技术进步
1、硬件技术
随着技术的不断发展,计算机硬件性能得到了极大的提升。从最初的电子管、晶体管到集成电路,再到当前的纳米级芯片,计算机硬件的体积不断缩小,而性能和速度却在不断提升。
2、软件技术
软件技术是计算机科技发展的另一个重要方面。从早期的批处理系统到目前的各类操作系统、编程语言和软件库,软件技术的不断发展使得计算机的应用范围越来越广泛。
3、云计算
云计算是一种基于互联网的新型计算模式,它将数据和应用程序从硬件解耦出来,将其转移到远程的数据中心进行存储和计算。云计算的兴起使得数据的处理和存储更加灵活、高效,同时也大大降低了计算成本。
应用场景
1、智能家居
计算机科技在智能家居领域的应用日益广泛,例如智能照明、智能安防、智能音响等。通过计算机的控制,可以实现家居设备的互联互通,提高生活的便利性和舒适度。
2、医疗健康
计算机在医疗健康领域的应用也日益增多,如电子病历、远程医疗、医学影像处理等。计算机科技的进步使得医疗信息的处理更加高效、准确,为医疗服务质量的提高提供了有力支持。3.金融服务
计算机在金融服务领域的应用也十分广泛,如电子银行、在线支付、风险控制等。通过计算机科技的支持,金融服务变得更加便捷、安全和高效。
未来展望
1、人工智能化
未来计算机科技的发展将更加注重人工智能化的应用。例如,通过深度学习和自然语言处理技术,让计算机能更好地理解和分析人类语言,提供更加智能的服务。
2、量子计算
量子计算是一种基于量子力学的计算方式,具有更高的计算效率和安全性。随着量子计算技术的不断发展,未来可能会带来一场计算领域的革命。
3、生物计算
生物计算是一种将生物技术与计算机科技相结合的计算方式,具有更高的计算效率和生物兼容性。未来,生物计算有望在生物医药、环境科学等领域发挥更大的作用。
总结
计算机科技的发展经历了从早期机械式计算机到现代集成电路计算机的历程,硬件技术、软件技术和互联网技术的不断进步推动着计算机科技的发展。未来,化、量子计算和生物计算等新兴技术有望进一步推动计算机科技的发展,并在各个领域发挥更大的作用,为社会的发展带来更多的便利和进步。
当今计算机行业的发展及未来前景4
计算机的史前时代
计算机的史前史至少可以追溯到我们祖先用手指或者石头绳结帮助计数的远古时代。数学的萌芽让公元前四五千年的苏美尔人开始了“数字化生存”的初次尝试,他们在发明楔形文字的同时,也在泥板上刻下了人类最早的数字符号。
随后,计算工具开始了快速的演变。中国古代的筹算发展成了算盘,这是人类经过加工制造出来的第一种计算工具,是我国古代发明创造的重要成就之一。而西方自17世纪初起,也开始出现了计算尺,至1957年,卡西欧公司制作了世界上第一台商用小型电子计算器。
机械式计算机
在电子计算机出现之前,从17世纪至19世纪长达两百多年的时间里,一批杰出的科学家相继进行了“机械计算机”的研究,这些计算机虽然构造简单、性能不够好,但其工作原理与现代计算机极为相似,为现代计算机的产生奠定了基础。
世界上第一台机械计算机的荣誉应归功于德国图宾根大学的教授威廉·契克卡德,他的发明早于1642年法国数学家、物理学家和思想家布莱斯·帕斯卡的加法机。1674年,德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名的戈特弗里德·莱布尼茨发明了乘法机。1805年,法国一位机械大师约瑟夫·杰卡德完成了法国纺织机械师贝斯莱·布乔关于“穿孔纸带”的构想,设计制造了“自动提花编织机”,这意味着程序控制思想的萌芽。1822年,被誉为“现代计算机的奠基人”的英国剑桥大学教授查尔斯·巴贝奇从杰卡德的“自动提花编织机”上获得灵感,制成了差分机,并提出了“分析机”的构想,为现代计算机的诞生奠定了理论基础。1873年,美国人弗兰克·鲍德温制造出手摇式计算机,这在电子计算器发明之前是办公室和家庭主要的计算装置。
从机械到电子的进程
机械式计算机采用的都是机械零件,利用机械转动原理工作,而在社会的发展中,电气控制技术逐渐取代了纯机械装置,这代表了计算机发展史上的一次重大飞跃,也标志着由机械计算机时代向电子计算机时代迈进。
1888年,美国统计专家赫尔曼·霍列瑞斯博士首次使用了穿孔卡技术的数据处理机器,这开创了数据处理的先河,构成了计算机“软件”的雏形。1904年,受美国天才发明家托马斯·爱迪生的“单向电子流效应”的影响,英国青年工程师约翰·弗莱明发明了“真空二极管”,带来了采用电子器件制作计算机的曙光。1906年,被称为“电子管之父”的美国青年发明家李·德·福雷特斯发明了“真空三极管”,促成了无线电通信技术的迅速发展。1938年,被称为“数字计算机之父”的德国工程师克兰德·楚泽制造了一台可编写程序的二进制计算机Z-1,后来他又创造了一系列Z系计算机,这是当时世界上最先进的计算机,是最先采用程序控制的数字计算机。1944年,霍德华·艾肯在哈弗大学研制成功电磁式计算机Mark-I,此后,他又相继研制出两代Mark。
电子计算机发展历史
1946年2月14日,世界上第一台通用电子计算机研制成功,这台名叫“ENIAC”的电子计算机的诞生标志着现代通用电子计算机的创世,人类社会从此大步迈进了计算机时代的门槛。此后一直到20世纪50年代后期,视为电子管计算机时代,主要特点是以电子管为逻辑元件,以磁鼓为主存,磁带为辅存,以机器语言和符号语言为软件,应用于科学计算。数字电子计算机的出现揭开了人类历史的新篇章。
1947年,将引发一场电子革命的、被媒体和科学界称为“20世纪最重要的发明”的“晶体管”诞生于威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉坦之手,他们因此而获得了1956年的诺贝尔物理学奖。晶体管较之电子管,体积上小了很多,耗电也大大降低,稳定性上也有很大提高。1955年贝尔实验室使用800只晶体管组装了世界上第一台晶体管计算机TRAIC,揭开了晶体管计算机时代的序幕。晶体管计算机时代一直延续到20世纪60年代中期,其主要特点是以晶体管为逻辑元件,以磁芯为主存、磁盘为辅存,以高级程序设计语言和操作系统为软件,应用于科学计算、数据处理和过程控制。晶体管应用于计算机,使计算机缩小了体积,降低了功耗,提高了速度和可靠性,并发明了高级语言,首次提出了计算机的兼容问题,包括硬件兼容和软件兼容。
到了20世纪50年代中后期,如何使电子器件和设备更加小型化、更为可靠、价格更低廉成为迫切需求,因此晶体管的集成或集成电路的研制成为当时科技发展研究的目标。1958年,在德克萨斯仪器公司工作的美国物理学家杰克·基尔比完成了他的设计,制成了第一块集成电路。1964年4月7日,由吉恩·阿姆达尔历时四年研发的IBM360计算机的问世标志着第三代计算机的全面登场,属于集成电路计算机的时代到来了。20世纪60年代中期至20世纪70年代初期,集成电路计算机的主要特点是以集成电路为逻辑元件,以半导体为主存、磁盘为辅存,以高级程序设计语言和操作系统为软件,应用于科学计算、数据处理和过程控制。IBM公司首次提出了系列机的概念,圆满地解决了计算机兼容的问题,将微程序控制技术应用于控制器,使控制器的设计规整化,标志着结构化程序设计思想的成熟化、软硬件设计的标准化。
1971年,Intel公司宣称首创了一种“开启集成电路新纪元”的半导体芯片(即微处理芯片4004),它是将CPU集成在一块芯片上,这是大规模集成电路计算机的标志,意味着CPU已经微缩成一块集成电路,意味着“芯片上的计算机”的诞生。20世纪70年代初期直至现今都是大规模集成电路计算机时代,其主要特点是以大规模/超大规模集成电路为逻辑元件,以LSI/VLSI半导体芯片为主存、磁盘和光盘为辅存,以高级程序设计语言和操作系统为软件,应用于科学计算、数据处理和过程控制,以计算机网络为特征。制造工艺的革新引起了第三代、第四代计算机的产生,面向对象、可视化程序设计概念出现了,软件产业变得高度发达,计算机技术与通信技术相结合,计算机网络把世界紧密地联系在一起,多媒体技术的崛起和计算机的集成性在信息处理领域掀起了一场革命。
关于第五代计算机
我们现在正处于第四代计算机的时代,对第五代计算机的展望逐渐占据了人们的视野。自从1997年IBM的深蓝计算机赢了国际象棋世界冠军卡斯巴罗夫,人工智能便成了第五代计算机的核心开发目标。
但是,目前的电子计算机虽然已具有一些相当幼稚的“智能”,但它不能进行联想(即根据某一信息,从记忆中取出其他有关信息的功能)、推论(针对所给的信息,利用已记忆的信息对未知问题进行推理得出结论的功能)、学习(将对应新问题的内容,以能够高度灵活地加以运用的方式进行记忆的功能)等人类头脑的最普通的思维活动。且电子计算机虽然已能在一定程度上配合、辅助人类的脑力劳动,但是,它还不能真正听懂人的说话,读懂人的文章,还需要由专家用电子计算机懂得的特殊的“程序语言”同它进行“对话”。这就大大限制了电子计算机的应用、普及及大众化。其不足还在于虽然能以惊人的信息处理来完成人类无法完成的工作(例如遥控已发射的火箭),但是它仍不能满足某些科技领域的高速、大量的计算任务的要求。例如,在进行超高层建筑的耐震设计时,为解析一种立柱模型受到摇动时的三维振动情况,用目前的超大型电子计算机算上100年也难以完成。又如,原子反应堆事故和核聚变反应的模拟实验、资源探测卫星发回的图象数据的实时解析、飞行器的风洞实验、天气预报、地震预测等要求极高的计算速度和精度,都远远超出目前电子计算机的能力极限。由此可见,当今的电子计算机已不能适应信息社会的需要,必须在崭新的理论和技术基础上创制新一代计算机。