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1、计算机的发展历史以及当前最新发展 1.背景如今，计算机已经进入了千家万户，改变了人们的生活，随着科技的快速增长，计算机离我们的学习、工作、生活越来越近，甚至密不可分。计算机可以帮助我们完成更为复杂的算法和工作，简化工作流程，达到节省工作时间的目的。在广告公司，航空公司，农业生产公司，艺术，导航设备，书店，化工，通信，计算机，咨询，娱乐，财贸，各类商店，旅馆等等100多类业务中都有计算机的影子，它覆盖了社会生活的方方面面，构成了一个信息社会的缩影。同时，计算机的应用行业渗透到了各个领域，从学术研究到股票交易、从学校教育到娱乐游戏、从联机信息检索到在线居家购物等。计算机市场具有巨大的发展潜力，未来
2、其应用将会涵盖从办公室共享信息到市场营销、服务等广泛领域。另外，计算机带来的电子贸易正改变着如今商业活动的传统模式，其提供的方便而广泛的互连一定会对未来社会生活的各个方面带来显著的影响。计算机网络有非常多的功能，如可以进行数据通信、资源共享等。下面简单地介绍一下它的主要功能。 (1). 数据通信数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机间的数据传输，是计算机网络的最基本的功能，也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。 (2). 资源共享实现计算机网络的主要目的是共享资源。一般情况下，网络中可共享的资源有硬件资源、软件资源和数据资源，其中共享数据资源最为重要。 (3). 远程传
3、输计算机已经由科学计算向数据处理方面发展，由单机向网络方面发展，且发展的速度很快。分布在很远的用户可以互相传输数据信息，互相交流，协同工作。 (4). 集中管理计算机网络技术的发展和应用，已使得现代办公、经营管理等发生了很大的变化。目前，已经有了许多MIS系统、OA系统等，通过这些系统可以实现日常工作的集中管理，提高工作效率，增加经济效益。计算机最主要的应用是科学计算和数据处理两大方面，另外还有自动控制、人工智能等等。总结起来就是通信和资源共享。 正因为计算机网络有这么多的好处，才会有越来越多的人迷上了网络，迷上了计算机，计算机还有非常多的特点，总结起来，共五点：1. 运算速度快计算机的运算速
4、度（也称处理速度）用MIPS来衡量。现代的计算机运算速度在几十MIPS以上，巨型计算机的速度可达到千万个MIPS。计算机如此高的运算速度是其他任何计算工具无法比拟的，它使得过去需要几年甚至几十年才能完成的复杂运算任务，现在只需几天、几小时、甚至更短的时间就可完成。这正是计算机被广泛使用的主要原因之一。2. 计算精度高一般来说，现在的计算机有几十位有效数字，而且理论上还可更高。因为数在计算机内部是用二进制数编码的，数的精度主要由这个数的二进制码的位数决定，可以通过增加数的二进制位数来提高精度，位数越多精度就越高。3. 记忆力强计算机的存储器类似于人的大脑，可以“记忆”（存储）大量的数据和计算机程
5、序而不丢失，在计算的同时，还可把中间结果存储起来，供以后使用。4. 具有逻辑判断能力计算机在程序的执行过程中，会根据上一步的执行结果，运用逻辑判断方法自动确定下一步的执行命令。正是因为计算机具有这种逻辑判断能力，使得计算机不仅能解决数值计算问题，而且能解决非数值计算问题，比如信息检索、图像识别等。5. 可靠性高、通用性强由于采用了大规模和超大规模集成电路，现在的计算机具有非常高的可靠性。现代计算机不仅可以用于数值计算，还可以用于数据处理、工业控制、辅助设计、辅助制造和办公自动化等，具有很强的通用性。 计算机用途非常广泛，在上面计算机网络的作用中提到了一些它的应用，接下来归纳它如此受欢迎的原因，
6、总的来说也有五点：1. 数值计算 数值计算即科学计算。数值计算是指应用计算机处理科学研究和工程技术中所遇到的数学计算。应用计算机进行科学计算,如卫星运行轨迹,水坝应力,气象预报,油田布局,潮汐规律等等,可为问题求解带来质的进展,使往往需要几百名专家几周、几月甚至几年才能完成的计算,只要几分钟就可得到正确结果。2. 信息处理 信息处理是对原始数据进行收集、整理、分类、选择、存储、制表、检索、输出等的加工过程。信息处理是计算机应用的一个重要方面,涉及的范围和内容十分广泛。如自动阅卷、图书检索、财务管理、生产管理、医疗诊断、编辑排版、情报分析等等。3. 实时控制 实时控制是指及时搜集检测数据,按最佳
7、值对事物进程的调节控制,如工业生产的自动控制。利用计算机进行实时控制,既可提高自动化水平,保证产品质量,也可降低成本,减轻劳动强度。4. 辅助设计 计算机辅助设计为设计工作自动化提供了广阔的前景,受到了普遍的重视。利用计算机的制图功能,实现各种工程的设计工作,称为计算机辅助设计。即CAD。如桥梁设计、船舶设计、飞机设计、集成电路设计、计算机设计、服装设计等等。当前,人们已经把计算机辅助设计、辅助制造(CAM)和辅助测试(CAT)联系在一起,组成了设计、制造、测试的集成系统,形成了高度自动化的“无人”生产系统。5. 智能模拟 智能模拟亦称人工智能。利用计算机模拟人类智力活动,以替代人类部分脑力劳
8、动,这是一个很有发展前途的学科方向。第五代计算机的开发,将成为智能模拟研究成果的集中体现;具有一定“学习、推理和联想”能力的机器人的不断出现,正是智能模拟研究工作取得进展的标志。智能计算机作为人类智能的辅助工具,将被越来越多地用到人类社会的各个领域。计算机之所以有这么多的作用，与它自身的配件是离不开的，不论何种计算机，它们都是由硬件和软件所组成的。 硬件计算机系统中所使用的电子线路和物理设备，是看得见、摸得着的实体，如中央处理器（CPU）、存储器、外部设备（输入输出设备、IO设备）及总线等。个人电脑（PC：personalcomputer）的主要结构，主机：主板、CPU(中央处理器)、主要储存
9、器(内存)、扩充卡(显示卡、声卡、网卡等有些主板可以整合这些)、电源供应器、光驱、次要储存器(硬盘)外设：显示器、键盘、鼠标（音箱、摄像头，外置调制解调器MODEM等）。尽管计算机技术自20世纪40年代第一台电子通用计算机诞生以来以来有了令人目眩的飞速发展，但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构，即冯诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。存储程序结构间将一台计算机描述成四个主要部分：算术逻辑单元（ALU），控制电路，存储器，以及输入输出设备（I/O）。这些部件通过一组一组的排线连接（特别地，当一组线被用于多种不同意图的数据传输时又被称为总线），并且由一个时钟来驱动（当然某些其他事
10、件也可能驱动控制电路）。概念上讲，一部计算机的存储器可以被视为一组“细胞”单元。每一个“细胞”都有一个编号，称为地址；又都可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令（告诉计算机去做什么），也可以是数据（指令的处理对象）。原则上，每一个“细胞”都是可以存储二者之任一的。算术逻辑单元（ALU）可以被称作计算机的大脑。它可以做两类运算：第一类是算术运算，比如对两个数字进行加减法。算术运算部件的功能在ALU中是十分有限的，事实上，一些ALU根本不支持电路级的乘法和除法运算（由是使用者只能通过编程进行乘除法运算）。第二类是比较运算，即给定两个数，ALU对其进行比较以确定哪个更大一些。输入输出系统是
11、计算机从外部世界接收信息和向外部世界反馈运算结果的手段。对于一台标准的个人电脑，输入设备主要有键盘和鼠标，输出设备则是显示器，打印机以及其他许多后文将要讨论的可连接到计算机上的I/O设备。控制系统将以上计算机各部分联系起来。它的功能是从存储器和输入输出设备中读取指令和数据，对指令进行解码，并向ALU交付符合指令要求的正确输入，告知ALU对这些数据做哪些运算并将结果数据返回到何处。控制系统中一个重要组件就是一个用来保持跟踪当前指令所在地址的计数器。通常这个计数器随着指令的执行而累加，但有时如果指令指示进行跳转则不依此规则。20世纪80年代以来ALU和控制单元（二者合成中央处理器，CPU）逐渐被整
12、合到一块集成电路上，称作微处理器。这类计算机的工作模式十分直观：在一个时钟周期内，计算机先从存储器中获取指令和数据，然后执行指令，存储数据，再获取下一条指令。这个过程被反复执行，直至得到一个终止指令。由控制器解释，运算器执行的指令集是一个精心定义的数目十分有限的简单指令集合。一般可以分为四类：（1）、数据移动（如：将一个数值从存储单元A拷贝到存储单元B）（2）、数逻运算（如：计算存储单元A与存储单元B之和，结果返回存储单元C）（3）、条件验证（如：如果存储单元A内数值为100，则下一条指令地址为存储单元F）（4）、指令序列改易（如：下一条指令地址为存储单元F）指令如同数据一样在计算机内部是以二
13、进制来表示的。比如说，1011000就是一条Intelx86系列微处理器的拷贝指令代码。某一个计算机所支持的指令集就是该计算机的机器语言。因此，使用流行的机器语言将会使既成软件在一台新计算机上运行得更加容易。所以对于那些机型商业化软件开发的人来说，它们通常只会关注一种或几种不同的机器语言。更加强大的小型计算机，大型计算机和服务器可能会与上述计算机有所不同。它们通常将任务分担给不同的CPU来执行。今天，微处理器和多核个人电脑也在朝这个方向发展。超级计算机通常有着与基本的存储程序计算机显著区别的体系结构。它们通常有着数以千计的CPU，不过这些设计似乎只对特定任务有用。在各种计算机中，还有一些微控制
14、器采用令程序和数据分离的哈佛架构。存储器。主要功能是存放程序和数据，程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象。存储器是由存储体、地址译码器、读写控制电路、地址总线和数据总线组成。能由中央处理器直接随机存取指令和数据的存储器称为主存储器，磁盘、磁带、光盘等大容量存储器称为外存储器（或辅助存储器）。由主存储器、外部存储器和相应的软件，组成计算机的存储系统。中央处理器的主要功能是按存在存储器内的程序，逐条地执行程序所指定的操作。中央处理器的主要组成部分是：数据寄存器、指令寄存器、指令译码器、算术逻辑部件、操作控制器、程序计数器（指令地址计数器)、地址寄存器等。外部设备是用户与机器之间的桥梁。输
15、入设备的任务是把用户要求计算机处理的数据、字符、文字、图形和程序等各种形式的信息转换为计算机所能接受的编码形式存入到计算机内。输出设备的任务是把计算机的处理结果以用户需要的形式(如屏幕显示、文字打印、图形图表、语言音响等）输出。输入输出接口是外部设备与中央处理器之间的缓冲装置，负责电气性能的匹配和信息格式的转换。软件对能使计算机硬件系统顺利和有效工作的程序集合的总称。程序总是要通过某种物理介质来存储和表示的，它们是磁盘、磁带、程序纸、穿孔卡等，但软件并不是指这些物理介质，而是指那些看不见、摸不着的程序本身。可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄，有效的软件如同一个人的聪颖思维。计算机的软件系统可
16、分为系统软件和应用软件两部分。系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监视和服务。应用软件是指各个不同领域的用户为各自的需要而开发的各种应用程序。计算机软件系统包括：操作系统：系统软件的核心，它负责对计算机系统内各种软、硬资源的管理、控制和监视。数据库管理系统：负责对计算机系统内全部文件、资料和数据的管理和共享。编译系统：负责把用户用高级语言所编写的源程序编译成机器所能理解和执行的机器语言。网络系统：负责对计算机系统的网络资源进行组织和管理，使得在多立的计算机间能进行相互的资源共享和通信。标准程序库：按标准格式所编写的一些程序的集合，这些标准程序包括求解初等函数、线性方程组、常微分方程、数值积分等计算程序。服务性程序：也称实用程序。为增强计算机系统的服务功能而提供的各种程序，包括对用户程序的装置、连接、编辑、查错、纠错、诊断等功能。为
