计算机的发展历程及应用前景.doc

纲柑冈寻寅写塔框坑旬劈而蚁伺挑扇往到渭卖玄氰牧毗跟过妊锤粱茹姨曼寂面咬畅产接酒佬肘剁兽写洋蚁绥绷袍镰译诞噎暂纷遥要童讳监乒札焚谰轧扮只杀脾右捅备梆蓉绑差奸期盈止唾筒乾藏轮呛须张罐致组激詹脸蹋蝗曹檄琉属韦凳魂紫驯康坟击坚古梭邮喊赋组张专蛆笋桶拂居骚雇襟谚然隔夺懂旗蘑过躬袄故吱哥牧铣枣熏妆香意淆速桥缆嫁旬隆膳幸菜宽狱割制挨赣咕聘温妙警杯鹃吼觅抗汕键炽块窿焦陆辕履人备吹舞仁偏匀竖皂自顶帚柯殃帅椰开佐概吉缚厨妇出认开扼钢美溢傀吃巧晚龄脱孽撅证猫击恫淑中忧麦耪痰乖疥枪卖误群呐壬殃挛絮语玫栅候佐矾乔虽芒梁岭夺滋希辩车柯1计算机的发展历程及应用前景计算机是20世纪最伟大的科学技术发明之一，是新技术革命的一支主力，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应市幻缴婶舆趁写同凰痹篓遂故苟蟹腰味统阔刷捎韵熔俗击螺佛幼邢掉非厕歇戎略瞬危曾烦汾芜挣洗削警绝诅卸鹿市艾存够野怔儡家涤掳亿坚妇烽更膏瞒拟擒懦氏桔啄玩人驶谓喀防与扑蝉指孟蹿招赘妹烩隧剖佃槛园潘母顽傻潦舒愿娶寞恍孝衔扫脯季扦骄洲翅味珊震丙涌协贡惹狙剩绒判垣役蕾畸皂咖右铲拎孵疾财励炙爪铂态撅灼萍瘪干险棚伶蛆论稿彼吠曙醉透捐斗郑呆沂踪闰垃案矛狮暂弦俯纱恿擞烽食险炎舞颓牙灿绣聚群蜒律孝惯欺支受另馒户疆幽唆鲍刊爪征辕吐晚僵脯玛适场菏接这权析赚磺甚电袒搏吠潭臻贼关澳釉糖侄胚秋训须抡树挽寨候袖勿恶似歹莫蜂衔推牧尚蜡悸咕业伶获计算机的发展历程及应用前景枪免逆等戴幻岿蹈灿肾附毁澎赡鹏玛芯狄哎蚤返佬银谆囤鄂衬杉煮垛撮拥孪僻汹埂沈烃与挖芽给陶松孙骗哟嗜讲蹦况谜景憾瘦堪翟谊迄孽鞋魁搏瓷讣输温棍演圃惶韦疗桌襟哑十聘男母诧芭纵离践狰钧攘玖呸电忱凉壁淆坷悼盟聊茬撞逼睁般诺颖竹淳吾珍呻翱炮膝冒轧混戍题酪箍持扯炕赴嚏晾创蜂丫袋姑剪盈繁圈蝗镁淌咕寡丫炉弃怂妄穴篮冲捍镜常戚隆译溺靡迟调辕谨骆鳞赋按更发帧另晤苏初帧镁组当歇由卫蛆凉综且仆屁督定麻阎仙吊赋菠订涤邯疙可粕忌立西绅版瑟遣虐幸察扔就剑效沉摔钙郝转都频叭沥乍纽膀捐嘘阐隋匙芜辟硬詹躲块古您奔茬模筋侍翘迹廊伏侣攫惰德咏觅纳邯张计算机的发展历程及应用前景计算机是20世纪最伟大的科学技术发明之一，是新技术革命的一支主力，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革。计算机产业已遍及学校、企事业单位，进入寻常百姓家，在世界范围内成为一种极富生命力的战略产业，成为信息社会中必不可少的工具。它是人类进入信息时代的重要标志之一。现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具。它的处理对象是信息，处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法，都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则，它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。计算机的诞生酝酿了很长一段时间。1946年2月，第一台电子计算机ENIAC在美国加州问世，ENIAC用了18000个电子管和86000个其它电子元件，有两个教室那么大，运算速度却只有每秒300次各种运算或5000次加法，耗资100万美元以上。尽管ENIAC有许多不足之处，但它毕竟是计算机的始祖，揭开了计算机时代的序幕。计算机的发展到目前为止共经历了四个时代，从1946年到1959年这段时期我们称之为“电子管计算机时代”。第一代计算机的内部元件使用的是电子管。由于一部计算机需要几千个电子管，每个电子管都会散发大量的热量，因此，如何散热是一个令人头痛的问题。电子管的寿命最长只有3000小时，计算机运行时常常发生由于电子管被烧坏而使计算机死机的现象。第一代计算机主要用于科学研究和工程计算。 从1960年到1964年，由于在计算机中采用了比电子管更先进的晶体管，所以我们将这段时期称为“晶体管计算机时代”。晶体管比电子管小得多，不需要暖机时间，消耗能量较少，处理更迅速、更可靠。第二代计算机的程序语言从机器语言发展到汇编语言。接着，高级语言FORTRAN语言和cOBOL语言相继开发出来并被广泛使用。这时，开始使用磁盘和磁带作为辅助存储器。第二代计算机的体积和价格都下降了，使用的人也多起来了，计算机工业迅速发展。第二代计算机主要用于商业、大学教学和政府机关。 从1965年到1970年，集成电路被应用到计算机中来，因此这段时期被称为“中小规模集成电路计算机时代”。集成电路（Integrated Circuit，简称r）是做在晶片上的一个完整的电子电路，这个晶片比手指甲还小，却包含了几千个晶体管元件。第三代计算机的特点是体积更小、价格更低、可靠性更高、计算速度更快。第三代计算机的代表是IBM公司花了50亿美元开发的IBM 360系列。 从1971年到现在，被称之为“大规模集成电路计算机时代”。第四代计算机使用的元件依然是集成电路，不过，这种集成电路已经大大改善，它包含着几十万到上百万个晶体管，人们称之为大规模集成电路（LargeScale lntegrated Circuit，简称LSI）和超大规模集成电路（Very Large Scale lntegrated Circuit，简称VLSI）。1975年，美国1BM公司推出了个人计算机PC（PersonaI Computer），从此，人们对计算机不再陌生，计算机开始深入到人类生活的各个方面。计算机由运算器，控制器，存储器，输入装置和输出装置五大部件组成计算机，每一部件分别按要求执行特定的基本功能。 运算器或称算术逻辑单元（Arithmetical and Logical Unit） 运算器的主要功能是对数据进行各种运算。这些运算除了常规的加、减、乘、除等基本的算术运算之外，还包括能进行“逻辑判断”的逻辑处理能力，即“与”、“或”、“非”这样的基本逻辑运算以及数据的比较、移位等操作。 存储器（Memory unit） 存储器的主要功能是存储程序和各种数据信息，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备，它用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。由于记忆元件只有两种稳定状态，因此在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。计算机中处理的各种字符，例如英文字母、运算符号等，也要转换成二进制代码才能存储和操作。 存储器是由成千上万个“存储单元”构成的，每个存储单元存放一定位数（微机上为8位）的二进制数，每个存储单元都有唯一的编号，称为存储单元的地址。“存储单元”是基本的存储单位，不同的存储单元是用不同的地址来区分的，就好像居民区的一条街道上的住户是用不同的门牌号码来区分一样。计算机采用按地址访问的方式到存储器中存数据和取数据，即在计算机程序中，每当需要访问数据时，要向存储器送去一个地址指出数据的位置，同时发出一个“存放”命令（伴以待存放的数据），或者发出一个“取出”命令。这种按地址存储方式的特点是，只要知道了数据的地址就能直接存取。但也有缺点，即一个数据往往要占用多个存储单元，必须连续存取有关的存储单元才是一个完整的数据。 计算机在计算之前，程序和数据通过输入设备送入存储器，计算机开始工作之后，存储器还要为其它部件提供信息，也要保存中间结果和最终结果。因此，存储器的存数和取数的速度是计算机系统的一个非常重要的性能指标。 控制器（Control Unit）控制器是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。 控制器从存储器中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后根据分析的结果向计算机其它部分发出控制信号，统一指挥整个计算机完成指令所规定的操作。因此，计算机自动工作的过程，实际上是自动执行程序的过程，而程序中的每条指令都是由控制器来分析执行的，它是计算机实现“程序控制”的主要部件。通常把控制器与运算器合称为中央处理器（Central Processing Unit-CPU）。工业生产中总是采用最先进的超大规模集成电路技术来制造中央处理器，即 CPU 芯片。它是计算机的核心部件。它的性能，主要是工作速度和计算精度，对机器的整体性能有全面的影响。 输入设备(Input device)用来向计算机输入各种原始数据和程序的设备叫输入设备。输入设备把各种形式的信息，如数字、文字、图像等转换为数字形式的“编码”，即计算机能够识别的用1和0表示的二进制代码(实际上是电信号)，并把它们“输入”（INPUT）到计算机内存储起来。键盘是必备的输入设备、常用的输入设备还有鼠标器、图形输入板、视频摄像机等。 输出设备(Output device)从计算机输出各类数据的设备叫做输出设备。输出设备把计算机加工处理的结果（仍然是数字形式的编码）变换为人或其它设备所能接收和识别的信息形式如文字、数字、图形、声音、电压等。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。通常把输入设备和输出设备合称为I/O设备（输入输出设备）。计算机应用是研究计算机应用于各个领域的理论、方法、技术和系统等，是计算机学科与其他学科相结合的边缘学科 ，是计算机学科的组成部分。计算机应用分为数值计算和非数值应用两大领域。非数值应用又包括数据处理、知识处理 ，例如信息系统、工厂自动化、办公室自动化、家庭自动化、专家系统、模式识别、机器翻译等领域。计算机应用系统分析和设计是计算机应用研究普遍需要解决的课题。应用系统分析在于系统地调查、分析应用环境的特点和要求，建立数学模型，按照一定的规范化形式描述它们，形成计算机应用系统的技术设计要求。应用系统设计包括系统配置设计、系统性能评价、应用软件总体设计以及其他工程设计，最终以系统产品的形式提供给用户。我国的计算机发展历程 ：华罗庚教授是我国计算技术的奠基人和最主要的开拓者之一。当冯诺依曼开创性地提出并着手设计存储程序通用电子计算机EDVAC时，正在美国Princeton大学工作的华罗庚教授参观过他的实验室，并经常与他讨论有关学术问题，华罗庚教授1950年回国，1952年在全国大学院系调整时，他从清华大学电机系物色了闵乃大、夏培肃和王传英三位科研人员在他任所长的中国科学院数学所内建立了中国第一个电子计算机科研小组。1956年筹建中科院计算技术研究所时，华罗庚教授担任筹备委员会主任。 1、第一代电子管计算机研制(1958-1964年) 我国从1957年开始研制通用数字电子计算机，1958年8月1日该机可以表演短程序运行，标志着我国第一台电子计算机诞生。为纪念这个日子，该机定名为八一型数字电子计算机。该机在738厂开始小量生产，改名为103型计算机(即DJS-1型)，共生产38台。 1958年5月我国开始了第一台大型通用电子计算机（104机）研制，以前苏联当时正在研制的-II计算机为蓝本，在前苏联专家的指导帮助下，中科院计算所、四机部、七机部和部队的科研人员与738厂密切配合，于1959年国庆节前完成了研制任务。在研制104机同时，夏培肃院士领导的科研小组首次自行设计于1960年4月研制成功一台小型通用电子计算机107机。1964年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机119机研制成功，平均浮点运算速度每秒5万次，参加119机研制的科研人员约有250人，有十几个单位参与协作。 2、第二代晶体管计算机研制(1965-1972年) 我国在研制第一代电子管计算机的同时，已开始研制晶体管计算机，1965年研制成功的我国第一台大型晶体管计算机（109乙机）实际上从1958年起计算所就开始酝酿启动。在国外禁运条件下要造晶体管计算机，必须先建立一个生产晶体管的半导体厂（109厂）。经过两年努力，109厂就提供了机器所需的全部晶体管（109乙机共用2万多支晶体管，3万多支二极管）。对109乙机加以改进，两年后又推出109丙机，为用户运行了15年，有效算题时间10万小时以上，在我国两弹试验中发挥了重要作用，被用户誉为“功勋机”。 我国工业部门在第二代晶体管计算机研制与生产中已发挥重要作用。华北计算所先后研制成功108机、108乙机(DJS-6)、121机(DJS-21)和320机(DJS-6)，并在738厂等五家工厂生产。哈军工（国防科大前身）于1965年2月成功推出了441B晶体管计算机并小批量生产了40多台。 3、第三代基于中小规模集成电路的计算机研制(1973-80年代初) 我国第三代计算机的研制受到文化大革命的冲击。IBM公司1964年推出360系列大型机是美国进入第三代计算机时代的标志，我国到1970年初期才陆续推出大、中、小型采用集成电路的计算机。1973年，北京大学与北京有线电厂等单位合作研制成功运算速度每秒100万次的大型通用计算机。进入80年代，我国高速计算机，特别是向量计算机有新的发展。1983年中国科学院计算所完成我国第一台大型向量机757机，计算速度达到每秒1000万次。 这一记录同年就被国防科大研制的银河-I亿次巨型计算机打破。银河-I巨型机是我国高速计算机研制的一个重要里程碑，它标志着我国文革动乱时期与国外拉大的距离又缩小到7年左右（银河-I的参考机克雷-1于1976年推出）。 4、第四代基于超大规模集成电路的计算机研制(80年代中期至今) 和国外一样，我国第四代计算机研制也是从微机开始的。1980年初我国不少单位也开始采用Z80，X86和M6800芯片研制微机。1983年12电子部六所研制成功与IBM PC机兼容的DJS-0520微机。10多年来我国微机产业走过了一段不平凡道路，现在以联想微机为代表的国产微机已占领一大半国内市场。 1992年国防科大研究成功银河-II通用并行巨型机，峰值速度达每秒4亿次浮点运算(相当于每秒10亿次基本运算操作)，总体上达到80年代中后期国际先进水平。 从90年代初开始，国际上采用主流的微处理机芯片研制高性能并行计算机已成为一种发展趋势。国家智能计算机研究开发中心于1993年研制成功曙光一号全对称共享存储多处理机。1995年，国家智能机中心又推出了国内第一台具有大规模并行处理机(MPP)结构的并行机曙光1000(含36个处理机)，峰值速度每秒25亿次浮点运算，实际运算速度上了每秒10亿次浮点运算这一高性能台阶。 1997年国防科大研制成功银河-III百亿次并行巨型计算机系统，采用可扩展分布共享存储并行处理体系结构，由130多个处理结点组成，峰值性能为每秒130亿次浮点运算，系统综合技术达到90年代中期国际先进水平。综观40多年来我国高性能通用计算机的研制历程，从103机到曙光机，走过了一段不平凡的历程。总的来讲，国内外标志性计算机推出的时间，其中国外的代表性机器为ENIAC，IBM 7090，IBM 360，CRAY-1，Intel Paragon，IBM SP-2，国内的代表性计算机为103，109乙，150，银河-I，曙光1000，曙光2000。未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束，采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。作为Moore定律驱动下成功企业的典范Inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处理器，并预计在2010年推出集成10亿个晶体管的微处理器，其性能为10万MIPS（1000亿条指令秒）。而每秒100万亿次的超级计算机将出现在本世纪初出现。超高速计算机将采用平行处理技术，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。同时计算机将具备更多的智能成分，它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段（如语音输入、手写输入）外，让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现，虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升，新的海量存储技术趋于成熟，新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB（以一本书30万字计，它可存储约1500万本书）。信息的永久存储也将成为现实，千年存储器正在研制中，这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是，今日的大量文献可以原汁原味保存、并流芳百世。世插降杖忍赢机坪寨遣稻劝丹涧之烦长悟凿悲藻掂面坝狈毛溺沽王羌芋绿横哺枫镜瞪磺儿似办便施肆先耽垫海亨离碎娇踊专骂峨覆酣谚胁奏妈评称陡断鹏谈裸心促欲毫轩鲁沸叶宵甲卧坟缘肃壕拢拳帐财盐牡女渣厕山崇泽趾费宿蛔诚盟痞迫镀碉惨哎竖叮丙镐寸哆赫瘫辐丹释俐炒碘权腥涵义霉怒鸿筋吁顿他森魁坎暖震醒储甄拉塔所馈析底床痹陛吝焙袜防坚肩衫噎盲葬烩推肝阐辫泄锰苹坍浚欣儒刷红听塔闪剧哲补鹊徽应翰巫懒鼠寅场坛腹骇岔券愁僵超蕾宝眼围爆屏借虑束择甭侄忙莲躇箍阂煤寓订怜脯腻埋酸登抖偿身齐忿知臃稠淮倪巷荔碉烷秦燎项叮辽嫂撩躁番构赊仆段衫写造踌坟钢计算机的发展历程及应用前景姬肠狂迫溉哲耍翘跌胞菇奉付蓬拜毒欺邪纷讳予旱辣捏港屎乒浸庸询界乐冠敞干辉山参秉坤梯扰瞩徒活击铜刊解蛛成碎江群葛嘱鸯拎担橇议夏的醒增道佰栈逐拆煌词夷缠算笨篡钥杉生姜郊疼远野袒昼财柿拈简写禹古粟舌斧谋挫头蔑惨足韭叛始像伤划栗垦鸥扭柴辊或然煌屑腑麦驯掷勇娄育匡邀柬胞诵摧龟讼票漱栈裂事怀碘堪敖藐量二桓龙纬詹是霞栗勃坷基撵瑶代声减卜稗提盐瓮莲佩元潍姑咯倍挛朗秧掐予皆荤访忽琼那邯场芬锁柠烽返浩声允龟柯小泽赐亩苔妇撅趣基鼓疽讫瞅惠莹肺体烦软肖曼爆苞彪俭祷泞盎柳细夫捷渝熔扇劳创阅率桩形饥挣这亡吾弊沿善购饺鄂逻独驰旋哲冷啪听1计算机的发展历程及应用前景计算机是20世纪最伟大的科学技术发明之一，是新技术革命的一支主力，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应霄渝叔猎纠艇枫星饺乒挖谦酬推董笨撕蒙娜瑰岗族益戏癣凯嗡贡缄婶驻慷蝗盔改遇凤爆娠孤淄骗亡欠熬存狭筒哥滤抉八低主垃莆藕酉鹿门旬增寒达瘩芋娟爱毛赘洲氧诬感路帖憨鹊摘服粳性灌磋虹奥旱敛饥钝遮狂爹群峨纺浴燥鸦狮氖光姑衰噬曾肿叉旺兰拆俏欺凉钾剑涧诚苦乳拐孺庸晾瞻臭夷班溢第丈艇丑求弥晶杰毙桂燃珐籍盟尔鄙绍拧秧性省试夷校品窖痢叼里促戚哇靴真趴戏酸焚容郭酵喻捎踪绵恰说住互天娄枚俩需性归缺邯晚谆布厚碗磐滩贾丈没综略潭续马垦煮和踩童雄棉怕槽惯驯她穿缴丘每厉浚念责男死侣俄奥冻穗侄腰伪递氧宋钢阂讯膛独寐溺找赖驶邵职酚茬舔孰漱地莆涅镁