一、 计算机发展历史和现状 
计算机作为人类的一种工具,首先是作为计算的工具,是人类在长期的劳动实践中创造出来的。它的前身是各种各样的计算工具。人类最早的计算工具或者人自身的附属物,如手指等;或者是触手可及的物品,如石子、木棍等。后来又制造出了专门用于计算的工具:算筹。中国古代圆周率的求得,用的就是算筹。(《射雕英雄传》中的瑛姑,酷爱计算,她用的工具也是算筹)
人类历史上,有几件事对现代计算机的发明有重要意义:一是中国古代发明直到今天还在使用的算盘,有人誉为“原始计算机”;二是1642年法国物理学家帕斯卡(1623-1662)发明了齿轮式加减法器;三是1673年德国数学家莱布尼兹(1646-1716)制成了机械式计算器,可以进行乘除运算;四是英国数学家查尔斯巴贝奇(1791-1871)提出了差分机和分析机的构想,具有输入、处理、存储、输出及控制五个基本装置,而这些正是现代意义上的计算机所必备的。以上这些事件对计算机的产生与发展都具有不可替代的历史作用。它们或人工的,或机械的,而不是电子的(或机电的)。由于巴贝奇的贡献最大,因而被国际计算机界称为“计算机之父”。
现代计算机又称为电脑(computer),全称应该是“电子计算机”。是指一种能快速而高效地自动完成信息处理的电子设备。它能把程序存放在存储器中,按照程序引导的确定步骤,对输入的数据进行加工处理、存储、传送并获得输出信息,因此能部分地代替人的脑力劳动;程序改变了,计算机的功能也改变了,因此它有很强的适应性和通用性。这些正是计算机区别于计算器(caculator)的地方。在电子计算机之前的计算机,虽然也能进行加减乘除等运算,但无存储程序或运算中间结果的能力,不能自动完成用户需要的数据处理工作。
1946214日,人类第一台电子计算机在美国宣告诞生,它是一台名叫埃尼亚克的电子数值积分计算机,英文名叫:Electronic Numberical Integrator and computer,缩写为ENIAC。它是美国出于军事上的需要而研制的。它用了17,000多只电子管、10,000多只电容器、7,000只电阻、1,500多个继电器,需要功率150kW,占地160平方米,重30吨,纯粹是一个庞然大物。但是由于使用了电子管和电子线路,它每秒能完成加法运算5,000多次,比手工操作的台式计算机速度提高了8,400多倍,因而具有划时代的意义。其缺点在于不能存储程序,使用的是十进制数,编程靠机外连接线路来完成。
19495月,第一台实现内存储程序式的电子计算机制成并投入运行。它叫埃德沙克,英文名叫The Electronic Delay Storage Automatic Caculator,缩写为EDSAC,意即:电子延迟存储自动计算器。它是由英国剑桥大学的威尔克斯(M.V.Wilkes)根据冯诺依曼的指导思想进行设计的。
1952游戏里好听的名字年,人类第一台具有内部存储程序功能的计算机埃德瓦克研制成功。它是一台电子离散变量自动计算机,英文名叫Electronic Discrete Variable Automatic Computer,缩写为EDVAC。它由运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备五部分组成。它采用二进制数直接模拟开关电路的两种状态,提高了运行效率;把指令存入计算机的记忆装置中,省去了机外编程的麻烦,保证了计算机能按事先存入的程序自动地进行运算。
现代计算机的特点是:运算速度快,计算精确度高,可靠性好,记忆和逻辑判断能力强,容量大而非易失性的外储存功能,多媒体以及网络功能等。 有两个杰出的代表人物,对现代计算机的发展功不可没。一个是英国的艾兰图灵(Alan Mathison Tuing,1912-1954),另一个是美籍匈牙利人冯诺依曼(John Von Neumann,1903-1957)。前者的主要贡献是建立了图灵机(Turing machine,eg.TM)的理论模型,对数字计算机的一般结构、可实现性和
局限性产生了深远影响;二是提出了定义机器智能的图灵测试(Turing test),奠定了“人工智能”的理论基础。后者的主要贡献是首先提出了计算机内存储程序的概念,使用单一处理部件来完成计算、存储及通信工作。
现代计算机的发展,主要是根据计算机所采用的电子器件的发展,一般分成四个阶段,通常称为四代。每代之间不是截然分开的,在时间有重叠。
  第一代:电子管计算机时代(1946--50年代末期)。这一代计算机的主要特点是采用电子管作为基本器件,运算速度一般是每秒数千次至数万次。软件方面确定了程序设计的概念,由代码程序发展到了符号程序,出现了高级语言的雏型。这一时期主要是为了军事和国防尖端技术的需要,客观上却为计算机的发展奠定了基础。比较重要的一点是,这时期的研究成果开始扩展到民用,由实验室走向社会,又转为工业产品,形成了计算机产业。产业化的好处社会化、商品化,竞争激烈,促进技术的飞速发展。
  第二代:晶体管计算机时代(20世纪50年代中期--60年代末期)。这一时期电子计算机的基本器件为晶体管,因而缩小了体积,降低了寿命,提高了运算速度和可靠性(一般每秒十万次,可高达300万次),而且价格不断下降。后来又采用了磁芯存储器,使速度得到
进一步的提高。软件方面出现了一系列的高级程序设计语言,比如FORTRAN女生伤感网名大全、COBOL等,并提出了操作系统的概念。计算机的应用范围也进一步扩大,从军事与尖端技术方面延伸到气象、工程设计、数据处理以及其它科学研究领域。计算机设计出现了系列化的思想,缩短了新机器的研制周期,降低了生产成本,实现了程序的兼容,方便了新机器的使用。
  第三代:中、小规模集成电路计算机时代(20世纪60年代中期--70年代初期)。这个时期的计算机硬件采用中、小规模集成电路(IC)作为基本器件,计算机的体积更小,寿命更长,功耗、价格进一步下降,而速度和可靠性相应地有所提高,计算机的应用范围进一步扩大。软件方面出现了操作系统,软件出现了结构化、模块化程序设计方法。软、硬件都向系统化、多样化的方面发展。由于集成电路成本迅速下降,生产了成本低而功能比较强的小型计算机供应市场,占领了许多数据处理的应用领域。其中,1965年问世的IBM360系列是最早采用集成电路的通用计算机,也是影响最大的第三代计算机。它的主要特点是通用性、系列化和标准化。美国控制数据公司(CDC19691月研制成功的超大型计算机CDC7600,速度达每秒1千万次浮点运算,是这个时期最成功的计算机产品。
第四代:大规模和超大规模集成电路计算机时代(20世纪70年代初期--现在)。采用超大规模集成电路(VLSID)和极大规模集成电路(ULSID)、中央处理器立夏祝福语CPU高度集成化是这一时的计算机的主要特征。1971Intel公司制成了第一批微处理器4004,这一芯片集成了2250个晶体管组成的电路,这样个人计算机(Personal Computer,缩写为PC,个人计算机又常称为教师节祝福语10字PC机)就应运而生,并且得到迅猛发展。目前市场上的“奔腾Pentium”芯片,集成了800万个晶体管,处理速度每秒可执行4亿条指令,PC机的主存扩展到128MB已很常见(目前市场上家长意见最精简20字256MB已成主流),一张普通光盘目前的容量可达到650MB40倍速的光驱早已面市,这些都意味着计算机性能的飞速提高。
  有两个重要事件需要注意:一是197111月,美国Intel公司研制成功了Intel4004微处理器,并在此基础上公布了世界上第一台微型计算机MCS-4;二是19818月,IBM PCPersonal Computer)微型计算机开发成功,这是新型的个人计算机,也是最早的16位微型机产品。以后“PC”就成了个人计算机的代名词。
二、计算机的发展趋势
计算机发展的趋势是:巨(型化)、微(型化)、多(媒体化)、网(络化)和智(能化)
1、巨型化
巨型化是指发展高速、大储量和强功能的超大型计算机。这既是诸如天文、气象、原子、核反应等尖端科学以及进一步探索新兴科学,诸如宇宙工程、生物工程的需要,也是为了能让计算机具有人脑学习、推理的复杂功能。在目前知识信息急遽增加的情况下,记忆、存储和处理这些信息是必要的。20世纪70年代中期的巨型机的计算速度每秒已达1.5亿次,现在则高达每秒数百亿次。美国正在计划开发每秒数百万亿次的超级计算机。
2、微型化
因大规模、超大规模集成电路的出现,计算机微型化迅速。因为微型机可渗透至诸如仪表、家用电器、导弹弹头等中、小型机无法进入的领域,所以20世纪80年代以来发展异常迅速。可以想见其性能指标将进一步提高,而价格则逐渐下降。当前微机的标志是运算部件和控制部件集成在一起,今后将逐步发展到对存储器、通道处理机、高速运算部件、图形卡、声卡的集成,进一步将系统的软件固化,达到整个微型机系统的集成。
3、多媒体化
多媒体是“以数字技术为核心的图像、声音与计算机、通信等融为一体的信息环境”的总称。多媒体技术的目标是:无论在何时何地,只需要简单的设备就能自由地以交互和对话的方式交流信息。其实质是让人们利用计算机以更加自然、简单的方式进行交流。
4、网络化
计算机网络是计算机技术发展中崛起的又一重要分支,是现代通信技术与计算机技术结合的产物。从单机走向联网,是计算机应用发展的必然结果。所谓计算机网络,就是在一定的地理区域内,将分布在不同地点的不同机型的计算机和专门的外部设备由通信线路互联在一起,组成一个规模大、功能强的网络系统,在网络软件的协助下,籍以共享信息、共享软硬件和数据资源。网络最初于1969年在美国建成,从阿帕网(ARPAnet)开始,已迅速发展成为今天的国际互联网:Internet,把国家、地区、单位和个人联成一体,并开始走进寻常百姓家。 怎样去澳大利亚留学