《计算机应用新领域》word版

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1、计算机应用新领域计算机应用新领域2010-06-0411：49第15章计算机应用新领域从1946年世界上第一台电子计算机问世至今不过短短的五、六十年，然而计算机在社会生活中起着越来越重要的作用，成为信息社会中不可缺少的工具。按照计算机所使用的逻辑器件为标准，计算机的发展经历了以电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路为逻辑元件的四个阶段，目前正在朝着新一代计算机迈进。计算机在帮助人们创造美好生活的同时，也带来了诸多的问题：2000年问题、计算机病毒、垃圾邮件和计算机犯罪问题等。计算机的发展趋势，预计将朝着模块化、无线化、个性化、网络化、环保化和智能化等方向发展。计算机的应用领域也将进一步拓宽

2、，呈现出更加蓬勃发展的局面。15.1计算机的发展历程1946年世界上第一台电子计算机在美国宾夕尼亚大学问世，至今不过短短的五、六十年，然而计算机已由早期单纯的计算工具发展成为在信息社会中举足轻重、不可缺少的具有强大信息处理功能的工具。电子计算机的问世，引发了一场由工业化社会发展到信息化社会的新技术产业革命浪潮，从此揭开了人类历史发展的新纪元。按照计算机所使用的逻辑器件为标准，计算机的发展已经历了四代，并正在向着新一代计算机过渡。这部分内容我们在第1章也作过简单介绍。1.第一代电子计算机采用电子管作为基本逻辑元件。编程语言使用低级语言，即机器语言或汇编语言。第一种高级语言FORTRAN于195

3、4年问世，并开始初期应用。由于采用电子管，第一代计算机的体积大、耗电多、价格贵，运行速度和可靠性都不高，主要用于科学计算。这个时代计算机的商品化是由美国国际商业机器公司(IBM公司)实现的，以IBM系列机为代表。2.第二代电子计算机采用晶体管作为逻辑元件。晶体管与电子管相比，具有体积小、寿命长、开关速度快、省电等优点。这个时期，计算机的软件也有很大发展，操作系统及各种早期的高级语言(FORTRAN、COBOL、BASIC)相继投入使用。由于采用了晶体管，第二代计算机的体积大大减小，运算速度及可靠性等各项性能都大为提高。此时，计算机应用的领域已由科学计算拓展到数据处理、过程控制等。3.第三代电

4、子计算机采用集成电路作为逻辑元件。这一时期的中、小规模集成电路技术，可将数十个、成百个分离的电子元件集中做在一块硅片上。集成电路具有体积小、耗电省，寿命长，可靠性高的优点，使得第三代计算机的总体性能较之第二代计算机有了大幅度的跃升。同时，计算机的设计出现了标准化、通用化、系列化的局面。软件技术也日趋完善，计算机得到了更加广泛的应用。4.第四代电子计算机采用大规模、超大规模集成电路作为逻辑元件，这是第四代计算机的主要特征。这个时期是计算机发展最快、技术成果最多、应用空前普及的时期。大规模集成电路技术的应用，不仅极大地提高了电子元件的集成度，而且可将计算机最核心的部件运算器和控制器集成在一块小小

5、的芯片上。第一代微处理器以及以它为核心的微型计算机在美国英特尔(INTEL)公司问世。微型计算机的异军突起是计算机发展史上的重大事件。作为第四代计算机的一个机种，微型计算机以其机型小巧、使用方便、价格低廉、性能完善等特性赢得了广泛的应用。微型计算机本身的发展也极其迅猛，除了占主流地位的台式机外，单片机、便携式微型机(膝上机、笔记本电脑等)、超级微型机(工作站等)都已取得了长足进展，90年代涌现出的多媒体PC机(PC即个人计算机，是微型机的一个大类)也日益普及。第四代计算机发展的另一个方向是巨型化。由于多处理机结构和并行处理技术的采用，具有超强功能的巨型机也取得稳步发展。例如美国克雷公司生产的

6、Gray-4巨型机共采用了64个处理器。巨型机主要用于高科技军事领域，在空间技术、气象预报、地球物理勘探等领域也有重要应用。我国在不到20年的时间内也先后研制成功了银河系列的三代巨型机(银河-Ⅰ、银河-Ⅱ、银河-Ⅲ)，从而进入世界上少数能研制巨型机的国家的行列。在2004年6月22日公布的全球高性能计算机TOP500中，曙光4000A位列全球第十，这也是中国超级计算机得到全球认可的最好成绩，它在性价比和性能功耗比等方面处于国际领先。第四代计算机在运算速度、存储容量、可靠性及性能价格比等诸多方面的性能都是前三代计算机所不能企及的，这个时期计算机软件的配置也空前丰富，操作系统日臻成熟，数据库管理

7、系统普遍使用，新一代计算机语言C++及Java等问世，软件工程已成为社会经济的重要产业。计算机的发展呈现出多极化、网络化、多媒体、智能化的趋势。计算机的应用进入了以网络化为特征的时代。电子计算机从第一代到第四代，尽管发展速度令人眩目，但其基本的设计思想和工作方式仍一脉相承，即采用冯·诺依曼的"存储程序原理"。从本质上讲，计算机尽管被称为"电脑"，但仅是一种机器，没有思维，不具有智能，它只能在人们事先设计好的程