淺談計算機的發(fā)展狀況

1、    淺談計算機的發(fā)展狀況    摘要：針對計算機現(xiàn)階段的發(fā)展，對計算機的運算速度快；計算精度高；具有“記憶”能力；具有邏輯判斷能力；具有在程序的控制下自動工作的能力；計算機輔助系統(tǒng)；過程控制；人工智能等特點進行闡述。關(guān)鍵詞：計算機；精度高；邏輯判斷計算機自上世紀以來發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟了，它已經(jīng)走進了我們的生活，走進了千家萬戶。那它是怎樣發(fā)展起來的？以及今后會發(fā)展到什么程度？它又有哪些特點？進入20世紀90年代以來，計算機技術(shù)作為科技的先導(dǎo)技術(shù)之一得到了飛躍發(fā)展，超級并行計算機技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)等相互滲透，改變了人們使用計

2、算機的方式，從而使計算機幾乎滲透到人類生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域，對工業(yè)和農(nóng)業(yè)都有極其重要的影響。計算機能在程序控制下自動連續(xù)地高速運算。由于采用存儲程序控制的方式，因此一旦輸入編制好的程序，啟動計算機后，就能自動地執(zhí)行下去直至完成任務(wù)。計算機采集檢測數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對控制對象的自動控調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)有效的控制。過程控制，所涉及的范圍廣，如工業(yè)，交通運輸?shù)淖詣涌刂?，對?dǎo)彈，人造衛(wèi)星，飛機的跟綜與控制，用計算機及時采集數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對控制對象進行自動控制或采用自動調(diào)節(jié)。利用計算機進行過程控制，不僅大大提高了控制的自動化水平，而且大大提高了控制的及時性和準確性。過程控制的特點是及時收集并檢測數(shù)據(jù)，按

3、最佳值調(diào)節(jié)控制對象。在電力、機械制造、化工、冶金、交通等部門采用過程控制，可以提高勞動生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、自動化水平和控制精確度，減少生產(chǎn)成本，減輕勞動強度。在軍事上，可使用計算機實時控制導(dǎo)彈根據(jù)目標的移動情況修正飛行姿態(tài)，以準確擊中目標。計算機內(nèi)部電路組成，可以高速準確地完成各種算術(shù)運算。當今計算機系統(tǒng)的運算速度已達到每秒萬億次，微機也可達每秒億次以上，使大量復(fù)雜的科學(xué)計算問題得以解決。例如：衛(wèi)星軌道的計算、大型水壩的計算、24小時天氣算需要幾年甚至幾十年，而在現(xiàn)代社會里，用計算機只需幾分鐘就可完成。計算機能以極快的速度進行計算。現(xiàn)在普通的微型計算機每秒可執(zhí)行幾十萬條指令，而巨型機則達到每秒

4、幾十億次甚至幾百億次。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機的運算速度還在提高。例如天氣預(yù)報，由于需要分析大量的氣象資料數(shù)據(jù)，單靠手工完成計算是不可能的，而用巨型計算機只需十幾分鐘就可以完成。計算機作為一種計算工具，科學(xué)計算是它最早的應(yīng)用領(lǐng)域，也是計算機最重要的應(yīng)用之一。在科學(xué)技術(shù)和工程設(shè)計中存在著大量的各類數(shù)字計算，如求解幾百乃至上千階的線性方程組、大型矩陣運算等。這些問題廣泛出現(xiàn)在導(dǎo)彈實驗、衛(wèi)星發(fā)射、災(zāi)情預(yù)測等領(lǐng)域，其特點是數(shù)據(jù)量大、計算工作復(fù)雜。在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、天文等眾多學(xué)科的科學(xué)研究中，經(jīng)常遇到許多數(shù)學(xué)問題，這些問題用傳統(tǒng)的計算工具是難以完成的，有時人工計算需要幾個月、幾年，而且不能保證計算

5、準確，使用計算機則只需要幾天、幾小時甚至幾分鐘就可以精確地解決。所以，計算機是發(fā)展現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)必不可少的重要工具。由于計算機采用高速電子器件，因此計算機能以極高的速度工作隨著科技發(fā)展，此速度仍在提高。計算機不僅能進行精確計算，還具有邏輯運算功能，能對信息進行比較和判斷。計算機能把參加運算的數(shù)據(jù)、程序以及中間結(jié)果和最后結(jié)果保存起來，并能根據(jù)判斷的結(jié)果自動執(zhí)行下一條指令以供用戶隨時調(diào)用。電子計算機具有以往計算機無法比擬的計算精度，目前已達到小數(shù)點后上億位的精度。在科學(xué)的研究和工程設(shè)計中，對計算的結(jié)果精確度有很高的要求。一般的計算工具只能達到幾位數(shù)字，而計算機對數(shù)據(jù)處理結(jié)果精確度可達到十幾位、幾

6、十位有效數(shù)字，根據(jù)需要甚至可達到任意的精度。由于計算機采用二進制表示數(shù)據(jù)，因此其精確度主要取決于計算機的字長，字越長，有效位數(shù)越多，精確度也越高?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要高度精確的計算。計算機控制的導(dǎo)彈之所以能準確地擊中預(yù)定的目標，是與計算機的精確計算分不開的。一般計算機可以有十幾位甚至幾十位（二進制）有效數(shù)字，計算精度可由千分之幾到百萬分之幾，是任何計算工具所望塵莫及的。計算機內(nèi)部的存儲器具有記憶特性，可以存儲大量的信息，這些信息，不僅包括各類數(shù)據(jù)信息，還包括加工這些數(shù)據(jù)的程序。自動化程度高：由于計算機具有存儲記憶能力和邏輯判斷能力，所以人們可以將預(yù)先編好的程序組納入計算

7、機內(nèi)存，在程序控制下，計算機可以連續(xù)、自動地工作，不需要人的干預(yù)。信息處理又稱數(shù)據(jù)處理，它是指信息的收集、分類、整理、加工、存儲等一系列活動的總稱。所謂信息是指可被人類感受的聲音、圖像、文字、符號、語言等。是指對科研，生產(chǎn)，經(jīng)濟活動中的大量數(shù)據(jù)進行收集，存儲，加工，傳輸和輸出等活動的總稱。信息處理是目前計算機最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，這類處理也許并不復(fù)雜，但需用處理數(shù)據(jù)量卻非常大。人事管理，人口統(tǒng)計，倉庫管理，銀行業(yè)務(wù)，文獻檢索，預(yù)訂機票都屬于信息處理的問題，而各類為公室自動化，管理信息系統(tǒng)，專家系統(tǒng)則是用于信息處理的軟件，會計電算化屬于信息處理的應(yīng)用領(lǐng)域。數(shù)據(jù)處理還可以在計算機上加工那些非科技工程方

8、面的計算，管理和操縱任何形式的數(shù)據(jù)資料。其特點是要處理的原始數(shù)據(jù)量大，而運算比較簡單，有大量的邏輯與判斷運算。據(jù)統(tǒng)計，目前在計算機應(yīng)用中，數(shù)據(jù)處理所占的比重最大。其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，如人口統(tǒng)計、辦公自動化、企業(yè)管理、郵政業(yè)務(wù)、機票訂購、情報檢索、圖書管理、醫(yī)療診斷等人是有思維能力的。而思維能力本質(zhì)上是一種邏輯判斷能力。計算機借助于邏輯運算，可以進行邏輯判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果自動地確定下一步該做什么。計算機的存儲系統(tǒng)由內(nèi)存和外存組成，具有存儲和“記憶”大量信息的能力，現(xiàn)代計算機的內(nèi)存容量已達到上百兆甚至幾千兆，而外存也有驚人的容量。如今的計算機不僅具有運算能力，還具有邏輯判斷能力，可以使用其進行諸

9、如資料分類、情報檢索等具有邏輯加工性質(zhì)的工作。計算機把處理信息的過程表示為由許多指令按一定次序組成的程序。計算機具備預(yù)先存儲程序并按存儲的程序自動執(zhí)行而不需要人工干預(yù)的能力，因而自動化程度高。計算機的存儲器具有存儲、記憶大量信息的功能，這使計算機有了“記憶”的能力。目前計算機的存儲量已高達千兆乃至更高數(shù)量級的容量，并仍在提高，其具有“記憶”功能是與傳統(tǒng)計算機的一個重要區(qū)別。計算機不進具有基本的算術(shù)能力，還具有邏輯判斷能力，這使計算機能進行諸如資料分類、情報檢索等具有邏輯加工性質(zhì)的工作。這種能力是計算機處理邏輯推理的前提。endprint計算機輔助系統(tǒng)是指利用計算機來幫助人類完成一些相關(guān)的工作，

10、主要包括計算要輔助設(shè)計（cad），計算機輔助制造（cam），計算機輔助科教學(xué)（cai），計算機輔助工程（cae），等等。計算機輔助設(shè)計（computer aided design，cad）是指使用計算機的計算、邏輯判斷等功能，幫助人們進行產(chǎn)品和工程設(shè)計。它能使設(shè)計過程自動化，設(shè)計合理化、科學(xué)化、標準化，大大縮短設(shè)計周期，以增強產(chǎn)品在市場上的競爭力。cad技術(shù)已廣泛應(yīng)用于建筑工程設(shè)計、服裝設(shè)計、機械制造設(shè)計、船舶設(shè)計等行業(yè)。使用cad技術(shù)可以提高設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計自動化水平。例如，cad在航空，機械，建筑，服裝，電子，等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，從而提高設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期和提高設(shè)計的

11、自動化程度。計算機輔助制造（computer aided manufacturing，cam）是指利用計算機通過各種數(shù)值控制生產(chǎn)設(shè)備，完成產(chǎn)品的加工、裝配、檢測、包裝等生產(chǎn)過程的技術(shù)。將cad進一步集成形成了計算機集成制造系統(tǒng)cims，從而實現(xiàn)設(shè)計生產(chǎn)自動化。利用cam可提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和降低勞動強度。計算機輔助教學(xué)（computer aided instruction，cai）是指將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及學(xué)生的學(xué)習(xí)情況等存儲在計算機中，幫助學(xué)生輕松地學(xué)習(xí)所需要的知識。它在現(xiàn)代教育技術(shù)中起著相當重要的作用。除了上述計算機輔助技術(shù)外，還有其他的輔助功能，如計算機輔助出版、計算機輔助管理、輔

12、助繪制和輔助排版等。計算機人工智能（ai）是指利用計算機模擬人類的智能活動，使計算機具有判斷，理解，學(xué)習(xí)，問題求解的能力。目前人工智能的研究已取得一些成果，如在醫(yī)療診斷，文字翻譯，密碼分析，智能機器人等領(lǐng)域的應(yīng)用都有突破。機器人是人工智能技術(shù)的另一個重要應(yīng)用。目前，世界上有許多機器人工作在各種惡劣環(huán)境，如高溫、高輻射、劇毒等。機器人的應(yīng)用前景非常廣闊?，F(xiàn)在有很多國家正在研制機器人。人工智能（artificial intelligence，ai）是用計算機模擬人類的智能活動，如判斷、理解、學(xué)習(xí)、圖像識別、問題求解等。它涉及到計算機科學(xué)、信息論、仿生學(xué)、神經(jīng)學(xué)和心理學(xué)等諸多學(xué)科。在人工智能中，最具

13、代表性、應(yīng)用最成功的兩個領(lǐng)域是專家系統(tǒng)和機器人。計算機專家系統(tǒng)是一個具有大量專門知識的計算機程序系統(tǒng)。它總結(jié)了某個領(lǐng)域的專家知識構(gòu)建了知識庫。根據(jù)這些知識，系統(tǒng)可以對輸入的原始數(shù)據(jù)進行推理，做出判斷和決策，以回答用戶的咨詢，這是人工智能的一個成功的例子。微型計算機除了具有上述特點外，還具有體積小、重量輕、耗電少、維護方便、可靠性高、易操作、功能強、使用靈活、價格便宜等特點。計算機還能代替人做許多復(fù)雜繁重的工作。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電子計算機連續(xù)無故障運行時間可達到幾十萬小時以上，具有極高的可靠性。例如，安裝在宇宙飛船上的計算機可以連續(xù)幾年時間可靠地運行。計算機應(yīng)用在管理中也具有很高的可靠性，而人卻很容易因疲勞而出錯。另外，計算機對于不同的問題，只是執(zhí)行的程序不同，因而具有很強的穩(wěn)定性和通用性。用同一臺計算機能解決各種問題，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。綜上所述計算機的特點有：運算速度快；計算精度高；具有“記