于通過對單個原子操控而實現一些特殊的功能。至于納米計算機，就是指將納米技術應用到計算機研發上可以使計算機的芯片體積得到很大程度的減小，從而減小了整個計算機的體積的技術。此類計算機不僅可以縮小成本，減少能耗，還能提高元件使用壽命和計算機的性能。

(四)生物計算機

生物計算機，即仿生計算機，是以生物芯片(即利用生物工程技術產生的蛋白質分子)代替在半導體硅片上集成效以萬計的晶體管而制成的新型計算機。它是通過生物DNA的狀態來反映信息狀態的，并將遺傳密碼等同于存儲數據的輸入與輸出，利用這種基因思想而進行地開發與設計。它的能耗僅為傳統計算機的十億分之一，速度卻比其快十萬倍以上，信息的存儲量也比傳統計算機大得多得多。

由上可知，如今的計算機技術已經達到了很高的水平，但是社會發展的腳步永不停息，因此，無論是量子計算機，還是生物、納米、光子計算機，其發展仍有一段很長的路要走。

二、計算機技術應用現狀

(一)工農業上的應用

計算機技術在工農業上的運用，不僅為其技術發展提供一定的平臺，同時也增進了工農業的發展，提高了工農業的工作效率，同時也增加了工農業的經濟效益。下面，筆者就計算機技術在工業上的設計、勘探的應用，以及農業上的技術、裝備、信息傳播上的應用分別做出淺析。

在工業上，計算機技術的應用主要有這幾個技術方面的表現：一是，以數據管理技術為基礎而構建的信息系統，即數據庫技術，其主要用于信息系統的開發，以及數據的存儲、分析、處理、展示、共享。二是，利用GIS技術而進行采集處理、存貯管理、分析輸出地理空間數據及其屬性信息的計算機信息系統，其已能實現全球化、動態化制圖。三是，包括了三維建模、三維顯示、三維操作的3D可視化技術，其被廣泛應用于地質和地球物理學等領域。例如，勘探上常用的PETRE地質建模軟件、Fast tracker三維地質建模等三維可視化軟件。四是，具有一定的沉浸性、交流性、互換性和幻想性人機交換技術。其技術主要是為了實現人與計算機信息交互的人機界面技術，以及包含了人機虛擬環境模擬、觸覺與壓力反饋等基礎技術的虛擬仿真技術。

在農業上，由于計算機技術的介入，其已基本實現了農業技術的數字化與可視化的管理與設計；計算機與專業農業地理信息軟件的結合，將農業生產的各個環節系統地聯系起來，形成了精準精確生產作業鏈條；農業信息的網絡化使得農產品的銷售與開發步入了一個新紀元，并最大限度地保護了農民的利益。

(二) 民用上的應用

現在，人們的生活與工作已離不開計算機技術。計算機技術不僅豐富了人們的生活，同時為人們帶來了許多的便捷。例如，自來水公司利用計算機技術自主研發的設備、材料、工程、水質數據、檔案、物業收費等管理系統與軟件；美國醫學上利用計算機技術，研發了可以充當醫生眼睛與耳朵的移動機器人；辦公室的自動化處理系統；電子信息化檔案管理系統；圖文并茂的、具有大儲存量的電子圖書等等。這一些都是計算機技術在民用生活、工作上的極好應用。

(三) 教育教學上的應用

21世紀是科學技術極其發達的世紀，也是擁有無數高科技產品的世紀。生活在高科技包圍的世紀，我們要做的不僅是享受高科技帶給我們的便捷與快樂，同時還要不忘對高科技的學習與利用，甚至于研究與改進。而作為高科技技術之一的計算機技術，對其，我們不僅學習基本理論知識，更要利用它把利用到實際的教學過程中，這將會為我國的教育事業的蓬勃發展打下堅實有力的基礎。相比傳統的教學，利用了計算機多媒體技術的教學，不僅豐富了教學內容，提高了教學質量，實現了教學的多樣化與專業化，更多是達到了師生合作交流，激發了學生更多的積極性與創造性。如今，在日常的教育教學中，將文字、圖形、圖像、視頻、聲音等信息經計算機信息技術、計算機輔助畫圖設計等技術的編制處理后而進行的教學已是頗為廣泛的教學方式，且這類教學方式也取得了相應的教學成果。

三、計算機技術的前景展望

由當今社會的發展形勢我們不難看出計算機技術未來的發展應是朝著運算速度更高，計算機體積更小的方向。除去這兩方面不說，其發展方向主要還有以下幾個方面的表現：

第一，網絡計算機。網絡計算機是一個我們耳熟能詳的概念，這個概念足見計算機與互聯網兩者是不可分割的?；ヂ摼W是不同的人，不同的國家，不同的地區相互連接的一個主要媒介，而計算機正是通過網絡而進行聯系，并通過網絡在不斷影響著人們的生活與工作的。

第二，移動無線一體化。目前，網物、遠程學習、視頻會議、電子商務等都是計算機網絡實現無線化、移動化、一體化的重要表現。通過網絡計算機的移動無線一體化的實現，人們可以自由無限制地進行交流、交易、管理、控制，實現了全球化范圍內的交流學習。

第三，計算機系統的自動智能化不僅可以實現計算機的自主分析、自主執行、自主處理、自主儲存，還可以實現系統的自主選擇與自主記憶，它是計算機技術發展必然趨勢。

第四，計算機在社會生活中的應用越來越多，也越來越廣，為解決其耗能問題，實現計算機技術環保性是值得業內人士深思的問題。

第五，人性化與個性化完美結合的計算機。計算機常于被人接觸與使用，實現計算機的人性化是未來計算機必然發展方向。如果實現了這個目標，未來的計算機的交互方式將會多樣化，不但可以通過書寫和語言進行控制，還可以通過眼睛、大腦進行控制。而個性化計算機是針對某個人，或某個領域而專門制定的，例如家庭機器人保姆、醫用機器人等。在滿足了人性化設計的同時，完美結合個性化進行設計的計算機將會是一項有價值且實用的計算機建造工程。

四、結束語

總之，不管是21世紀，還是未來的社會；無論是生活，還是工作，計算機技術都會伴隨我們左右。因此，計算機技術是我們必需掌握的高科技技術之一，只有這樣，我們才能與時俱進，個人能力得到良好發展，而我們的社會才會因我們個人的進步而得到更大的進步。

參考文獻：

[1]康會敏．計算機技術的發展和應用探析[J]．硅谷，2011，(06)．

[2]李新，周緒珍．淺談計算機技術在檔案管理中的應用[J]．科技致富向導，2011，(11)．

[3]劉立杰．計算機技術在現代農業中的應用[J]．湖北農業科技，2009，(11)．

[4]吳佼．利用計算機技術提高教學水平[J]．東西南北：教育觀察，2011，(05)．

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【關鍵詞】現代；計算機技術；發展；方向；趨勢

0引言

計算機是我們工作生活中一個比較常見的物品，又被人們習慣性地稱為“電腦”，它不僅被應用于高速數據跟邏輯的運算，而且具備強大的存儲與修改功能，是一種現代化的智能電子設備。計算機有兩部分主體結構，一部分是硬件系統，另一部分是軟件系統，共同保障計算機的正常運轉。伴隨著科技水平的不斷提升，計算機技術也在隨之發展，計算機作為一個綜合型的生活辦公工具應用到人們生活工作中的同時，其發展備受人們的關注，相關行業人員也在致力于計算機的發展研究過程中，計算機技術的發展已經逐漸走上了一個越來越成熟的軌道。但是，當前計算機技術的發展也受到了一定的阻礙，人們過于關注對計算機娛樂方面的應用，比如聊天、網絡購物等內容，卻忽視了現代計算機技術的發展與創新，甚至不了解。本文將帶領大家一起去了解一下現代計算機技術的發展歷程以及未來的發展動向。

1計算機的發展歷程

世界上第一臺計算機出現在1946年2月，?？颂睾湍死@兩位美國的發明家在美國的賓夕法尼亞大學共同將它研制出來。世界上第一臺計算機的問世開啟了人類社會發展的新篇章，讓社會發展邁出了一大步，開啟了人們的新生活，帶領人們進入了信息革命時期。世界上第一臺計算機跟我們現在的計算機外形差距較大，那臺計算機有好幾間房子一樣大，但是它的計算速度卻并沒有高于我們現在使用的微型計算機。從世界上第一臺計算機問世到現在我們使用的計算機，無數的計算機研發人員一直在努力，尤其是科學家馮諾依曼在計算機技術的發展進程中發揮了重要的作用，被后人稱為“現代計算機之父”。馮諾依曼開啟了計算機發展的新時代，帶動了廣大科研人員對計算機技術的研究。隨著時間的推移，計算機的發展可以分為四代：

1.1電子計算機

電子計算機時代是計算機發展的第一個時代，從1946年開始，到1957年結束。電子計算機與世界上第一臺計算機有些類似，電子元件是計算機的主要器件，電子計算機也因此得名。電子管具的體積比較大，但是存儲的容量相對較小，因此電子計算機的耗電比較快，不具備穩定性。這類計算機一般應用于科學研究過程中，而且在電子計算機時代，計算機一般使用機器語言或者是匯編語言，并不具備系統軟件。

1．2晶體管計算機

隨著科學技術的不斷發展，量子力學和固體物理能帶論的不斷呈現，開啟了半導體器件的計算機時代，理論研究給半導體器件的發展奠定了理論基礎，提供了實踐的依據。早在20世紀50年代上下，點接觸晶體管就被兩位科學家研制出來。隨著科學的發展，結型晶體管又相繼問世。自此之后，晶體管的發展就步入一個相對成熟的軌道，成功的應用與計算機的發展過程匯總，讓計算機的發展進入了第二個時代，也就是我們所說的晶體管計算機時代。晶體管計算機時代從1958年開始，結束于1964年。晶體管具有相對優勢，它雖然體積較小，但是質量比較輕，而且工作的效率相對較高，散熱比較少，損耗較低，對于電子管的效能發揮到了一定的程度，因此，二代計算機的體積在不斷減少，但是使用的年限卻在增加，這就為計算機的發展奠定了基礎。除此之外，晶體管計算機的創新之處在于它擁有浮點算法這一新應用，對于計算機運算水平是一個大的提升，讓計算機在數據處理以及工業控制方面有了更大的突破。

1．3中小規模集成電路計算機

隨著晶體管的呈現，使得集成電路的發展更加順暢。不久之后，科研人員開始著手于研究晶體管以及其他電學元件，以此來制作更加復雜高端精密的集成電路。在1959年，有位著名的發明學家叫做羅伯特羅伊斯，他發明的集成電路更加復雜化，是通過平面工藝生產出來的，可以應用于商業領域。從那之后，計算機開始利用中小規模集成電路來進行技術發展，也就隨之進入了第三個計算機時代，被人們稱為中小規模集成電路計算機時代。中小規模集成電路計算機時代與之前存在的兩個計算機時代相比，又有所不同，中小規模集成電路計算機的中心部分仍舊是存儲器，但是計算機的體積開始不斷減小，與此同時，計算機的能耗在不斷降低，但是運算的速度以及可靠的程度卻又在不斷提升過程中。除此之外，中小規模集成電路計算機的外部設備得到完善與更新，它的功能組件強化，不僅可以應用于數據處理，還能夠在企業管理、輔助設計、輔助制造跟自動控制領域進行充分的應用。

1．4大規模和超大規模集成電路計算機

伴隨著我國經濟水平的提升，工業制造水平也在逐步提升，集成電路的技術有了新的發展。摩爾定律表明，當價格不變的時候，集成電路上能夠容納的晶體管數目，每隔18個月就能夠增加一倍，在這個過程中，它的性能水平也在提升，計算機的發展進入了一個全新的時代，被人們稱為大規模和超大規模集成電路計算機時代。自從1970年之后，以大規模集成電路和超大規模集成電路為標志的計算機開啟了第四個全新的計算機時代。升級發展之后的第四代計算機的性能有了明顯的優勢，存儲的容量明顯得到了提升，在一個一厘米的圓形芯片上可以容納上百萬的電子元件。在這一時期，第四代計算機時代呈現出一個關鍵性的分化，大規模、超大規模集成電路為依托不斷發展起來的微處理器以及微型計算機。微型計算機的發展可以大致分為四個階段。第一個階段是1971年到1973年，微處理器主要有三種，分別為4004、4040以及8008這個類型。第二個階段是1973年到1977年，這一個時間段是微型計算機的發展以及創新的時期。第三個階段是從1978年開始到1983年結束，在這一時間段里，是十六位微型計算機的發展階段。第四個階段從1983年開始，也是三十二位微型計算機的發展階段。

2計算機技術的新發展方向與趨勢

時代在不斷變革和發展，大規模和超大規模集成電路計算機也處在一個時刻發展與創新的過程中，但是隨著經濟水平以及科技水平的提升，現代各個領域的發展也隨之進行著，無論是生物領域還是物理領域，以及一些新材料的出現，都為新型計算機的發展奠定著前提條件。一系列新型計算機已經在醞釀發展的過程中，比如生物計算機、量子計算機、光子計算機以及納米計算機等。或者這些新型計算機的發展還未成型或者技術發展沒有十分成熟，但是它們的呈現代表著計算機技術發展的新方向與新趨勢。

2.1生物計算機

生物計算機是一種全新的計算機類型，還有一個別名叫做仿生計算機，它的創新之處在于使用了生物芯片替代了原本半導體上大量晶體管。生物計算機主要通過生物工程技術所出現的蛋白質分子來作為主要的原料以及生物芯片，所以被叫做生物計算機。脫氧核糖核苷酸上存在著一些遺傳信息，它是一種雙螺旋結構，因此，它具有強大的存儲優勢，而且運算能力非常強大，與傳統硅片相比更是略勝一籌。數據顯示，一毫克的DNA的存儲能力與一萬片的光碟片差不多大容量。除此之外，DNA還具有超能力，能夠同時進行兆個運算指令。這一系列的優勢因素都給生物計算機的成熟發展奠定了基礎，讓它具備了集成電路所沒有的優勢，大致可以歸結于五點。第一點，生物計算機的體積比較小，但是容量卻比較大。第二，生物計算機具有良好的可靠性，這主要得益于計算機的內部芯片，一旦出現問題，這個內部芯片可以自行進行恢復。第三，生物計算機的存儲量比較大，有關數據顯示，一立方米的生物大分子溶液里大約可以存儲一萬億的二進制數據。第四，生物計算機的運算速度比較快，這主要得益于DNA能夠同時處理兆個指令的特別優勢。第五，生物計算機具有良好的并行性。跟過去的計算機不同的是，生物計算機得益于DNA與蛋白質，因此充分發揮并行功能。生物計算機以它獨特的優勢成為21世紀科學技術發展的一個重要工程，當前，生物計算機的發展方向主要有兩個，一個是研制有機分子元件，利用它來替換半導體元件，為分子計算機的出現提供幫助。另一個是通過不斷探究人腦結構跟思維規律來研究生物計算機的結構，為生物計算機的成熟呈現奠定基礎。

2．2量子計算機

量子計算機也是新型計算機技術發展的產物，它是建立在量子力學規律以及依托量子效應和量子比特而進行的超速運算、強大存儲的一種新型計算機裝置。假如這個裝置處理和運算時使用的是量子信息，那么在進行量子算法的時候，就是所謂的量子計算機。量子計算機與一般計算機的一個不同之處在于它不僅能夠使用0和1進行存儲，還能夠用粒子的量子疊加來進行存儲信息的匯總。有關數據顯示，一個四十位元的量子計算機可以解開一千零二十四位的集成電路計算機需要花費幾十年才能夠解決的問題。量子計算機的運算速度令人驚嘆。到現在為止，全球還沒有呈現出一個成熟意義上的量子計算機，不同國家和地區的科研人員仍然沒有放棄努力，致力于對量子計算機的研究過程中，呈現出許多跟量子計算機相關的科學方案以及科學假設。在實際研究過程中，這一系列的科學方案仍然存在著一些不成熟的地方，但是伴隨著時代的進步，相信量子計算機終究會被攻克，完美地呈現在人們的生活中。

2．3光子計算機

科學技術的發展帶動著光學的發展，科研人員開始著手用光子來替代電子，光運算開始慢慢取代電運算，一系列的光學元件開始取代電子元件與電子設備，不斷應用于電子計算機的發展過程中。光子計算機主要是運用光信號進行數字運算、邏輯測算以及信息的存儲處理等的新型計算機，主要的優勢可以歸納為三個方面：第一，強可靠性，光子沒有電荷，所以就不存在電磁相互作用，具有較強的可靠性。第二，光子計算機的運算速度極高，光子的并行性比較強，因此具有較強的處理能力，加上光子傳播速度很快，進一步提升了光子計算機的運算速度。第三具有超大的存儲容量，光子互聯不受到電磁的干擾，因此具有較高的互聯密度。

2．4納米計算機

納米材料作為一種新型的高科技材料，在薄膜晶體管中的應用解放了傳統意義上的晶體管。納米計算機解決了一些頑固的技術難題，與此同時，由于納米材料研發的芯片具有更低的生產成本，因此，納米計算機的發展前景更加樂觀。作為21世紀科學技術發展的一個重要方向，相信隨著科研人員的不斷探索與發現，納米計算機技術一定可以隨著時間的推移走進我們老百姓的生活中，幫助我們解決日常生活中的一系列問題。

3總結

時代在不斷發展，科學技術水平也在不斷提升。社會的進步和發展對于現代計算機技術的發展要求越來越高，計算機作為人們工作生活中一個必不可少的輔助用品，必將走在不斷發展的路上，微型、智能、多功能發展，生物計算機、量子計算機、光子計算機以及納米計算機等一系列新型計算機，作為現代計算機技術的一個發展方向與趨勢一定可以破除各種技術阻礙，通過科研人員堅持不懈的努力成為老百姓生活中的一部分，為美好生活的構建增添色彩。

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篇6

【關鍵詞】InGaAs;應變雙量子阱;1064nm;半導體激光器

1.引言

輻射波長范圍覆蓋900nm～1100nm的InGaAs/GaAs應變量子阱結構是目前的研究熱點之一[1-4]，其中該類結構的1064nm半導體激光器作為光纖激光器的理想種子光源之一，常被要求具有高亮度、窄譜寬、輸出波長穩定可靠等特性。與應變單量子阱結構相比，應變多量子阱結構具有更高的模式增益、更窄的輸出譜寬、更寬的調制帶寬等優點[3-5]，因此本文設計并制作了1064nm應變雙量子阱激光器。在應變雙量子阱結構中，壘寬、阱寬和材料組份均對能帶結構有影響，為了得到輸出波長可靠的1064nm應變雙量子阱激光器，對其結構分析將具有非常重要的實際意義。本文針對InGaAs/GaAs應變雙量子阱結構，分析了In組份與臨界厚度、應變量的變化關系，并采用三帶Kane模型討論了壘寬對量子阱中第一分立能級發生分裂的影響;然后，計算了輸出波長與壘寬固定時，In組份與阱寬的變化關系;最后，設計并生長了合適結構的1064nm應變雙量子阱激光器。

2.基本參量推導

文中InxGa1-xAs的材料參數均由相關二元化合物的材料參數通過線性插值法求得，其插值公式如下：

（1）

式中d為彎曲參數，d=0表示該項無彎曲參數。計算時所需材料參數如表1所示[6-8]，所有材料參數的背景溫度均為300K。

2.1 應變效應下的有效禁帶寬度

應變的存在使晶格常數不同的材料得以匹配，從而改善器件的性能。發生應變時，軸向應力Pε使整個價帶邊下降或者上升，應變的切向分量Qε使輕、重空穴帶的簡并被消除。在InGaAs/GaAs應變雙量子阱結構中，InxGa1-xAs阱層的晶格常數恒大于GaAs壘層，則阱層發生的是壓應變，壘層在實際制作中通常保持無應變[7]。壓應變時，重空穴帶在輕空穴帶之上，這時輻射波長主要由重空穴帶與導帶之間的躍遷能級決定。那么阱層InGaAs材料發生壓應變后躍遷能級的有效禁帶寬度為[5]：

（2）

應變引起的能帶漂移量為：

（3）

式中，是生長界面內的應變量，它決定了該層材料的應變類型;，表示生長方向的應變量。aa、ab表示兩種相鄰生長層材料的晶格常數，C12、C11表示材料的彈性模量，ac、av分別表示導帶和價帶的流體靜壓勢，b為剪切形勢變，Eg表示無應變時材料的有效禁帶寬度。

應變效應存在一個臨界厚度hl，當阱層厚度超過hl時，生長界面將產生大量位錯，致使器件性能變壞。根據Matthews模型[5]，臨界厚度hl可表示為：

（4）

式中a表示材料的晶格常數，K為常數，多量子阱時為2，單應變層時為4。

2.2 雙量子阱中的分立能級

對于具有直接能隙結構的InGaAs和GaAs材料，這里采用了三帶Kane模型進行計算，與Kronig-Penney模型[8]相比，Kane模型引入了電子有效質量與能量的關系，更能反映出量子阱結構參數改變引起的能帶變化。通過解三帶Kane模型可得雙量子阱中分立能級的本征解表達式如下[9]：

（5）

（6）

（7）

式中，符號右下標時，分別對應導帶和重空穴帶的相關參數，E為待求解的分立能級，表示約化普朗克常數，Δa、Δb分別表示阱層和壘層材料的自旋耦合分裂值， Ebch表示壘層材料的禁帶寬度，其他參數定義與前面相同;等式（5）、（6）分別表示對稱態和反對稱態的本征方程;阱層材料的重空穴有效質量mah由表1中的Luttinger參數求得;Pa、Pb是與阱層、壘層材料相關的Kane參數，表1已經給出;重空穴帶和導帶的帶階ΔEh、ΔEc可表示為：，能帶偏置比Qc取0.6[7]，Qh則取0.4。

由于激光器的輻射波長主要由量子阱中導帶的第一分立能級c1與重空穴帶第一分立能級h1之間的躍遷光子能量決定，因此輻射波長為：

（8）

式中Ec1、Eh1是由等式（5）或（6）求解得到的第一分立能級值。

圖1 臨界厚度hl、應變量大小|ε|與In組份（X）的關系

圖2 阱層有效禁帶寬度Each與In組份（X）的關系

3.理論計算與結果分析

圖1為臨界厚度hl、應變量大小|ε|與In組份的變化關系。在實際材料生長過程，應變量的值超過3%時，材料的成核生長就會變得困難，為了得到高質量的生長層，從圖1可知In組份應該小于0.4。根據等式（2）可得，In組份為0到0.4時，阱層有效禁帶寬度與In組份的變化關系如圖2所示，虛線表示輻射波長為1064nm的躍遷光子能量。在量子阱中，躍遷光子能量大于有效禁帶寬度，又由等式（8）可知，輻射波長與躍遷光子能量成反比，因此要得到輻射波長為1064nm的應變雙量子阱激光器，阱層有效禁帶寬度Each應選擇圖2中虛線以下的值，即In組份應該在0.24～0.4之間。

（a）重空穴第一分立能級Eh1的分裂寬度與壘寬的關系

（b）導帶第一分立能級Ec1的分裂寬度與壘寬的關系

圖3 第一分立能級的分裂寬度與壘寬的關系

圖4 固定壘寬、輻射波長時，阱寬與In組份（X）的關系

圖5 器件結構

在應變雙量子阱激光器的設計中，壘寬對量子阱中分立能級的影響如圖3所示，它是由等式（5）～（7）求解得到的第一分立能級與壘寬的關系。從圖3可知，重空穴帶與導帶的第一分立能級均隨壘寬的減小發生分裂，并且相同阱寬、壘寬下，分立能級的分裂寬度隨In組份增大而減小。分裂寬度說明了勢阱之間耦合作用的強弱，壘寬越小，能級分裂寬度就越大。為了實現單模輸出，應該避免能級分裂，從圖3（a）知，壘寬應選擇在6nm以上。

（a） 器件發光譜（450mA，25℃）

（b） 常溫下激光器的電流功率曲線

圖6 激光器的測試結果圖

根據以上結論，我們選擇了高In組份（0.3～0.4）、壘寬10nm的應變雙量子阱結構進行1064nm激光器的設計。在輻射波長為1064nm、壘寬為10nm的應變雙量子阱結構中，理論計算得到In組份與阱寬的變化關系如圖4所示。

4.實驗與生長制作

對于輸出波長為1064nm的應變雙量子阱激光器，對比圖4和圖1可知，In組份越低，阱寬越接近臨界厚度，位錯能則越高;反之，In組份越高，材料的成核生長越難。綜合以上因素，優化計算得到In組份為0.34，圖4中對應的阱寬則為5.5nm，小于圖1中的臨界厚度。

通過MOCVD設備，完成了1064nm應變雙量子阱激光器的生長制作。器件結構如圖5所示，腔長2mm、脊波導寬2μm、高1.5μm，為提高生長層的質量，加入了6nm的In0.1Ga0.9As應變緩沖層。圖6（a）是常溫25℃下器件的發光譜，在450mA直流驅動時的峰值波長為1064.4nm，光譜半寬為0.4nm，優于國內某商用產品的1～2nm。圖6（b）是常溫下激光器的電流功率曲線圖，輸出功率可以達到200mW以上，滿足應用要求。

5.結論

1064nm半導體激光器作為一種具有發展前景的光電子器件，在達到高亮度、窄譜寬的同時，還需要輸出波長穩定可靠。通過對InGaAs/GaAs應變雙量子阱結構的理論分析與計算，確定了1064nm應變雙量子激光器中阱寬、壘寬與阱層中In組份的值，并通過MOCVD進行了生長制作，實驗測試結果達到了預期要求。本文的計算及分析結果還為其他波長的InGaAs/GaAs應變雙量子阱激光器的設計提供了一定的理論依據。

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篇7

關鍵詞：LED大屏； 技術指標； 維護； 發展前景

1 關于LED

約在80年代中期，LED開始在顯示屏領域得到應用，并在90年代以后迅速發展。此后的LED，在制造材料和工藝方面都擁有了突飛猛進的提高，特別是在亮度和顏色方面，更是有了質的飛躍。為了規范LED產業，國家還在1998年正式公布實施了《LED顯示屏技術條件》，以促進和保障LED的有序發展。

經濟發展的腳步不斷向前邁進，科技發展的速度也越來越快，在這樣的大背景下，半導體工業也得到了迅猛的發展。LED顯示屏的制造價格越來越低，并逐漸出現在我們的日常生活中，得到普遍應用。所謂LED，即英文light emitting diode的縮寫，翻譯過來就是發光二級管。LED是對半導體發光二極管進行控制來顯示所有信息的，如文字、圖片、動畫、視頻等形式。所謂LED顯示屏，用英文表示是LED display或者LED Screen，又稱電子電視屏或者飄字屏幕，它顯示出來的文字、圖片、動畫、視頻等，是通過控制紅色、綠色、藍色的LED燈來布置LED點陣形成的。

目前，LED在國際國內都被廣泛應用，因為它耗能少、亮度高、使用時間長、工作電壓低、性能十分穩定。LED具有十分強大的性能，它可以控制灰度范圍很大，可以顯示16.7M以上的顏色；另外，LED的亮度夠高，即使是在太陽直射LED屏幕的時候，它也可以顯示具有很強立體感的信息，方便觀看者進行閱讀。在掃描方面，LED大功率驅動，靜態所存掃描，充分保障發光亮度；在亮度調節方面，LED具有自動亮度調節功能；在處理技術方面，LED具有技術分布式掃描、模塊化設計、自動調節亮度的功能，并能遠程控制各種信息顯示等。LED能夠在各種惡劣的環境下進行全天候工作，并便于調試維護。

2 LED顯示屏的技術指標

“無規矩不成方圓”，標準化管理是行業發展的有效保障。LED顯示屏行業的發展，需要國家或者行業部門制定相應的國家標準、行業標準、地方標準等來進行規范，以保證其健康有序的發展。技術指標是LED顯示屏發展的重要標準之一，要想保障LED顯示屏的質量，以下四個技術指標是制定LED顯示屏制定行業指標的關鍵。

2.1 灰度等級   所謂的灰度等級，又稱色階或者灰階，是指LED顯示屏的明亮程度。它是LED顯示屏數字化后色彩顯示數的決定因素，也就是說，灰度等級越高，LED顯示屏顯示出的畫面就越清晰，細節越明顯，色彩就越豐富。雖然灰色等級是決定色彩數的因素，但是并不意味著灰色等級越大越好。因為隨著系統處理位數的增多，各個環節隨之發生變化，如視頻的存儲、傳送和處理等，這增加了LED顯示屏的成本，使得其性價比下降；況且人的眼睛的分辨率是有限的，所以要將灰色控制在一定等級上。

       2.2 像素失控率   所謂像素失控率是指顯示屏最小成像單元不正常工作在整個過程中所站的比率。像素失控率表現為兩種模式，一種是盲點，即瞎點，就是打開亮度開關時它不顯示亮度；另一種是常亮點，就是在關閉亮度開關時它一直在亮。像素由2顆紅燈、1顆綠燈和1顆藍燈組成，在同一個像素里，這幾個燈不會同時失控，但是只要有一個燈失控，我們就稱之為像素的失控。像素的失控數與全屏像素總數的比率，我們稱之為“整屏像素失控率”。相對應的，還有“區域像素失控率”，即在在100×100像素區域內，失控的像素數占區域像素總數（即10000）的比率。

       2.3 灰度非線性變換   灰度非線性變換，就是說在系統在把灰度數據傳送給LED顯示屏幕之前，首先對灰度數據進行相應調整，調整的依據是經驗性數據或是算術上的非線性關系。與以前顯示器所依照的非線性并不相同，LED本身是線性器件，如果讓顯示屏顯示信息的效果與原始數據和灰度級別相符，LED系統就需要對灰度數據進行非線性變換。目前，我國市場上的LED控制系統中所說的4096或16384級灰度，都是進行非線性變換處理之后的結果。

2.4 亮度等級鑒別   所謂亮度鑒別，是指圖像依靠人眼能夠分辨的從最黑到最白之間的亮度等級。人的眼睛對于亮度的鑒別是有限的，很可能相鄰的亮度等級在我們用眼睛看來沒有什么區別，但是對LED來講,人眼的識別度與顯示屏質量成正比。由于人眼對亮度識別程度越高，說明顯示屏的色彩空間越大，對色彩顯示進行豐富的空間也提高，所以人眼對屏幕亮度識別等級越高，說明顯示屏越好。

3 關于LED顯示屏的維護

LED顯示屏在我們日常生活中應用的越來越普遍，良好的使用習慣，可以增加顯示屏的使用壽命，在保證LED顯示屏質量的前提下，為我們良好的使用效果帶來便利。在日常使用LED顯示屏時，我們要注意以下事項：1）打開顯示屏時，要先開機，再開顯示屏；關閉顯示屏時，要先關顯示屏，再關機。開關顯示屏的時間間隔要在5分鐘以上。2）盡量在啟動計算機系統控制之后，再對屏幕進行通電。3）系統在白屏時，遭受的沖擊電流壓力最大，這個時候盡量讓顯示屏在關閉狀態。4）計算機在失控時，遭受的沖擊電流壓力也很大，這種情況也不宜打開顯示屏。一旦出現計算機失控，要立即進行檢查，確定計算機是否通電、電源是否打開、計算機程序是否正常運行等。5）當顯示屏處于高溫狀態，或是散熱條件不好，盡量不要打開顯示屏。6）在LED屏幕中間出現一道亮線或亮點時，要在第一時間關閉顯示屏，縮短開屏時間。7）如果顯示屏開關經常自動關閉，就要對顯示屏進行全面檢查，或是更換控制開關。8）對顯示屏的懸掛進行檢查：掛屏是否牢固、屏幕是否完好、環境是否發生變化。

4 關于LED顯示屏的發展

LED技術因其節能、環保、體積小、壽命長等優點，在照明、顯示器、顯示屏等各個方面都有發展，且發展前景良好。LED發展技術經歷了從材料發展到波長擴展、從GaN基藍光、熒光粉到白光、發光效率的提升、單色效率的提升的過程。在此過程中，LED技術在芯片上引入了MOCVD外延生長技術、分布式布拉格反射(DBR)的結構、光學微腔(RC)以及量子阱結構(QW)、功率型LED的多量子阱結構(MQW)等，這使得LED的發光效率不斷提高。據了解，LED照明產業產值在2010年超過了1500億元，并預計在2015年將會占中國照明市場的20%。

隨著LED技術的發展，LED顯示 屏的發展前景也是有跡可循的。LED顯示屏的加工工藝會隨著技術的發展不斷提高，在顯示屏的顏色、亮度、角度、壽命和密度等方面也在逐步完善，LED顯示屏的關鍵管制技術隨著新型超大規模集成電路（VISI）的發展也會有所提高。科技的不斷更新，使得通用的集成電路產品性能在提高的同時，LED的生產成本在不斷下降，那么LED價格就會隨之降低，這將推動LED顯示屏的應用將進一步得到推廣。

LED顯示屏的應用，符合可持續發展的目標，與建設社會主義和諧社會的口號一致，具有良好的國內發展環境和國際發展環境。LED顯示屏的發展前途廣闊。

5 總結

     LED顯示屏時現代科技發展的成果，具有節能、環保等優點，符合可持續發展的戰略，是一項具有良好前景的發展行業。維護和使用好當前現有的LED顯示屏，促進LED顯示屏的研發，是我國發展LED的重要步驟。

參考文獻

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篇8

關鍵詞：現代測控技術；現狀；應用

現代測控技術是一項高新技術，是新世紀重點發展的技術。在經濟全球化與技術全球化的不斷推動下，現代測控技術向著標準化、集成化、智能化、微型化與系統化高速發展?，F代測控技術的優勢使其成為一門實踐性很強的技術，在各個領域中起著至關重要的作用，促進了社會生產力的發展。

1 現代測控技術的特點

1.1數字化

數字化是測控技術中不可或缺的一部分，占據了非常重要的地位。應用于測控領域的各個方面，例如：信號通信處理、控制器到遠程終端設備的數字化控制以及遠程終端和控制器之間的數字化控制等。

1.2智能化

以嵌入式微處理器為測控的技術基礎，并采取智能化的儀表儀器去展示其功能多樣性，是現代測控技術良好運用的表現。同時也表現出其本身靈活快捷、使用方便、多功能等優點。微電子技術的不斷發展和人工智能技術的不斷創新引進，使智能儀器設備變得更加科學化，計算方法也日益加強。智能化的測控設備儀器使測控技術水平不斷提高。

1.3網絡化

網絡化是指隨著科技的發展，網絡技術與測控技術完美的結合，建立了便捷高效的現代測控系統?；ヂ摼W的不斷發展和其他相關技術的不斷完善，更大程度地突破了地域的限制，促使現代測控技術不斷發展創新，使測控系統變得靈活化，系統化。測控技術、傳感器技術與計算機網絡技術的結合則更好的體現出網絡化的特點。

1.4分布化

現代測控系統能夠實現測量的標準化歸功于合理安排現代測控技術，使測控儀器分布在最需要、最合理的地方，分布式的測控系統實現了從測量、控制到管理的全自動化過程，完成了更經濟、更環保、更高效的生產目標?，F代測控系統的分布式特點能夠實現安全可靠，故障部分不會對其他系統部分產生影響，并且具有靈活的使用方式，能夠組建多模塊以及單模塊系統等特點。

2 現代測控技術的發展

2.1現狀

隨著先進的科學技術和社會經濟的高速發展，現代測控技術越來越向網絡化、全球化發展，現代測控技術的應用范圍也日益增大，同時極大地提高了測控技術水平。但是，仍然存在著很多大大小小的問題。測控技術在我國仍沒有進入高水平發展的階段，在微型化、數字化以及智能化等方面仍落后于發達國家。為了我國的現代測控技術能夠到達國際水平，我們必須從自身的實際情況出發，使我國的現代測控技術能跟上時代的步伐，與國際接軌，從而提高我國的綜合國力。

2.2發展

全球化和網絡化是測控技術的發展前景，這加強了中國與世界各國之間的聯系，使測控技術向更高、更快、更強的國際化水平發展，逐步趨近于科學先進的發展態勢。通過分析現代測控技術的發展歷史，可以清晰地發現其發展趨勢是開放全球化和工業標準化。社會信息化的迅速發展，使得現代測控技術必定具有廣泛的前景?，F代測控技術越來越面向網絡化、全球化，發展內容越來越先進、科學。隨著時代前進的步伐，現代測控技術不斷發展與創新，適應了社會的發展。在信息量不斷爆發的現代社會，現代測控技術的發展必將十分長遠，具有不可估量的發展前景。

3 現代測控技術的運用

3.1航天測控技術

航天測控技術是現代測控技術不可或缺的一部分，主要用于對航天器的測量和控制。其應用表現在：獲取航天器的飛行路線及其運動參數、時刻注意航天器內部的工作狀態和宇航員的生理參數、通過分析與處理這些測量數據，有利于提高航天的飛行路線與飛行狀況的清晰性，為指揮中心提供了對航天器進行遠程控制的有效方法，為評價航天器的技術性能和改進設計提供依據。

3.2新型傳感器技術

新型傳感器技術是現代測控技術的重要組成部分，半導體工業的高速發展，測量精密度的不斷提高，使得傳感器更加的靈敏與精確，能夠更好地應用于生活與生產多個領域。如：實時信息傳感器主要應用于車輛和飛機的狀態監測、病人體征監控系統等領域；高速模數轉化傳感器應用于環境溫度檢測、圖像傳感、銀行監控器等方面；高度集成傳感器主要用于聲音測量、地震波測量、光學測量等領域。

3.3遠程測控技術

遠程測控技術在現代測控技術中有著不可取代的地位，無線通信、電話網以及專線的遠程測控是其主要的組成部分。同時遠程測控技術廣泛應用于機器人、遠程監測電網、電站以及輸送石油的管道等方面?，F代測控技術能夠遠程控制鐵路運行、飛機的指向與通訊、遠程手術操作等。對于地理環境復雜、區域內不易布線、距離遠和用戶密集不夠的區域還可以通過無線通信技術進行遠程控制與測量。

4 結語

面對當今時代的信息爆炸，現代測控技術不斷地發揮著它的活力與作用，向智能化、標準化及系統功能一體化的趨勢發展。社會各領域有效地運用測量控制一體化的現代測控技術。通過先進的傳感器采集大量有價值的信息，并加以分析、建模、轉化、輸出，從而實現生產全自動化。同時，現代測控技術也帶動了模擬信號傳感技術、量子計算技術、高速通訊技術向標準化、智能化、高速化方向的發展。日新月異的現代測控技術具有潛在的應用價值和至關重要的科研價值。

參考文獻

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[3]李欣國. 淺談現代測控技術及其應用[J]. 中小企業管理與科技，2010 （6）.

篇9

關鍵詞： 納米技術意義展望

一、納米技術的內涵

納米技術是一門在0.1―100nm空間尺度內操縱原子和分子，對材料進行加工、制造具有特定性能的產品，或對物質進行研究、掌握其原子和分子的規律和特征的高新技術學科，被認為是“今后十年最可能使人類發生巨大變化的十項技術”之一。

納米技術包含下列四個主要方面：（1）納米材料。當物質到納米尺度以后，即0.1―100nm這個范圍空間，物質的性能就會發生突變，出現特殊性能。這種既具不同于原來組成的原子、分子，又不同于宏觀的物質的特殊性能構成的材料，即為納米材料。（2）納米動力學。主要是微機械和微電機，或總稱為微型電動機械系統，用于有傳動機械的微型傳感器和執行器、光纖通訊系統，特種電子設備、醫療和診斷儀器等。用的是一種類似于集成電器設計和制造的新工藝，特點是部件很小，刻蝕的深度往往要求數十至數百μm，而寬度誤差很小。（3）納米生物學和納米藥物學。如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子，dna的精細結構，等等。納米生物學發展到一定技術時，可以用納米材料制成具有識別能力的納米生物細胞，并可以吸收癌細胞的生物醫藥，注入人體內，用于定向殺癌細胞。（4）納米電子學。包括基于量子效應的納米電子器件，納米結構的光/電性質，納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝，等等。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷。更快，是指響應速度要快。更冷，是指單個器件的功耗要小。但是更小并非沒有限度，納米技術是建設者的最后疆界，它的影響將是巨大的。

二、研發納米技術的重要意義

在充滿生機的21世紀，信息、生物技術、能源、環境、先進制造技術和國防的高速發展必然對材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲和超快傳輸等對材料的尺寸要求越來越小；航空航天、新型軍事裝備及先進制造技術等對材料性能要求越來越高。新材料的創新，以及在此基礎上誘發的新技術、新產品的創新是未來10年對社會發展、經濟振興、國力增強最有影響力的戰略研究領域，納米材料將是起重要作用的關鍵材料之一。納米材料和納米結構是當今新材料研究領域中最富有活力、對未來經濟和社會發展有著十分重要影響的研究對象，也是納米科技中最為活躍、最接近應用的重要組成部分。近年來，納米材料和納米結構取得了引人注目的成就。例如，存儲密度達到每平方英寸400G的磁性納米棒陣列的量子磁盤，成本低廉、發光頻段可調的高效納米陣列激光器，價格低廉。高能量轉化的納米結構太陽能電池和熱電轉化元件，用作軌道炮道軌的耐燒蝕高強高韌納米復合材料等的問世，充分顯示了它在國民經濟新型支柱產業和高技術領域應用的巨大潛力。正像美國科學家估計的“這種人們肉眼看不見的極微小的物質很可能給予各個領域帶來一場革命”。納米材料和納米結構的應用將對調整國民經濟支柱產業的布局、設計新產品、形成新的產業及改造傳統產業注入高科技含量提供新的機遇。

研究納米材料和納米結構的重要科學意義在于它開辟了人們認識自然的新層次，是知識創新的源泉。由于納米結構單元的尺度（0.1―100nrn）與物質中的許多特征長度，如電子的德布洛意波長、超導相干長度、隧穿勢壘厚度、鐵磁性臨界尺寸相當，因而納米材料和納米結構的物理、化學特性既不同于微觀的原子、分子，又不同于宏觀物體，從而把人們探索自然、創造知識的能力延伸到介于宏觀和微觀物體之間的中間領域。在納米領域發現新現象，認識新規律，提出新概念，建立新理論，為構筑納米材料科學體系新框架奠定基礎，也將極大豐富納米物理和納米化學等新領域的研究內涵。世紀之交高韌性納米陶瓷、超強納米金屬等仍然是納米材料領域重要的研究課題；納米結構設計，異質、異相和不同性質的納米基元（零維納米微粒、一維納米管、納米棒和納米絲）的組合。納米尺度基元的表面修飾改性等形成了當今納米材料研究新熱點，人們可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法設計納米結構原理性器件及納米復合傳統材料改性正孕育著新的突破。

納米技術作為一門新興的學科，被譽為21世紀最具有發展前景的技術，是對未來經濟和社會發展產生重大影響的一種關鍵性前沿技術。納米技術在社會上的應用前景非常廣闊，納米技術不僅會推動新產品的開發，而且將為改善人們的生活環境，提高生活質量作出不可估量的貢獻。納米技術將成為21世紀新型技術的發展新方向，相信在不久的將來，我們將跨入一個全新的時代。

三、對納米技術未來發展的展望

納米技術將從根本上改變未來制造的兩種基本類型方式――連續制造和離散制造。連續制造是指批量物質或材料的生產，例如化學品或金屬卷材。離散制造是指單個配件的生產，例如螺栓或元件（集成電路）或組裝系統（計算機）。對于納米尺度制造來說，原子、分子與團簇都是生產“原料”。因此，納米尺度制造的生產工藝和設備與目前應用于大于100nm的微制造工藝與設備將會有很大不同。納米制造未來的研究方向包括以下幾個。

1.材料開發

了解和模擬納米尺度物質合成、操控及監測的現象和工藝，這是開發新型納米制造技術所需的；開發表征、監測、篩選、分離和控制納米結構大小/形狀/多分散性和表面或體積特征的方法。

2.制造納米系統的材料操控與控制

分子、大分子、納米顆粒及納米尺度組件的定位、定向、分散、集群和導向自我組裝，非共價鍵和信息內容是不可或缺的；納米材料的包裝和輸運，如通過超聲和納米流化床；納米自組裝結構融入功能器件和系統。

3.與微觀和宏觀系統相結合

把自下而上和自上而下的制備技術融入低本高效的優化生產制造中；制造技術的尺度放大、并行和集成能力，如平行探針或束陣列等方法。

4.制造工具

改造和控制表面組成/結構，以確保隨后組裝的穩定性和功能性；開發可支撐的、用戶與環境友好、廉價而高產的制圖技術；開發和運用納米結構復制方法；納米制造結構和性能的低本高效清除/修復/接縫技術，等等。

5.測量和標準工具

納米顆粒與結構的化學和結構表征技術（除幾何形狀特征外）；開發三維加工和非破壞性表面下探測技術；把在線傳感與監測技術同制造方法融合在一起；遠程制作和遠程表征設備和儀器，等等。

參考文獻：

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【關鍵詞】5G無線通信技術；發展現狀；發展趨勢；應用

引言：

近年來，隨著我國科學技術的進一步創新、發展，通信技術已發展至5G領域。5G主要是指在4G基礎上增加網絡帶寬，使得網絡速度更快、帶寬更大的無線通信技術，其在推動互聯網快速發展上發揮著重要作用。隨著5G無線通信技術的廣泛應用，該技術成為近年來通信技術的研究熱點，且對人們的日常生活、工作產生了深遠的影響。從現階段5G無線通信技術的發展趨勢來看，該技術極大可能成為未來時代無線通信領域的主力軍，并為移動通信的革新提供重要支撐。同時，在移動數據流量暴漲下，5G無線通信技術的推廣會給無線通信技術產生積極作用。因此，了解現階段5G無線通信技術的發展現狀、發展趨勢和具體應用具有重要意義。

一、5G無線通信技術的特點

隨著5G無線通信技術的開放與應用，其特點也越來越凸顯。該技術對頻譜的利用率相對較高，且高頻段的頻譜資源在5G無線通信技術的應用范圍較廣。相較于傳統通信技術，5G無線通信技術的多天線、多用戶、多點、多小區的互組網協作特點更為突出，且能很大程度上提升了信息編碼、點點之間的物理傳輸技術性能，并降低了耗能和成本[3]。同時，5G無線通信技術主要側重無線網絡“軟”配置的設計，而運營商能結合業務流量變化、網絡資源進行調整，進而達到節約成本、降低耗能的目的。同時，5G無線通信技術還具有先進的設計理念，其業務重點為室內通信業務，該技術推動了傳統移動通信系統的理念，使室內無線網絡覆蓋性能進一步提高，并實現業務的完善和拓展。在研究5G無線通信技術中，分析其相關特點對了解該技術現階段的發展具有重要意義。

二、5G無線通信的相關技術

2.1同時同頻全雙工技術

同時同頻全雙工技術是5G無線通信技術的關鍵技術之一，其能在實際應用過程中提高頻率資源的利用效率，并接收來自不同物理信道傳輸的數據信號[4]。在同時同頻全雙工技術下支持下，能通過同一頻率來傳輸、接收數據信號，進而滿足多維度的應用條件，很大程度上避免了通信雙工節點發送信號而引起的干擾問題。同時，這一技術能進一步提高網絡寬帶頻譜利用率，并增加網絡的應用性。可見，該技術在5G無線通信技術中占據著重要地位，要想真正意義上推廣、應用5G無線通信技術，則不能脫離同時同頻全雙工技術的支持。

2.2多天線技術

多天線技術主要是指由多條線路組成的技術，該技術所用的元器件較為復雜，傳輸裝置、接收裝置、配套設備等為主要的元器件。一般情況下，接收裝置的天線會置于相應的應用設備上，傳輸裝置的天線多選擇分布或集中排列形式。在5G無線通信技術中，多天線技術的應用能有效消除自身頻率所產生的干擾，并提升設備的頻譜接收效率，使能量消耗下降，解決小區干擾、掉線、噪聲等問題。同時，5G無線通信技術充分利用多線技術來進一步簡化整體布局和設計，并分散數據信號的傳輸模式，進而改善頻譜利用效率、時間周期等。

2.3智能化技術

智能技術是5G無線通信技術的一大體現，對該技術進行深入分析后發現，云計算的核心作用占據著重要地位。在云計算數據信息網絡的服務器中，5G無線通信技術能和基站建立關聯，并形成數據交換機網絡。通信技術工作人員需結合實際需求，在云計算的儲存功能支持下，能有效完成大數據信息的儲存。同時，云計算能及時、高效處理所儲存的數據信息，即使在規模較大的基站中，也能根據基站的實際情況準確劃分數據頻段，進而獲得良好的數據信息結果。由此可見，云計算是體現智能化技術優勢的重要內容，在5G無線通信技術，該技術所發揮的工作不容忽視。

2.4空間調制技術

空間調制技術主要是指將每個數據編碼對應到它所需的天線位置，并通過多天線實現合成發送[5]。在空間調制技術下形成了天線的陣列星座圖，且與以往所用的信號星座技術相比，該星座圖能進一步提高數據信息的傳輸速率。雖然空間調制技術主要由多天線構成，但在僅使用一根天線時，其它天線會處于待命狀態，這能在一定程度上保證傳輸效率。同時，在空間調制技術下，各個數據信息會分成兩個字節，并涉及到發射天線的數據、陣列信號星座圖大小等，同時，根據第一個字節能確定工作發射天線,另一個字節則通過天線發送天線陣列信號星座圖信息。由此可見，空間調制技術屬于一種SSK的振幅、相位的調制技術，在5G無線通信技術的應用過程中占據中重要地位。

2.5多載波技術

在5G無線通信技術中，為了支撐高數據速率，可能需要高達1GHz的帶寬。然而，在部分較低頻段中，無法獲得連續寬帶頻譜資源[6]。因此，如何充分利用這些空白頻譜是5G通信技術設計的重要問題。多載波技術是一種基于濾波器基礎上的技術，其能有解決上述問題。多載波技術作為5G無線通信技術的關鍵技術之一，其能有效實現各子載波帶寬設置、各子載波交疊程度的靈活控制，使相鄰子載波的干擾得到有效控制，并充分利用零散的頻譜資源。同時，各子載波無需同步，檢測、信道估計等均在各子載波上單獨處理。

三、5G無線通信技術發展

3.1發展現狀

從無線通信技術發展來看，未來幾年全球的移動通信量會增加相近20倍，這一龐大的數據對網絡發展帶來了深遠影響。因此，在這些發展背景下，推動5G無線通信技術發展是一個刻不容緩的問題。從現階段的發展現狀來看，5G無線通信技術的網絡傳播速度可達1Gb/s，且數據會是4G技術的一百多倍，簡而言之，在4G技術下需要耗費十幾分鐘下載一部電影，而5G技術下1s就能完成。但5G無線通信技術目前發展尚未完全普及，其還具有更大的發展空間，且下5G無線通信技術下，能享受更快的網速，數據信息獲取更為方便。

3.2發展趨勢

任何事物的發展均會經過千難萬阻，作為第五代移動通信技術，其在發展過程中也會遇到許許多多的難題，尤其在技術開發領域。隨著5G無線通信技術的進一步發展，我國工信部已向中國廣電、中國電信、中國移動、中國聯通發放了商用牌照，這說明我國已進入5G商用時代[7-8]。在未來發展中，5G無線通信技術具有良好的發展前景，具體體現在以下幾點：第一，在信息安全領域中的發展。隨著網絡的進一步發展，信息安全是人們所關注的重點問題，若在網絡中信息安全性低，則會嚴重降低人們的體驗。因此，為了提高用戶體驗，在未來發展中5G無線通信技術如何對信息進行更為安全的編碼成為了重要的發展趨勢。第二，在社交領域中的發展。5G無線通信技術在網絡社交領域中應用，能給用戶帶來更為真實的虛擬化體驗，使用戶在網絡世界中獲得良好的社交體驗。第三，在地下、高空、深海等地域環境復雜的通信中的發展。在數據信息傳輸過程中，其傳輸效率會受到地下、高空、深海等復雜地形的影響。因此，5G無線通信技術的未來發展趨勢，可對這些復雜地形進行進一步探索，以進一步提高網絡數據信息的安全和傳輸質量，獲得更好的通信技術應用價值，并帶來良好的效益。

四、5G無線通信技術的具體應用

4.1安卓系統中5G高速度的應用

從現階段來看，多數移動智能終端所用的系統多以安卓系統為主。安卓系統是在Linux基礎上的自由、開放源代碼操作系統，其在移動設備應用中起到核心作用。安卓系統主要采用分層架構，劃分為應用程序層、應用程序框架層、系統運行庫層、系統內核層四個層次。其中，5G納米核心技術主要應用于系統核心層，以實現安卓基礎性問題、硬件驅動的分離。同時，由于安卓系統開放性的特點，其安全系統在實際應用過程中出現了明顯降低，而5G納米技術具有良好的保密性，應用該技術則能在量子密碼學中提高加密等級，使用戶的信息安全性提高?？傊?，安全系統是現階段5G無線通信技術的重要應用區域，其具有十分突出的優勢，對安卓系統的發展發揮著重要作用。但對于該技術在安卓系統中的具體應用，仍需開展更為深入的研究、探索，以充分發揮5G無線通信技術的優勢。

4.2光場相機中應用

光場相機主要是指先拍照后對焦的照相設備，其主要原理是利用光場技術作用來，在拍照時僅需進行構圖，無需進行對焦處理，在很大程度上改善了現有相機的拍照方式和習慣。光場相機良好的抓拍優勢，只要拍照對象在焦距范圍內，對焦點則能隨意選擇；同時，光場相機的容量較大，儲存一張照片至少花費200M空間，故在傳輸速度、儲存空間上有著更高的要求。然而，5G無線通信技術所具備的傳輸速度快、儲存量大等優勢，能有效滿足光場相機這一點要求。因此，5G無線通信技術在光場相機中應用具有很大優勢。此外，在光場相機的數據信息安全防衛監控方面，5G無線通信技術具有良好的發展前景。

五、結束語

總而言之，相較于以往的通信技術，5G無線通信技術屬于高速度、低時延、低功耗的新型通信技術。5G無線通信技術發展及應用有利于提高我國通信領域的綜合發展水平，因此，進行5G無線通信技術的發展及應用，了解其相關技術、發展趨勢和具體應用對增強我國通信領域的經濟能力和綜合實力方面具有重要意義。此外，在這場通信技術變革中，5G無線通信技術具有良好的發展潛力，推動該技術進一步發展，則能讓科技更好地服務于人們的生活、工作。

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