計(jì)算機(jī)的發(fā)展分類(lèi)與應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的發(fā)展，分類(lèi)與應(yīng)用院系：計(jì)科院專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)姓名：摘要：計(jì)算機(jī)的發(fā)展可以追碩到17世紀(jì)，可直到20世紀(jì)計(jì)算機(jī)才開(kāi)始飛速發(fā)展，之后計(jì)算機(jī)漸漸應(yīng)用在了各個(gè)領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)的發(fā)展，分類(lèi)與應(yīng)用。發(fā)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史眾所周知，在原始社會(huì)，人們通過(guò)鉆木取火而得到了火種，進(jìn)而漸漸征服了大自然。在1782年，英國(guó)人瓦特發(fā)明了蒸氣機(jī)，推動(dòng)了工業(yè)的發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)了蒸汽時(shí)代。在1879年10月21日，一個(gè)美國(guó)人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)，最終點(diǎn)亮了世界上第一盞有實(shí)用價(jià)值的電燈，給世界帶來(lái)了真正的光明，這個(gè)人就是我們耳熟能詳?shù)膼?ài)迪生。每一個(gè)重大的發(fā)明，對(duì)人類(lèi)的文明都起著巨大的推動(dòng)作用，計(jì)算機(jī)也不例外。電子計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)人類(lèi)最偉大，最卓越，最令世人矚目的技術(shù)發(fā)明之一。計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期階段，只是進(jìn)行的簡(jiǎn)單的運(yùn)算工作，慢慢的人們發(fā)現(xiàn)它在信息處理方面的優(yōu)越性。計(jì)算機(jī)使得人們對(duì)信息的獲取，存儲(chǔ)，處理，傳遞和利用都發(fā)生了質(zhì)的飛躍。就這樣我們進(jìn)入了一個(gè)信息時(shí)代。那么，今天我們又來(lái)學(xué)習(xí)一下計(jì)算機(jī)它獨(dú)有的發(fā)展史。法國(guó)人帕斯卡于17世紀(jì)制造出一種機(jī)械式加法機(jī)，它成為世界上第一臺(tái)機(jī)械式計(jì)算機(jī)。 德國(guó)人 萊布尼茲于1672年，發(fā)明了乘法計(jì)算機(jī)，他是受中國(guó)易經(jīng)八卦的影響最早提出二進(jìn)制運(yùn)算法則。他認(rèn)為中國(guó)的八卦是世界上最早的二進(jìn)制記數(shù)法，對(duì)200多年后計(jì)算機(jī)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。英國(guó)人查爾斯·巴貝奇研制出差分機(jī)和分析機(jī)，為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)思想的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。阿達(dá)是現(xiàn)代人工智能技術(shù)的開(kāi)拓者，1834年11月，阿達(dá)在一次宴會(huì)上遇到了一位對(duì)其一生產(chǎn)生重要影響的人——查爾斯·巴貝奇。此時(shí)的巴貝奇正在到處游說(shuō)他的計(jì)算機(jī)設(shè)想。當(dāng)時(shí)的人們很少有人理會(huì)他，以為他是在“癡人說(shuō)夢(mèng)”。但當(dāng)遇到阿達(dá)時(shí)，他也將自己的設(shè)想全盤(pán)托出，講給阿達(dá)聽(tīng)。此時(shí)的阿達(dá)只有18歲，但她聽(tīng)完他的設(shè)想并看了他的文稿后，徹底地領(lǐng)會(huì)了他的設(shè)想，并深深地為之陶醉。憑著她深厚的科學(xué)功底和豐富的想象力，她認(rèn)為這是一個(gè)偉大的設(shè)想，世界將因之而改變。隨后阿達(dá)設(shè)計(jì)圖被公認(rèn)為是世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)者。阿蘭.圖林被稱(chēng)為人工智能之父，1950年，他的一篇論文發(fā)表引來(lái)的驚雷，是在“第一代電腦”占統(tǒng)治地位的時(shí)代，這篇論文甚至可以作為“第五代腦”和“第六代電腦”的宣言書(shū)。從此，人們更愿意把阿蘭·圖林稱(chēng)作“人工智能之父”，后來(lái)人們紀(jì)念他的卓越貢獻(xiàn)，設(shè)立了計(jì)算機(jī)最高獎(jiǎng)，“圖林獎(jiǎng)”。馮.諾依曼被稱(chēng)為電子計(jì)算機(jī)之父和“博弈論之父”，他指出計(jì)算機(jī)是由五大部件組成：運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。還指出在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，機(jī)器能夠識(shí)別的是0，1表示的二進(jìn)制數(shù)。為研制電子數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)提供了基礎(chǔ)性的方案。為電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)1926年，美國(guó)人發(fā)明電子管，是電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)。 1936年，圖靈和諾依曼共同開(kāi)發(fā)出后來(lái)被稱(chēng)之為“馮諾依曼存儲(chǔ)器。 1946年2月15日，世界上第一臺(tái)電子數(shù)字式計(jì)算機(jī)在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)正是投入運(yùn)行。它的名字叫ENIAC（埃尼亞克）。是電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)的縮寫(xiě)。它使用了17468個(gè)真空電子管，耗電174千瓦，占地170平方米，重30噸，每秒進(jìn)行5000次的加法運(yùn)算。ENIAC的產(chǎn)生奠定了電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)，開(kāi)辟了一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的新紀(jì)元。有人將它稱(chēng)為人類(lèi)第三次產(chǎn)業(yè)革命開(kāi)始的標(biāo)志。根據(jù)計(jì)算機(jī)使用的電子器件，將計(jì)算機(jī)劃分為四個(gè)階段：第一代為電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代（1946～1958）基本元件為電子管內(nèi)存儲(chǔ)器為水銀延遲線外存儲(chǔ)器為磁鼓，紙帶，磁帶等，語(yǔ)言是二進(jìn)制的機(jī)器語(yǔ)言速度達(dá)到千次/秒～萬(wàn)次/秒特點(diǎn)是體大、速度慢、成本高、功耗大、可靠性低應(yīng)用在科學(xué)計(jì)算、軍事研究方面第二代：晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代（1958～1964）基本元件：晶體管，主存儲(chǔ)器：磁心，語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言，速度：一般為10萬(wàn)次/秒，特點(diǎn)：體積變小、速度加快、可靠性提高，主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制方面第三代：中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代（1965～1971）基本元件：中小規(guī)模集成電路（IC）語(yǔ)言：高級(jí)語(yǔ)言，速度：一般為幾百萬(wàn)次/秒特點(diǎn)：體積更小、速度更快、功耗更低、價(jià)格進(jìn)一步下降、可靠性相對(duì)提高，主要應(yīng)用在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域第四代：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代（1971～至今），基本元件：超大規(guī)模集成電路（VLSID）和極大規(guī)模集成電路（ULSID），存儲(chǔ)器：全部采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，語(yǔ)言：出現(xiàn)了C語(yǔ)言、Java等高級(jí)語(yǔ)言，速度：幾百萬(wàn)次/秒～幾億次/秒，特點(diǎn)：中央處理器高度集成化，體積更小，速度更快，性?xún)r(jià)比更高，主要應(yīng)用在廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，并且出現(xiàn)了微型機(jī)第五代就是我們熟悉的，特點(diǎn)：集成化程度更高，多媒體處理功能和網(wǎng)絡(luò)功能更加強(qiáng)大，存儲(chǔ)容量進(jìn)，一步提升。并出現(xiàn)了專(zhuān)家系統(tǒng)、語(yǔ)言采集與合成識(shí)別、自然語(yǔ)言的理解等新技術(shù)。目前尚沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家或國(guó)際組織頒布第五代計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)和樣機(jī)，但64位機(jī)已投入市場(chǎng)，2006年年初，微軟公司也將推出最新的操作系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)的發(fā)展是日新月異的，今后的計(jì)算機(jī)會(huì)朝著巨型化、微型化、多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等多方面發(fā)展。1 巨型化：高速度、高精度、大存儲(chǔ)量和超強(qiáng)功能2 微型化：體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低3 多媒體化：以圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等方式進(jìn)行人機(jī)交互4 網(wǎng)絡(luò)化：可組建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)軟、硬件與數(shù)據(jù)資源的共享和網(wǎng)絡(luò)通信5 智能化：1計(jì)算機(jī)科學(xué)及技術(shù)專(zhuān)業(yè)化、綜合化隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的不斷提升，使得計(jì)算機(jī)更為大眾化、綜合化，現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)應(yīng)用亦是十分專(zhuān)業(yè)。為了能夠滿(mǎn)足許多特殊專(zhuān)業(yè)人員的業(yè)務(wù)需求，則計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)化水平飛速提升，目前的計(jì)算機(jī)可為人們提供不同的服務(wù)。2.2計(jì)算機(jī)高層次著眼于計(jì)算機(jī)性能及其運(yùn)行速度而言，計(jì)算機(jī)主頻精密度已實(shí)現(xiàn)更高等級(jí)的發(fā)展。而英特爾公司目前已經(jīng)具備10億以上的晶體管處理其，于同個(gè)計(jì)算機(jī)中運(yùn)用成百上千的處理器，現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展下的許多國(guó)家最高級(jí)計(jì)算機(jī)均是并行處理來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的。此類(lèi)計(jì)算機(jī)運(yùn)行方式，使得計(jì)算機(jī)更高級(jí)，人們對(duì)此類(lèi)高等級(jí)的計(jì)算機(jī)運(yùn)行方式十分青睞。2.3計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)更廣泛隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，其已被廣泛應(yīng)用于各大行業(yè)、各個(gè)國(guó)家，可以稱(chēng)得上是無(wú)處不在的，近些年來(lái)的計(jì)算機(jī)逐漸滲透于多個(gè)領(lǐng)域，這時(shí)的計(jì)算機(jī)則有著更大程度的拓展。未來(lái)的每個(gè)家庭中都會(huì)有計(jì)算機(jī)，而人們的日常學(xué)習(xí)及工作均實(shí)現(xiàn)完全電子化，且計(jì)算機(jī)價(jià)格亦會(huì)逐漸降低，從而逐漸走進(jìn)尋常百姓家讓計(jì)算機(jī)模擬人的感覺(jué)、行為和思維方式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用著眼于計(jì)算機(jī)而言，其早期主要是服務(wù)于軍事的，早期的計(jì)算機(jī)體積極大，其實(shí)際應(yīng)用局限性極大。而計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)效率更高、且其體積很小，當(dāng)代人們使用的服務(wù)器、個(gè)人PC、筆記本電腦、平板電腦等，這些均是計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的體現(xiàn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)亦隨之出現(xiàn)。而信息網(wǎng)絡(luò)屬于一個(gè)十分龐大的社會(huì)性資源，人們可以采用各種終端來(lái)獲得所需的信息，終端系統(tǒng)會(huì)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)處理，最終盡數(shù)呈現(xiàn)。且互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度不斷提高，且其數(shù)據(jù)傳輸亦十分安全。而現(xiàn)代社會(huì)更強(qiáng)調(diào)云計(jì)算技術(shù)與云服務(wù)模式，這也是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展至這一階段的重要表現(xiàn)，本文對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了下述幾方面分析：3.1計(jì)算機(jī)硅芯片超高性能可以說(shuō)超高性能的計(jì)算機(jī)硅芯片決定著計(jì)算機(jī)的價(jià)值，硅技術(shù)的飛速發(fā)展，新計(jì)算機(jī)研究亦開(kāi)始定型，當(dāng)代的超高性能計(jì)算機(jī)包括量子計(jì)算機(jī)、分子計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)。而量子計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存量很大，其計(jì)算速度極快；分子計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存信息很多，且其運(yùn)算速度亦是非常快，體積要比普通計(jì)算機(jī)小，耗電量??；納米計(jì)算機(jī)價(jià)值很高，其體積小，且制造成本低，運(yùn)算速度極快，且儲(chǔ)存量亦大，若該項(xiàng)技術(shù)被真正落實(shí)，則會(huì)取代硅芯片計(jì)算機(jī)；光子計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度是較為客觀的，其主要是采用光子換掉電子，從而進(jìn)行數(shù)字計(jì)算，且不同數(shù)據(jù)采用不同長(zhǎng)度的波替換的，能夠處理極其復(fù)雜的數(shù)據(jù)。3.2計(jì)算機(jī)微型化早期的計(jì)算機(jī)就像是個(gè)龐然大物，各項(xiàng)基本功能的發(fā)揮均需寬大且龐大的體積而實(shí)現(xiàn)，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)體積不斷縮小，且其功能亦在不斷健全與完善，很小軟件的結(jié)合都可發(fā)揮及其強(qiáng)大的功能。微型化計(jì)算機(jī)可促使計(jì)算機(jī)逐漸滲透進(jìn)人們的各方面生活；計(jì)算機(jī)體積的縮小，人們可以自由攜帶，以便提升人們的生活水平。3.3光學(xué)計(jì)算機(jī)光學(xué)計(jì)算機(jī)強(qiáng)調(diào)的是以電子或者是電流促使計(jì)算機(jī)快速處理海量信息，它具有極高的運(yùn)算速度及耗電量極地的特點(diǎn)，其間不可缺少的器件就是空間調(diào)制器，用光內(nèi)連技術(shù)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存部分與運(yùn)算部門(mén)的鏈接，且其運(yùn)算部分是可以直接存取的。光的傳播速度極快，且光子計(jì)算機(jī)可以在室溫下使用，并且不容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。光學(xué)計(jì)算機(jī)的思想在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)方面取得了一系列的創(chuàng)新和突破，但在現(xiàn)階段，光學(xué)計(jì)算機(jī)仍處于研發(fā)階段。3.4計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代化電子技術(shù)發(fā)展飛速，網(wǎng)絡(luò)化早已打破了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，手機(jī)快速普及，且與人們現(xiàn)代化生活早已合二為一，使得人們的通信更便捷，且現(xiàn)代人的行蹤已經(jīng)不是秘密，電話(huà)聯(lián)系就可將人們變?yōu)樯鐣?huì)透明人。加上移動(dòng)商務(wù)與移動(dòng)辦公的涌現(xiàn)，人們傳統(tǒng)的生活、工作模式早已被打破，而各種移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用，使得人們的生活與通信變得更便捷。計(jì)算機(jī)的使用效用十分強(qiáng)大，并且在社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面都有廣泛的使用。根據(jù)不同的使用模式，計(jì)算機(jī)使用技術(shù)有數(shù)字計(jì)算領(lǐng)域和非數(shù)字計(jì)算領(lǐng)域兩大類(lèi)別。這兩大類(lèi)別相互之間雖然有相同的內(nèi)容，但也有其自己的特征。并且兩者在科學(xué)技術(shù)和進(jìn)行社會(huì)活動(dòng)方面具有重要的作用。在我國(guó)，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的使用范圍主要集中在軍事范圍，運(yùn)用面積比較狹窄，主要是進(jìn)行數(shù)值的計(jì)算。但是到20世紀(jì)50年代的時(shí)候，計(jì)算機(jī)的使用漸漸地從數(shù)值計(jì)算的范圍轉(zhuǎn)向非數(shù)值計(jì)算的范圍，把過(guò)去單純的軍事使用轉(zhuǎn)化為民事使用。從此以后越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)技術(shù)被運(yùn)用到企業(yè)的信息管理、工商業(yè)務(wù)的處理和信息資料的處理中。到20世紀(jì)70年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)己經(jīng)融入到社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。參考文獻(xiàn)：沈輝等.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程與實(shí)訓(xùn).第一版.北京：清華大學(xué)出版社，20024.褚建立等.計(jì)算