第二十章 世界新格局-计算机的发明和应用（爆更）

一、计算机技术的发展自1946年世界上的第一台计算机ENIAC诞生以来，计算机技术获得了迅猛发展。根据计算机所用电子器件的不同，计算机已经历电子管、晶体管、集成电路、大规模及超大规模集成电路4个时代。1. 第一代代电子管计算机（1949——1958）其主要特点是：硬件方面，采用电子管作为基本逻辑电路元件，主存储器采用汞延迟线、磁鼓和磁芯，外存储器采用磁带；软件方面，只能使用机器语言和汇编语言，计算机体积庞大、功耗大、可靠性差、价格昂贵，应用以科学计算为主。2. 第二代晶体管计算机（1958——1964）其主要特点是：硬件方面，采用晶体管作为基本逻辑电路元件，主存储器主要采用磁芯，外存储器开始采用磁盘；软件有了很大的发展，出现了各种各样的高级语言及其编译程序，还出现了以批处理为主的操作系统；计算机的以及大大缩小，耗电减少，可靠性提高；应用以科学计算和各种事务处理为主，并开始用于工业控制。3. 第三代集成电路计算机（1964——1971）其主要特点是：硬件方面，计算机主要逻辑部件采用中、小规模集成电路，主存储器开始采用半导体存储器；软件方面，对计算机程序设计语言进行了标准化工作，并提出了结构化程序设计思想；计算机的体积进一步减小，运算速度、运算精度、存储容量及可靠性等主要性能指标大为改善；计算机的应用领域和普及程度有了迅速发展。4. 第四代大规模及超大规模集成电路计算机（自1971年开始）其主要特点是：硬件方面，计算机逻辑部件由大规模和超大规模集成电路组成，主存储器采用半导体存储器，计算机外围设备多样化，系列化。软件方面实现了软件固体技术出现了面向对象的计算机程序设计思想。在第四代计算机发展过程中，最重要的成就之一表现在微处理器的体积不断减小，集成度不断提高，运算速度越来越快，计算机逐渐向微型机方向发展，是计算机逐渐走向办公室，学校或普通家庭。小提示说到计算机的发展，就不能不提到美国科学家冯·诺依曼。20世纪30年代中期，冯·诺依曼提出了电子计算机存储程序的理论。直到今天，计算机内部依然采用这种机制，其特点是：计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。其中，输入设备用来输入原始数据和指令；控制器按用户给出的指令对计算机的其他部件发出各种控制信号；运算器用来对数据进行运算；存储器用来存储数据处理前和处后的结果；输出设备用来将计算结果输出。二、 计算机应用领域计算机问世之初，主要用于数值计算，“计算机”以因此得名。但随着计算机技术的发展，它的应用范围不断扩大，不在局限于数值计算而广泛地应用于数据处理、自动控制、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教学、人工智能、多媒体技术、计算机网络等领域。1. 科学计算科学计算又称数值计算，它是计算机最早的应用领域。科学计算是指计算机用于完成科学研究和工程技术中所提出的数学问题的计算。这类计算往往公式复杂，难度很大，因为一般计算工具或人力难以完成。例如，气象预报需要求解描述大气运动规律的微分方程。发射导弹需要计算导弹弹道曲线方程，这都需要通过计算机的高速而精确的计算才能完成。2. 数据处理数据处理是指在计算机上管理，加工各种数据资料，从而使人们获得更多有用信息的过程。例如企业管理、物资管理、报表统计、账目计算和信息情报检索等都是数据处理。3. 自动控制自动控制是指利用计算机对某一过程进行自动操作的行为。它不需要人工干预，能够按人预定的目标和状态进行过程控制，如无人驾驶飞机、导弹和人造卫星等。4. 计算机辅助系统计算机辅助系统包括计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助教学等。其中，计算机辅助设计（Computer-Aided Design, CAD）是指利用计算机来帮助设计人员进行工程设计。计算机辅助制造（Computer-Aided Manufacturing, CAM）是指利用计算机来进行生产设备的管理、控制和操作，它对提高产品质量、降低成本和缩短生产周期等起了积极的作用。计算机辅助教学（Computer-Assisted Instruction, CAI）是指利用计算机来辅助学生学习，它将教学内容、教学方法以及学生学习情况存储与计算机内，使学生能够从CAI系统中学到所需要的知识。5. 人工智能人工智能（Artificial Intelligence, AI）是指让计算机模拟人类的某些智力行为。例如，可以用计算机模拟人脑的部分功能进行思维、学习、推理、联想和决策，使计算机具有一定的“思维能力”.6. 多媒体应用多媒体（Multimedia）是文本、动画、图形、图像、音频和视频等各种媒体的组合物。近些年来，多媒体技术广泛应用于各行各业以及家庭娱乐等。7. 计算机网络计算机网络是现代计算机技术与通信技术高度发展和密切结合的产物，它利用通信设备和线路将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互连起来，实现网络中资源共享和信息传递。例如，全世界最大的计算机网络Internet （因特网）将整个地球变成了一个小小的村落，人们可以方便地在网上查询信息、下载资源、通信、学习、娱乐和买卖东西等。