計算機的發(fā)展史論文(2)
計算機的發(fā)展史論文篇二
《計算機發(fā)展的探討》
【摘要】科技是創(chuàng)造力，是社會變革的最終決定力量了?？茖W技術(shù)是擁有讓生產(chǎn)方式發(fā)生徹底變革的動力，計算機的誕生，使數(shù)字技術(shù)擴展到新的應用領(lǐng)域，適應人類進一步發(fā)展的需要。隨著計算機的飛速發(fā)展，變成所有學科走向定量化與精確化的紐帶。
【關(guān)鍵詞】集成電路;硬件;軟件;操作系統(tǒng);數(shù)據(jù)處理
一、計算機發(fā)展的四個階段
1.電子管數(shù)字計算機階段
20世紀40-50年代，是第一代電子管計算機。經(jīng)歷了電子管數(shù)字計算機、晶體管數(shù)字計算機、集成電路數(shù)字計算機和大規(guī)模集成電路數(shù)字計算機的發(fā)展歷程，其技術(shù)逐漸走向成熟。
2.晶體管數(shù)字計算機階段
20世紀60-70年代，是對大型主機進行的第一次“縮小化”，可以滿足中小企業(yè)事業(yè)單位的信息處理要求，成本較低，價格可被接受。
3.集成電路數(shù)字計算機階
20世紀70-80年代，是對大型主機進行的第二次“縮小化”，使得個人計算機得到了很大的普及。可靠性有了顯著提高，產(chǎn)品走向了通用化、系列化和標準化。
4.大規(guī)模集成電路計算機階段
隨著1964年IBM與美國航空公司建立了第一個全球聯(lián)機訂票系統(tǒng)，把美國當時2000多個訂票的終端用電話線連接在了一起，標志著計算機進入了客戶機/服務器階段，這種模式至今仍在大量使用。在客戶機/服務器網(wǎng)絡中，服務器是網(wǎng)絡的核心，而客戶機是網(wǎng)絡的基礎(chǔ)，客戶機依靠服務器獲得所需要的網(wǎng)絡資源，而服務器為客戶機提供網(wǎng)絡必須的資源。C/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是能充分發(fā)揮客戶端PC的處理能力，很多工作可以在客戶端處理后再提交給服務器，大大減輕了服務器的壓力。
5.Internet階段
也稱互聯(lián)網(wǎng)、因特網(wǎng)、網(wǎng)際網(wǎng)階段。互聯(lián)網(wǎng)即廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)及單機按照一定的通訊協(xié)議組成的國際計算機網(wǎng)絡?；ヂ?lián)網(wǎng)始于1969年，是在ARPA(美國國防部研究計劃署)制定的協(xié)定下將美國西南部的大學(UCLA(加利福尼亞大學洛杉磯分校)、Stanford Research Institute(史坦福大學研究學院)、UCSB(加利福尼亞大學)和University of Utah(猶他州大學))的四臺主要的計算機連接起來。此后經(jīng)歷了文本到圖片，到現(xiàn)在語音、視頻等階段，寬帶越來越快，功能越來越強。
6.云計算時代
從2008年起，云計算(Cloud Computing)概念逐漸流行起來，它正在成為一個通俗和大眾化(Popular)的詞語。云計算被視為“革命性的計算模型”，因為它使得超級計算能力通過互聯(lián)網(wǎng)自由流通成為了可能。企業(yè)與個人用戶無需再投入昂貴的硬件購置成本，只需要通過互聯(lián)網(wǎng)來購買租賃計算力，用戶只用為自己需要的功能付錢，同時消除傳統(tǒng)軟件在硬件，軟件，專業(yè)技能方面的花費。云計算讓用戶脫離技術(shù)與部署上的復雜性而獲得應用。云計算囊括了開發(fā)、架構(gòu)、負載平衡和商業(yè)模式等，是軟件業(yè)的未來模式。它基于Web的服務，也是以互聯(lián)網(wǎng)為中心。
二、計算機的基本組成
計算機系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。
硬件由輸入設備，輸出設備，存儲器，運算器，控制器組成。輸入設備是指計算機從外部獲得信息的設備如鼠標，鍵盤，光筆，掃描儀，話筒，數(shù)碼相機，攝像頭，手寫板等。輸出設備是指把計算機處理信息的結(jié)果以人們能夠識別的形式表示出來的設備如顯示器，打印機，繪圖儀，音箱，投影儀等。存儲器如硬盤，光驅(qū)，U盤等。運算器是指機器內(nèi)部系統(tǒng)通過機器可識別的二維碼進行的算術(shù)運算和邏輯運算?？刂破魇侵笍拇鎯ζ髦腥〕鲋噶?，控制計算機各部分協(xié)調(diào)運行。而控制器和運算器整合在CPU中。
軟件的組成一般為程序和有關(guān)文檔資料的合稱。軟件可分系統(tǒng)軟件(使用和管理計算機的軟件)和應用軟件(專為某一應用編制的軟件)。常見的系統(tǒng)軟件有：操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和程序設計語言。常見的應用軟件有輔助教學軟件，輔助設計軟件，文字處理軟件，信息管理軟件和自動控制軟件。
三、計算機的工作原理
計算機基本工作原理遵循馮・諾依曼原理。世界上第一臺計算機基于馮・諾依曼原理，其基本思想是：存儲程序與程序控制。存儲程序是指人們必須事先把計算機的執(zhí)行步驟序列(即程序)及運行中所需的數(shù)據(jù)，通過一定方式輸入并存儲在計算機的存儲器中。程序控制是指計算機運行時能自動地逐一取出程序中一條條指令，加以分析并執(zhí)行規(guī)定的操作。到目前為止，盡管計算機發(fā)展了4代，但其基本工作原理仍然沒有改變。根據(jù)存儲程序和程序控制的概念，在計算機運行過程中，實際上有兩種信息在流動。一種是數(shù)據(jù)流，這包括原始數(shù)據(jù)和指令，它們在程序運行前已經(jīng)預先送至主存中，而且都是以二進制形式編碼的。在運行程序時數(shù)據(jù)被送往運算器參與運算，指令被送往控制器。另一種是控制信號，它是由控制器根據(jù)指令的內(nèi)容發(fā)出的，指揮計算機各部件執(zhí)行指令規(guī)定的各種操作或運算，并對執(zhí)行流程進行控制。這里的指令必須為該計算機能直接理解和執(zhí)行。
四、計算機的特點
1.運算速度快、精度高?，F(xiàn)代計算機每秒鐘可運行幾百萬條指令，數(shù)據(jù)處理的速度相當快，是其他任何工具無法比擬的。
2.具有存儲與記憶能力。計算機的存儲器類似于人的大腦，可以“記憶“(存儲)大量的數(shù)據(jù)和計算機程序。
3.具有邏輯判斷能力。具有可靠邏輯判斷能力是計算機能實現(xiàn)信息處理自動化的重要原因。能進行邏輯判斷，使計算機不僅能對數(shù)值數(shù)據(jù)進行計算，也能對非數(shù)值數(shù)據(jù)進行處理，使計算機能廣泛應用于非數(shù)值數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，如信息檢索、圖形識別以及各種多媒體應用等。
4.自動化程度高。利用計算機解決問題時，人們啟動計算機輸入編制好的程序以后，計算機可以自動執(zhí)行，一般不需要人直接干預運算、處理和控制過程。
五、計算機的應用領(lǐng)域
計算機的應用領(lǐng)域已滲透到社會的各行各業(yè)，正在改變著傳統(tǒng)的工作、學習和生活方式，推動著社會的發(fā)展。計算機的主要應用領(lǐng)域如下：
1.科學計算(或數(shù)值計算)
科學計算是指利用計算機來完成科學研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學問題的計算。在現(xiàn)代科學技術(shù)工作中，科學計算問題是大量的和復雜的。利用計算機的高速計算、大存儲容量和連續(xù)運算的能力，可以實現(xiàn)人工無法解決的各種科學計算問題。
2.數(shù)據(jù)處理(或信息處理)
數(shù)據(jù)處理是指對各種數(shù)據(jù)進行收集、存儲、整理、分類、統(tǒng)計、加工、利用、傳播等一系列活動的統(tǒng)稱。據(jù)統(tǒng)計，80%以上的計算機主要用于數(shù)據(jù)處理，這類工作量大面寬，決定了計算機應用的主導方向。
3.輔助技術(shù)(或計算機輔助設計與制造)
計算機輔助設計是利用計算機系統(tǒng)輔助設計人員進行工程或產(chǎn)品設計，以實現(xiàn)最佳設計效果的一種技術(shù)。它已廣泛地應用于飛機、汽車、機械、電子、建筑和輕工等領(lǐng)域。計算機輔助制造是利用計算機系統(tǒng)進行生產(chǎn)設備的管理、控制和操作的過程。使用CAM技術(shù)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率和改善勞動條件。計算機輔助教學是利用計算機系統(tǒng)使用課件來進行教學。課件可以用著作工具或高級語言來開發(fā)制作，它能引導學生循環(huán)漸進地學習，使學生輕松地從課件中學到所需要的知識。
4.人工智能(或智能模擬)
人工智能(Artificial Intelligence)是計算機模擬人類的智能活動，諸如感知、判斷、理解、學習、問題求解和圖像識別等。現(xiàn)在人工智能的研究已取得不少成果，有些已開始走向?qū)嵱秒A段。例如，能模擬高水平醫(yī)學專家進行疾病診療的專家系統(tǒng)，具有一定思維能力的智能機器人等等。
5.網(wǎng)絡應用
計算機技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合構(gòu)成了計算機網(wǎng)絡。計算機網(wǎng)絡的建立，不僅解決了一個單位、一個地區(qū)、一個國家中計算機與計算機之間的通訊，各種軟、硬件資源的共享，也大大促進了國際間的文字、圖像、視頻和聲音等各類數(shù)據(jù)的傳輸與處理。
六、計算機發(fā)展的未來展望
當今計算機科學發(fā)展趨勢，可以把它分為三維考慮。一維是是向”高”的方向。性能越來越高，速度越來越快，主要表現(xiàn)在計算機的主頻越來越高。而且計算機向高的方面發(fā)展不僅是芯片頻率的提高，而且是計算機整體性能的提高。
另一個方向就是向“廣”度方向發(fā)展。近年來更明顯的趨勢是網(wǎng)絡化與向各個領(lǐng)域的滲透。未來，計算機也會像現(xiàn)在的馬達一樣，存在于家中的各種電器中。你的筆記本，書籍都已電子化，包括未來的中小學教材，再過十幾、二十幾年，可能學生們上課用的不再是教科書，而只是一個筆記本大小的計算機，輔導書，練習題都在里面。不同的學生可以根據(jù)自己的需要方便地從中查到想要的資料。而且這些計算機與現(xiàn)在的手機合為一體，隨時隨地都可以上網(wǎng)，相互交流信息。
第三個方向是向”深”度方向發(fā)展，即向信息的智能化發(fā)展。網(wǎng)上有大量的信息，怎樣把這些浩如煙海的東西變成你想要的知識，這是計算科學的重要課題，同時人機界面更加友好。目前計算機”思維”的方式與人類思維方式有很大區(qū)別，人機之間的間隔還不小。人類還很難以自然的方式。隨著nternet的普及，普通老百姓使用計算機的需求日益增長，這種強烈需求將大大促進計算機智能化方向的研究。近幾年來計算機識別文字技術(shù)已有較大提高，21世紀將更加迅速的發(fā)展。
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