第六章 高技术的崛起

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1、第六章：高技术的崛起第一节新技术革命的蓬勃兴起20世纪80年代以来,迅速崛起的以微电子为中心的信息技术，生物工程，新型材料，航天技术和海洋开发等新技术革命蓬勃兴起。高科技的迅速兴起对世界经济发展显示出美好前景，对人类生活和生产活动的影响从来没有达到现在这样的深度和广度。渗透到经济和社会生活的各个领域，特别是高新技术及产业的迅速发展对经济和社会演变产生了广泛的影响，并成为社会经济发展的强大动力。许多国家都把经济发展置于优先地位，而经济的发展又越来越依赖于高科技的发展。因此，包括许多发展中国家在内的世界各国都在竞相加大科技投入，争夺高科技领域的领先地位。西方工业发达国家将这场蓬勃

2、兴起的新技术革命称为“第四次工业革命”或“第四次产业革命”。第二节信息技术的率先发展2.1电子计算机技术电子计算机是人类在20世纪创造出来的最伟大的工具，它的出现对生产制造、经济、军事、社会文化以及人类生活各方面产生了巨大的影响。在当今的信息社会，人们对计算机的依赖程度越来越高，计算机已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分。一、计算机的诞生24微电子技术最重要的应用领域是计算机领域。近几十年电子计算机不断地升级换代主要得益于微电子技术的发展，但人类制造计算工具和发展计算技术却有着悠久的历史。在古代，中国就有了用于计算的算筹、算盘。17世纪，由于钟表制造技术和计算工具的结合，在

3、欧洲出现了最早的机械计算器。1642年，法国数学家帕斯卡造出了手动加法器。1671年，德国数学家莱布尼兹发明了可以进行四则运算的计算器。1822年，英国数学家巴贝奇(C.Babbage，1792—1871)制造了第一台差分机模型，它不但能完成算术运算，而且还可以自动完成系列运算，包含着程序设计的萌芽。1834年，他借助机械中的自动控制功能，设计出一台分析机的模型，这是历史上第一个具有运算器、储存器、输入输出等设备的通用计算机，可完成所有的算术运算，是现代计算机的雏形。巴贝奇制造的差分机和分析机是早期计算机最杰出的成果。19世纪末20世纪初，随着电动技术的发展，计算机的动力方式

4、也得以改进，计算机由机械时代进入机电时代。1941年，德国工程师楚泽(K．Zuse，1910一)发明了第一台程序控制通用机电式计算机。该机全部由电磁继电器制成，采用了浮点计数、二进制运算、带数字存储地址的指令形式。美国科学家艾肯(H.Aiken，1900—1973)也于1944年和1946年制造出两台全继电器操作的汁算机(Markl和Mark2)，加法运算仅需0.3秒，而乘法则需6秒。24机电计算机虽然比机械计算机有了长足的进步，但其速度慢、准确性差的弱点限制了它的进一步发展。20世纪30年代以来，电子管的发明和电子技术的进步，为制造速度更快，性能更优越的电子计算机奠定了基础

5、。第一台电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学的莫克莱(J．W．Mauchly，1907—1980)负责研制成功的。第二次世界大战期间，他受命为美国的阿伯丁试炮场制定火力表。这种表每张要计算几百条弹道，为此而提出了高速计算的要求。1942年8月，为满足速度上的需要，莫克莱提出研制电子计算机的计划，得到美国陆军的支持，组成了研制小组。经过3年的努力，花费了48万美元，终于在1945年底制成了第一台电子计算机，简称ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorandComputer，即电子数值积分计算机)。这台计算机共用了1.8万个电子管，重30多吨，占地170

6、平方米，运算速度为每秒5000次，比机电计算机提高了1000多倍。电子计算机已经显示出了它在速度上的巨大优越性，开辟了人类计算历史的新纪元。由于ENIAC的计算程序是外插型的，在解题之前，必须先将全部程序准备好，这样便大大影响了运算速度。1946年，美国数学家冯•诺依曼(J．ronNeumanm，1903～1957)提出—个新的改进方案，被称为EDVAC(ElectronicDiscreclVariableAutomaticComputer，即离散变量自动汁算机)。新机型用二进制数代替十进制数，进一步发挥了电子元件的速度潜力，并将程序外插改为程序内存，使计算机可以从一个程序指

7、令自动进入下一个程序指令，全部运算成为真正的自动过程。EDVAC也称冯•诺依曼机，是现代电子汁算机的基础，冯•诺依曼也被称为现代计算机的奠基人。二、计算机的发展及趋势冯•诺依曼机的设计方案揭开了现代计算机的历史新篇章。根据电子器件的不同，计算机的发展大致可以分为以下几个时代：24第—代计算机——电子管计算机(1946一1956)。这—代的计算机基本上采用电子管作为电子元件，机器结构是程序内存式，运行速度一般是每秒几千到几万次，计算全部实现自动化。和后来的计算机相比，它有运行速度不高、可靠性差、体积大、维