計(jì)算機(jī)的發(fā)展史論文(2)
計(jì)算機(jī)的發(fā)展史論文篇二
《計(jì)算機(jī)發(fā)展的探討》
【摘要】科技是創(chuàng)造力，是社會(huì)變革的最終決定力量了?？茖W(xué)技術(shù)是擁有讓生產(chǎn)方式發(fā)生徹底變革的動(dòng)力，計(jì)算機(jī)的誕生，使數(shù)字技術(shù)擴(kuò)展到新的應(yīng)用領(lǐng)域，適應(yīng)人類進(jìn)一步發(fā)展的需要。隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，變成所有學(xué)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(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段
1.電子管數(shù)字計(jì)算機(jī)階段
20世紀(jì)40-50年代，是第一代電子管計(jì)算機(jī)。經(jīng)歷了電子管數(shù)字計(jì)算機(jī)、晶體管數(shù)字計(jì)算機(jī)、集成電路數(shù)字計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程，其技術(shù)逐漸走向成熟。
2.晶體管數(shù)字計(jì)算機(jī)階段
20世紀(jì)60-70年代，是對(duì)大型主機(jī)進(jìn)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(jià)格可被接受。
3.集成電路數(shù)字計(jì)算機(jī)階
20世紀(jì)70-80年代，是對(duì)大型主機(jī)進(jìn)行的第二次“縮小化”，使得個(gè)人計(jì)算機(jī)得到了很大的普及?？煽啃杂辛孙@著提高，產(chǎn)品走向了通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。
4.大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)階段
隨著1964年IBM與美國(guó)航空公司建立了第一個(gè)全球聯(lián)機(jī)訂票系統(tǒng)，把美國(guó)當(dāng)時(shí)2000多個(gè)訂票的終端用電話線連接在了一起，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)進(jìn)入了客戶機(jī)/服務(wù)器階段，這種模式至今仍在大量使用。在客戶機(jī)/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的核心，而客戶機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，客戶機(jī)依靠服務(wù)器獲得所需要的網(wǎng)絡(luò)資源，而服務(wù)器為客戶機(jī)提供網(wǎng)絡(luò)必須的資源。C/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)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(wù)器，大大減輕了服務(wù)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?；ヂ?lián)網(wǎng)即廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)及單機(jī)按照一定的通訊協(xié)議組成的國(guó)際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。互聯(lián)網(wǎng)始于1969年，是在ARPA(美國(guó)國(guó)防部研究計(jì)劃署)制定的協(xié)定下將美國(guó)西南部的大學(xué)(UCLA(加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校)、Stanford Research Institute(史坦福大學(xué)研究學(xué)院)、UCSB(加利福尼亞大學(xué))和University of Utah(猶他州大學(xué)))的四臺(tái)主要的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)。此后經(jīng)歷了文本到圖片，到現(xiàn)在語(yǔ)音、視頻等階段，寬帶越來(lái)越快，功能越來(lái)越強(qiáng)。
6.云計(jì)算時(shí)代
從2008年起，云計(jì)算(Cloud Computing)概念逐漸流行起來(lái)，它正在成為一個(gè)通俗和大眾化(Popular)的詞語(yǔ)。云計(jì)算被視為“革命性的計(jì)算模型”，因?yàn)樗沟贸?jí)計(jì)算能力通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)自由流通成為了可能。企業(yè)與個(gè)人用戶無(wú)需再投入昂貴的硬件購(gòu)置成本，只需要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)購(gòu)買(mǎi)租賃計(jì)算力，用戶只用為自己需要的功能付錢(qián)，同時(shí)消除傳統(tǒng)軟件在硬件，軟件，專業(yè)技能方面的花費(fèi)。云計(jì)算讓用戶脫離技術(shù)與部署上的復(fù)雜性而獲得應(yīng)用。云計(jì)算囊括了開(kāi)發(fā)、架構(gòu)、負(fù)載平衡和商業(yè)模式等，是軟件業(yè)的未來(lái)模式。它基于Web的服務(wù)，也是以互聯(lián)網(wǎng)為中心。
二、計(jì)算機(jī)的基本組成
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。
硬件由輸入設(shè)備，輸出設(shè)備，存儲(chǔ)器，運(yùn)算器，控制器組成。輸入設(shè)備是指計(jì)算機(jī)從外部獲得信息的設(shè)備如鼠標(biāo)，鍵盤(pán)，光筆，掃描儀，話筒，數(shù)碼相機(jī)，攝像頭，手寫(xiě)板等。輸出設(shè)備是指把計(jì)算機(jī)處理信息的結(jié)果以人們能夠識(shí)別的形式表示出來(lái)的設(shè)備如顯示器，打印機(jī)，繪圖儀，音箱，投影儀等。存儲(chǔ)器如硬盤(pán)，光驅(qū)，U盤(pán)等。運(yùn)算器是指機(jī)器內(nèi)部系統(tǒng)通過(guò)機(jī)器可識(shí)別的二維碼進(jìn)行的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？刂破魇侵笍拇鎯?chǔ)器中取出指令，控制計(jì)算機(jī)各部分協(xié)調(diào)運(yùn)行。而控制器和運(yùn)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(jì)算機(jī)的軟件)和應(yīng)用軟件(專為某一應(yīng)用編制的軟件)。常見(jiàn)的系統(tǒng)軟件有：操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。常見(jiàn)的應(yīng)用軟件有輔助教學(xué)軟件，輔助設(shè)計(jì)軟件，文字處理軟件，信息管理軟件和自動(dòng)控制軟件。
三、計(jì)算機(jī)的工作原理
計(jì)算機(jī)基本工作原理遵循馮・諾依曼原理。世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)基于馮・諾依曼原理，其基本思想是：存儲(chǔ)程序與程序控制。存儲(chǔ)程序是指人們必須事先把計(jì)算機(jī)的執(zhí)行步驟序列(即程序)及運(yùn)行中所需的數(shù)據(jù)，通過(guò)一定方式輸入并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。程序控制是指計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)能自動(dòng)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(jì)算機(jī)發(fā)展了4代，但其基本工作原理仍然沒(méi)有改變。根據(jù)存儲(chǔ)程序和程序控制的概念，在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)際上有兩種信息在流動(dòng)。一種是數(shù)據(jù)流，這包括原始數(shù)據(jù)和指令，它們?cè)诔绦蜻\(yùn)行前已經(jīng)預(yù)先送至主存中，而且都是以二進(jìn)制形式編碼的。在運(yùn)行程序時(shí)數(shù)據(jù)被送往運(yùn)算器參與運(yùn)算，指令被送往控制器。另一種是控制信號(hào)，它是由控制器根據(jù)指令的內(nèi)容發(fā)出的，指揮計(jì)算機(jī)各部件執(zhí)行指令規(guī)定的各種操作或運(yùn)算，并對(duì)執(zhí)行流程進(jìn)行控制。這里的指令必須為該計(jì)算機(jī)能直接理解和執(zhí)行。
四、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)
1.運(yùn)算速度快、精度高?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)每秒鐘可運(yùn)行幾百萬(wàn)條指令，數(shù)據(jù)處理的速度相當(dāng)快，是其他任何工具無(wú)法比擬的。
2.具有存儲(chǔ)與記憶能力。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器類似于人的大腦，可以“記憶“(存儲(chǔ))大量的數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)程序。
3.具有邏輯判斷能力。具有可靠邏輯判斷能力是計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)信息處理自動(dòng)化的重要原因。能進(jìn)行邏輯判斷，使計(jì)算機(jī)不僅能對(duì)數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，也能對(duì)非數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使計(jì)算機(jī)能廣泛應(yīng)用于非數(shù)值數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，如信息檢索、圖形識(shí)別以及各種多媒體應(yīng)用等。
4.自動(dòng)化程度高。利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題時(shí)，人們啟動(dòng)計(jì)算機(jī)輸入編制好的程序以后，計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)執(zhí)行，一般不需要人直接干預(yù)運(yùn)算、處理和控制過(guò)程。
五、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域
計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已滲透到社會(huì)的各行各業(yè)，正在改變著傳統(tǒng)的工作、學(xué)習(xí)和生活方式，推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：
1.科學(xué)計(jì)算(或數(shù)值計(jì)算)
科學(xué)計(jì)算是指利用計(jì)算機(jī)來(lái)完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問(wèn)題的計(jì)算。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)工作中，科學(xué)計(jì)算問(wèn)題是大量的和復(fù)雜的。利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算、大存儲(chǔ)容量和連續(xù)運(yùn)算的能力，可以實(shí)現(xiàn)人工無(wú)法解決的各種科學(xué)計(jì)算問(wèn)題。
2.數(shù)據(jù)處理(或信息處理)
數(shù)據(jù)處理是指對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、整理、分類、統(tǒng)計(jì)、加工、利用、傳播等一系列活動(dòng)的統(tǒng)稱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，80%以上的計(jì)算機(jī)主要用于數(shù)據(jù)處理，這類工作量大面寬，決定了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主導(dǎo)方向。
3.輔助技術(shù)(或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)計(jì)效果的一種技術(shù)。它已廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、汽車(chē)、機(jī)械、電子、建筑和輕工等領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)輔助制造是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作的過(guò)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(dòng)條件。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用課件來(lái)進(jìn)行教學(xué)。課件可以用著作工具或高級(jí)語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)制作，它能引導(dǎo)學(xué)生循環(huán)漸進(jìn)地學(xué)習(xí)，使學(xué)生輕松地從課件中學(xué)到所需要的知識(shí)。
4.人工智能(或智能模擬)
人工智能(Artificial Intelligence)是計(jì)算機(jī)模擬人類的智能活動(dòng)，諸如感知、判斷、理解、學(xué)習(xí)、問(wèn)題求解和圖像識(shí)別等?，F(xiàn)在人工智能的研究已取得不少成果，有些已開(kāi)始走向?qū)嵱秒A段。例如，能模擬高水平醫(yī)學(xué)專家進(jìn)行疾病診療的專家系統(tǒng)，具有一定思維能力的智能機(jī)器人等等。
5.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，不僅解決了一個(gè)單位、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家中計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通訊，各種軟、硬件資源的共享，也大大促進(jìn)了國(guó)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(jì)算機(jī)發(fā)展的未來(lái)展望
當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)，可以把它分為三維考慮。一維是是向”高”的方向。性能越來(lái)越高，速度越來(lái)越快，主要表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的主頻越來(lái)越高。而且計(jì)算機(jī)向高的方面發(fā)展不僅是芯片頻率的提高，而且是計(jì)算機(jī)整體性能的提高。
另一個(gè)方向就是向“廣”度方向發(fā)展。近年來(lái)更明顯的趨勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)化與向各個(gè)領(lǐng)域的滲透。未來(lái)，計(jì)算機(jī)也會(huì)像現(xiàn)在的馬達(dá)一樣，存在于家中的各種電器中。你的筆記本，書(shū)籍都已電子化，包括未來(lái)的中小學(xué)教材，再過(guò)十幾、二十幾年，可能學(xué)生們上課用的不再是教科書(shū)，而只是一個(gè)筆記本大小的計(jì)算機(jī)，輔導(dǎo)書(shū)，練習(xí)題都在里面。不同的學(xué)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(jì)算機(jī)與現(xiàn)在的手機(jī)合為一體，隨時(shí)隨地都可以上網(wǎng)，相互交流信息。
第三個(gè)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(shí)，這是計(jì)算科學(xué)的重要課題，同時(shí)人機(jī)界面更加友好。目前計(jì)算機(jī)”思維”的方式與人類思維方式有很大區(qū)別，人機(jī)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(jì)算機(jī)的需求日益增長(zhǎng)，這種強(qiáng)烈需求將大大促進(jìn)計(jì)算機(jī)智能化方向的研究。近幾年來(lái)計(jì)算機(jī)識(shí)別文字技術(shù)已有較大提高，21世紀(jì)將更加迅速的發(fā)展。
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