计算机技术的现状与发展趋势

摘要：21世纪开始，计算机技术及其应用进入网络时代，推进各应用系统得到了飞跃发展，颇受IT人士关注的多核微处理器、机架式和刀片式服务器，虚拟化技术、网络系统的安全技术、嵌入式系统、SOA系统平台等技术和产品相继推出，给计算机技术和应用发展带来新局面。20世纪90年代计算机及其技术的应用，由PC机领航，计算机被广泛应用在各业务系统如财务、采纪后，英特尔公司基于新一代多核处理器的创新革命，带动了计算机技术及其应用的进一步发展，在此，英特尔由于引入45纳米制程工艺，其晶体管密度比先前采用的65纳米处理器几乎翻了一翻，并在去年正式投产双核和核处理器(至强)，其采用的高K介质和金属栅材料，为半导体制造技术带来了一次创新革命，这意味着摩尔定律的运用期待得到新一步延长，亦为用户成功奠定未来计算机创新之路。它基于第一代多核优化结构“酷睿”上，相继推出多核微处理器，其功耗下降20％，芯片速度更是提高20％，再次体现英特尔在处理器领域处于领导地位。新处理器的推出，不仅在功耗、速度具有优势外，还涵盖了服务器、高端台式机及笔记本电脑，因此，企业用户顶级游戏发烧友将会率先体验到强劲的表现。此外，在新处理器还增加了新特性，以支持高清晰度画质和照片处理，以及重要的HPC和企业应用，并具有增强的虚拟化技术——仅升级硬件配置而无需修改软件，加快虚拟机切换的速度可提高29％。目前以IBM、惠普、SUN、戴尔为代表的国际厂商，以及国内联想、浪潮、宝德等厂商，均结合自己的创新系统设计，快速推出多核高端台式、笔记本电脑以及高端服务器，为商用计算机提供新平台。例如惠普四核至强服务器、海尔“酷睿”2双核(或四核)处理器台式机、华硕双核笔记本电脑等，提供给企业用户和广大消费者。因此，处理器芯片虽小而势大，Intel为推广多核处理器的应用，正在与合作伙伴加快创新步伐，以新能力和解决方案满足日益增长的需求。21世纪开始以来，互联网的应用得到飞速发展，因此服务器的需求量亦大量增加。基于Intel推出第一代多核处理器“酷睿”2，接着又有至强四核5300处理器问市，各主流服务器厂商纷纷相继推出数十款四核服务器和双路四核服务器产品，使服务器产品风靡市场，同时AMD公司亦发布代号为“巴塞罗那”四核酷尤处理器，使用户更有选择余地。务、大型中问件、数据库、高性能计算、计算机集群、mC／IcP／IsP／AsP等关键业务，和处理大量数据应用环境如金融系统、电信收费系统等都由高性能服务器来支撑，形成企业的核心部件。近年来随着CPU

技术的升级，iSCI和SAS等技术的不断发展，刀片式服务器开始进入市场，刀片式服务器可在一个机架上安装多台一般4～12台服务器，每个服务器可独立操作或整合运行，刀片式服务器在计算能力、吞吐、扩展方面的性能近年来得到了不小提升，对一家计算机应用较好的企业，一般称为快速成长的企业是选用刀片式服务器的条件，可在w曲、部件应用、EI冲、数据库等多种应用中，分配资源，其优势是高整合，并通过w曲界面进行维护和诊断。目前，很多厂商已推出刀片式服务器2．1洞察管理技术，系统运行实时掌控可实现对电源、冷却装置、机箱设置和管理，实现系统本地和远2．2虚拟技术连接、动态更改和扩展系统架构，提高效率。

2．3能量智控技术，精确控制系统能耗和温度，能自动调整负载和冷却资源，高效节能。虚拟化这两年才开始成熟起来。对计算机的发展来说，虚拟化技术不仅颠覆了摩尔定律关于集成电路数目的规律性预测，而且也让人们改变了对操作系统的传统看法，并给人们提供了创建未来数据中心国际权威部门认为(Gartner和IDC)，虚拟化将成为2008年最具战略意义的十项IT技术之一。3．1拟化已形成一股潮流，x86架构的普及，使虚拟化技术得到迅速推广，虚拟化具有明(1)在效率方面，大多数只能运行单一应用的服务器，仅利用自身容量的10％，用其他90％的容量来虚拟其他应用，使服务器变得更加经济高效。(2)具有安全性能以及管理方面的优势用户可在一台电脑中访问多台虚拟机，这些虚拟机均可运行完全独立的操作系统与应用如管理软件和IP语音等，这种使用模式提高了更大的管理与安全优势。(3)虚拟技术还可支持多个平台上使用公共工具。从上述优势可看出，所谓虚拟化是把计算机的资源如运算能力、存储空间、以及应用程序抽离出来，虚拟化技术因x86架构而得到迅速推广，是由Ⅷware将虚拟化技术引入到x86系统，引起用户的关注，为用户带来有价值的信息技术，当虚拟化实现全面虚拟化管理，使资源优化，提高应用程序可用性、运行自动化能力，帮助了客户流线化IT运行，并使成本降低。主流的x86虚拟机技术主要包括硬件模式和虚拟操作系统模式，虚拟硬件模式是传统的虚拟计算机模式，一个主机可以被分隔成许多虚拟机，这种模式被用户广泛借鉴，VMware虚拟操作系统基于虚拟机运行的主机将体系创建一个虚拟层，在其上可以创建多个相互隔离的虚拟专用服务器，最大化地共享硬件、软件以及管理资源。随着多核处理器的发展，将成为虚拟化技术发展的最主要推动力，不久会推出8核、16核处理器，利用虚拟化技术会

分成8个或16个虚拟机，每个虚拟分配一个核，这样整体效率和性能都可以达到最大化。IBM是最早提出虚拟化的概念的，随着x86处理器的出现，让虚拟化吸引更多客户关注，去年IBM又推出新一代x4架构和基于x4架构的x3850M2服务器，在性能、虚拟化、绿色节能等方面显著提升，满足系统扩展、高效率、利用率和可用性的需求。不久将来在应用日益增多和成熟，虚拟化会出现在个人使用的电脑中。因此，虚拟化技术的发展趋势，是计算机技术今后的方向。(1)服务器虚拟化是应用焦点服务器采用虚拟化，使整体效率增加1．5倍以上，不论刀片式或机架式服务器，虚拟化技术都可以为客户提供全面的服务。当前四核服务器是主流，为强调虚拟化策略，国内外厂商共同成立虚拟应用推广联盟，目的是进一步推广虚拟化技术的应用。(2)存储虚拟化是为改善效率存储虚拟化是近几年在虚拟化领域非常热门的词语，虚拟存储有3中不同方法：a．基于(主机)服务器虚拟存储，较符合企业需求，实现方法较容易，它完全是通过服务器操作系统上安装虚拟软件来运行虚拟设备，但可扩性、灵活性、稳定性较差。

b．基于存储设备的虚拟存储，采用SAN存储系统来完成，比较合适固定业务的企业应用，如金融、电C．基于网络的虚拟存储是目前主流虚拟存储方式，通过网络互连设备，在服务器与服务器间、服务器与客户问自由交换并存储数据；并且通过服务器、虚拟存储设备、网络互连设备以及客户机，形成一个(3)桌面虚拟化是虚拟化新动向台式机虚拟化是近几年来重构IT的新面貌。从Gartner报告中指出“2006年只有54万台虚拟机，预计到明年将达到400万台”，报告中认为台式机的虚拟技术发展有望超越服务器虚拟化技术。当前，微软与vMware在桌面虚拟化方面都在进行抗衡。桌面虚拟化主要优点是减少桌面管理的时间和费用，IT部门可以使用软件来配置PC机器客户端设备。IT部门可以在数据中心管理众多的企业客户机，这就减少了现场支持工作，加强对应用软件和补丁管理的控制。21世纪开始以来互联网的应用得到飞速发展，网站建设也非常迅猛，据了解我国网民数估计已超过l亿。网上业务开展亦较多，网上营销、炒股、电子支付，以及各类电子商务的应用越来越多，因此网络正在改变我们的生活和工作方式，需要更多的智能应用开发来支持上网运行的多种需求。如最初的电子邮件收发，发展到目前的数据、语音、视频多媒体传输，网络技术人员借助QS来实施，以带动多重复杂应用平台的稳定快速运行。为确保网络系统的安全运行，防止黑客入侵、病毒攻击、以及垃圾

邮件、恶意软件和流氓邮件等，最使网络管理人员伤脑筋的事，因此，建立安全的网络系统必须关注网络安全从被动式(IDS)到主动式(IPS)安全防御技术其功能是通过检测、分析网络中的数据流量，从中发现网络系统中是否违反安全策略的行为和被攻击的迹象，弥补防火墙的某些缺陷，其工作特点：(1)在防火墙提供访问控制的基础上，对外部的入侵行为进行监控并及时报警；(2)对内部员工违反安全策略的操作进行审计和跟踪保障内网安全；(3)针对系统漏洞的攻击进行实时跟踪，使受攻击后损失降到最低。经长期使用后，IDS有较多的不足之处，使用效果达不到用户期望，其主要有以下几方面：(1)IDS在检测出黑客入侵时，攻击到达目标造成损失mS无法阻断攻击，如蠕虫爆发造成网络瘫痪，IDS无能为力；(2)误报、漏报严重，海量信息难以跟踪和分析，对部署IDS上网，需具有较高技术水平的网络管理员，才能用好产品；(3)对蠕虫病毒、DDOS攻击、垃圾邮件等混合威胁越来越多的入侵时，传播速度加快，留给反应时间越来越短，使用户来不及做出入侵反应，mS无法把攻击防御在企业网之外，因此传统入侵控制设备其特点是基于旁路控制的IDS技术用于在线模式，直接分析网络流量，并把恶意包丢弃。IPS提供一种主动、实时的防御，将常规流量中的恶意流量和垃圾流量进行检测，防止入侵活动，预先对攻击性的流量进行自动拦截，无法造成损失。口S是通过直接串联到网络链路中而实现这一功能，当检测到外部数据流量有攻击企图，就会自动将攻击包丢掉或将攻击源阻断，不进入内部网络。

(1)口S设计侧重访问控制，注意主动防御，不仅是检测日志记录，解决IDS的不足，并提供一个全部的入侵保护解决方案，使企业网络不受损失。(2)IPS是部署在网络出口处的串联设备，又继承传统入侵检测和防火墙的部分功能，因此具有强大防毒处理能力。由于串联在网络上，误报会影响用户正常业务，降低网络使用率，若IPS设备出现功能障碍，会造成网络中断，这些问题通过产品技术的进一步开发和发展，目前均已得到有效解决。主动防御不仅仅是一种技术、一种功能，它需要达到一系列的标准，才能被称为“主动防御”。在这个领域的各家厂商对“主动防御”的产品都有不同看法，如趋势、赛门铁克、江民、金山毒霸等。但用户需要一种能防范于未然的方法，一种能够在未升级病毒库的情况下也可以有效防范和处理病毒的技术和产品，所以能自动识别，并报出位置病毒和自动清除才是用户需求的“主动防御”技术产品。未来因此，快速反应技术的反病毒保护要求才

是未来技术发展的方向。嵌入式技术是21世纪计算机技术发展的一个重要方面，有着广阔的市场发展前景。目前已广泛应用于军事国防、消费电子、网络通信、工业控制等各个领域，我国的嵌入式系统市场每年将直接创造千亿的收益。因此，嵌入式技术越来越受人们重视。嵌入式系统涉及到IT领域方方面面的新技术。它融合了计算机软、硬技术、通信技术和半导体微电子技术，针对实际应用系统的需求，将相应的计算机直接嵌入到应用系统中，这类系统成为嵌入式系统。一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统，以及用户的应用程序等4个部分组成。提供用户实现对其设备和控制、监控或管理等功能。嵌入式系统是面向特定应用的组件，通常具有低功耗、体积小、集成度高等特点，因此，小型化、移动能力强，与网络耦合越来越紧密。由于嵌入式系统与具体应用对象有机结合，它的升级也和具体产品同步进行，和一般计算机不同的是嵌入式软、硬件都必须高效率设计，实际上它是不断创新的知识集成系统。当前，国际著名计算机厂商如Intel、微软、mM、AMD等都将业务中心转移到嵌入式产业上，大举进攻嵌入式市场，主要领域是汽车电子、手机、工业控制(数控)等。等。以手机为例运用嵌入式技术，手机不再是语音交流工具，它正成为一种功能可与PC相媲美的信息平台，是继电影屏、电视屏、显示屏三大屏幕之后的第四屏，也就是移动终端屏，展望未来，手机会是(1)嵌入式操作系统CE、PSOS、0S．9都是这阶段的典型代表，其特点是能运行各种不同类型的微处理器，具有通用操作系统功能、多任务、条形窗口、网络支持、用户界面等，并有大量应用程序接口和丰富的嵌入式应用软件。(2)嵌入式数据库受到关注随着手持设备、POS(销售点终端)、网络和安全装置的流行，更多的应用需求是实时地收集、存储和处理数据，因此，内存占用小的嵌入式数据库应运而生，嵌入式数据库系统能和嵌入式操作系统有机结合在一起，为开发人员提供有效的本地数据管理手段，对数据管理要求也不断提高。嵌入式数据库技术也日益重要，在各个应用领域中扮演重要角色。目前，Orcale、IBM、Sybase、微软等均在进行新

(3)Linux嵌入式软件不断涌现国际知名嵌入式LiIl_u)【操作系统提供商如Montavista加强了对中国市场的投入，并在这个领域占据了重要地位，促使国内嵌入式软件厂商以L洫u)【为突破口，形成一个不可忽视的群体。总之，随着需求增长，嵌入式设计与应用成为工业现代化、智能化的必经之路，嵌入式软件产业将在未来5年内继续保6面向服务的

体系结构(SoA)近年来，在IT领域中广泛宣传SOA，“随机应变”、“灵动商务”的美语之词不断加于SOA上，SOA究竟是什么，SOA为IT领域提供什么新技术和新产品，这是当前IT行业人士所关注的问题。SOA是Sen，iceOriented缸c衄ecture的缩写词，指面向服务的架构，简单地说就是一种进行系统开发的新体系结构，在基于SOA架构的体系中具体应用程序的功能是由一些松耦合，具有统一接口定义方式的组件(即SeⅣice)组合构建而成，它的模块(组件)只是一些服务，然后可以任意组合、拼接以获得新功能来满足新需求，这些特性非常灵活，所以冠以“随机应变”，亦是IBM的目标。(1)应用软件，以模块化定义过去应用软件基本上是按业务流程统一对应开发，每个应用项目自成体系如财务、采购、销售、物流、办公自动化等，因此每开发一个新应用就需要从新开发一遍界面与数据展现，重写一遍业务代码，消费大量时间和人力。soA改变这个开发应用模式，将软件按业务需求，定义成大小合适“组件”作为企业共享资源，随时调用。(2)建立SOA的优点主要有两个方面：一是解决异构问题，二是降低整体拥有成本(TCO)，采用SOA结构后软件就像不断进化过程，不断地提升，新的“服务”不断加入，使系统构建适应业务变化。(3)SoA演进图谱有四个阶段：基础整合、跨部门扩展、企业转型、随需而动等，这四个阶段由企业从业务角度和IT角度两方面出发分析自己的需求，确定合适的SOA阶段性目标。并考虑SOA发展的连续性，制定合适的SOA战略，以保证持续有效的回报。当前各IT厂商都在推出SOA产品如IBM、BEA、orcale等，提出SOA是解决企业IT架构的最佳方法，采用SOA后可简化IT结构，提高软件的复用率等。但大多企业对这个技术了解很少，它究竟给后若干年内是企业应用架构的主流，会被企业认可和推广应用。上面所谈的6个方面的计算机技术的现状与发展趋势，仅是计算机技术领域的一部分，尚未覆盖到整个领域，本人认为这些技术面是未来五年到十年IT技术发展最具有战略意义的趋势，值得我们关注。此外，还有微软操作系统(最近推出Vista以及即将推出的Windows7)；阵列式存储装置；无线网络技术；交换器和路由器；IP监控；

平安城市系统；