計算機技術的發展真正是日新月異。在前兩章中我們概述了當今流行的機種與計算機在若幹典型領域中的應用，在本書的最後一章裏，我們將進一步討論：當前在計算機科學技術的領域中人們正在做什麼？在未來可以預見的一段時期內人們將要做什麼？盡管初學者對一些問題很難馬上就理解得深透，但是建立一些初步的印象，對今後的工作也是有益的。因此，本章的內容不作為基本要求，供讀者作為參考性閱讀資料。
10.1基礎器件與外圍設備
基礎器件計算機所使用的基礎器件是決定硬件性能的根本因素，計算機由第一代發展到第四代，從根本上講就是源於基礎器件的更新換代。到目前為止，計算機用集成電路仍以矽半導體器件為主，預計到本世紀末可能發生重大變化。
一、矽半導體集成電路
現在矽集成電路大致上每兩年集成度提高四倍，價格下降一半，這使得計算機硬件性能不斷提高，而成本則越來越低，為普及應用創造了條件。
對集成電路，我們關心的是它的三項主要指標：
（1）速度。整機的運算速度取決於器件的工作速度，這是不言而喻的。我們用“門延遲”衡量遂輯電路器件的工作速度快慢，用“存取時間”表示主存儲器的工作速度。門延遲這個參數是指輸入信號發生變化後，門電路（與門、或門、非門）輸出變化延後於輸入變化的時間。根據1987年資料，每級門延遲己可降低到100皮秒，主存儲器的存取時間無小於0.1微秒。
（2）集成度。在一般場合，我們認為電子沿導線的遷移速度是非常快的，因而往往忽略不計它的延遲，但是計算機速度已經提高到這樣快，以致連接導線上的延遲都成為影響速度而不得不考慮的因素。集成度的提高不僅使單片的功能増強、組裝簡化、整機變小，而且單片集成度的提高使芯片之間的外部連線數目減少、長度變短，將使整機速度提高。集成度提高的另一個重要意義是由於外部結點的減少而使可靠性提高。現在，“門陣列電路”的集成度已達到1萬-10萬門/片；1987年存儲器芯片的集成度達到4M位/片，這樣的一塊芯片能存儲不約相當於300頁的西文書刊所包含的信息量，因而有單片書之稱，現在已可達到64M位/片。
（3）功耗。集成電路的工作是要消耗能量的，這就產生了功耗。芯片功耗的大小影響片內溫度的高低，是提高集成度的一種製約因素，因為芯片內元件數目的增多會使功耗增加。
2.砷化镓集成電路
多年來人們一直繼續探求性能更好的器件，其中比較接近實用的是砷化镓1件。用砷化镓材料做成的電子器件約比矽材料快10倍，目前已有試驗樣品，一般預測以砷化镓為材料的超高速集成電路技術即將成熟，在本世紀結束時可望達到：10萬門/片，並進入實用階段。
3.超導器件
布雷恩·約瑟夫遜描述並解釋了超導體中細微氣隙兩端的電壓和通過的電流之間的現象與關係。他認為，當兩個超導體離得足夠近時，電流可以跨過它們之間的氣隙而流動。這種作用被稱為約瑟夫遜效應，這兩個距離極近的超導體之間構成一種約瑟夫遜結。以約瑟夫遜效應為基礎有可能產生一代高速的超導器件，稱為約瑟夫遜結器件，其速度比法器件快50倍，而耗電僅為矽器件的千分之一。現在已在特殊的工作環境中製成了樣品，預計它將成為計算機的基礎器件，屆時計算機的性能將比現在高得多。1987年，超導技術取得了重大突破，向接近普通溫度環境下實現超導的目標又邁進了一大步，超導計算機也將逐步成為現實。
4.光集成電路
有人認為，以半導體為基礎的微電子技術將在本世紀末接近極限，二十一世紀微電子技術的發展方向很可能是光集成技術，即光微電子技術。這種光集成電路正在研究之中，用它製作的光計算機已有樣品，這提供了相當誘人的前景。
5.生物微電子器件
一個極新的學科是生物微電子學。計算機的發展始終朝著一個最基本的方向，就是模擬人的大腦功能，向人腦靠近。我們現在的電子器件與腦細胞相距實在太遠，人類還隻能在宏觀功能上讓計算機模仿人腦的思維過程。但已在積極發展生物微電子學，著手研究所謂生物電子計算機。美國斯坦福大學的研究小組，將生物體的神經纖維植入桂芯片之中。日本的日立、富士通等八家公司正試驗用蛋白質製造能對光作出反應的元件，東京工業大學也正在研究將蛋白質、酵母素和半導體組合成生物體元件。美國貝爾科爾公司已經成功地將神經網絡裝配在芯片上，據稱這種芯片比普通計算機的運算速度要快10萬倍。
這種將生物技術和電子技術緊密結合起來的努力，必將創造出新的奇跡。
二、外圍設備
到目前為止，采用磁盤、磁帶這樣的磁表麵存儲器作為外存儲器，在一段時間內人們仍將致力於設法改善磁表麵存儲器的性能。例如改進磁記錄方式、采用垂直記錄，進一步改進磁盤製造工藝，使其從現在的溫徹斯特技術邁向新的一代磁盤技術等。同時光盤技術正趨於完善，現在不可改寫的追記型光盤已經達到實用，可改駕的光盤也已出現，光盤的記錄密度比磁盤高得多，因此可將存儲容量作得很大，但目前的水平下它的存取時間要比磁盤長些。
在打印設備方麵，激光打印機正在逐漸取代機械式的針式打印機。激光打印機速度快、字形美觀，現在用計算機與激光打印機組成的輕印刷係統正在改變傳統的印刷方式。
顯示設備方麵，在相當長的一段時間內仍以CRT顯示器為主流，並設法進一步提高分辨率。但是以電子射線為基礎的CRT顯示器體積較大，不易小型化。因此同時發展乎麵顯示器，目前以液晶顯示器為主。液晶顯示器可以做得很薄，可用於便攜式計算機及微型顯示裝置，但液晶顯示器的顯示質量現在還遠遜於CRT顯示器。除了常規外圍設備（外存、打印機、顯示器）外，各種智能輸入輸出設備正不斷湧現。
10.2體係結構
元器件的進步，固然是計算機係統性能提高的基礎，而體係結構改進也是極為重要的因素。從1976年到1985年，門電路的速度提高了約2.5倍，而係統的速度則提高了約10倍，這顯然是由於體係結構方麵作出了改進。
總的來講，先了提高計算機的處理速度，在體係結構方麵主要是提高並行處理能力。傳統的作法大致沿著兩個方向：一是采用流水線處理方式，在大型機中甚至采用多流水線結構，例如CYBER-205就采用四條流水線。流水線結構已經成熟，成為目前大型機的典型結構，並且已經應用於高檔微機之中，另一種道路，是采用多管理機單元的陣列結溝，典型的陣列機是由多個處理單元分工執行一個可並行處理的指令序列，所謂單指令流多數據流方式。在微機處理與微機係統飛速發展的今天，又出現一條在任務級出現並行處理的道路，即多機係統結構，它可以並行執行多個指令序列，處理各自的數據對象，所謂多指令流多數據流方式。多機係統在相互連接方法與控製方式上，具有更大的靈活性。
本節將介紹一些在體係結構方麵正在進行研究的課題，其中有的是拋棄傳統體製的大膽的觀念更新。
一、分布式計算機係統
在一定的器件水平條件下，單機的處理能力畢竟有一定的極限，因此人們想到利用多處理機構成一種分布式係統，實現任務的分布式處理。這類係統通常包含多個通用微型計算機，每台微機稱為一個節點，整個係統在一個分布式操作係統管理下，動態地將任務分配給各個處理機，各處理機之間可以通信並共享係統資源。雖然些分布式係統中，常分工由一個處理機負責資源管理，但原則上可由操作係統動態地指定任何一個處理機擔當這一任務，因此，係統中並無主從之分。這種分布式計算機係統一般具有下述特點：
（1）自治性。係統中的各個節點可以獨立的運行自己的指令序列。
（2）並行性。一個任務可在任務級上分配給各個節點並擰實現，換句話說，各處理機可以相互協作地完成一個總的任務。
（3）資源共享能力。原則上各節點可以共享係統中的資源，這些資源有的是分散於各個節點之中，有的是獨立於節點的公共資源。