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1.pan>计算机概述

1.1.pan>计算机的产展

1946214日,世界上台电子数字计算机ENIAC(埃尼阿克)在美国宾夕法

尼亚大学诞生。ENIAC采用电子管作为基本元件,真正能自动运行。它使用了18000只电

子管,占地170m2,重达30t,耗电140kW,价格40多万美元,是一个昂贵又耗电的“庞

然大物”。尽管ENIAC还有不少弱点,但它的问世具有划时代的意义。在短短的半个世纪中,计算机在研究、生产和应用方面都得到了突飞的发展。以使用的基本逻辑元件为标志,计算机的发展划分为四个阶段:

代:电子管计算机(1946~1957年),采用电子管作为主要元件,运算速度仅为几千次/秒。代电子计算机体积庞大、耗电量高、造价十分昂贵,主要用于军事领域的科学计算。

代:晶体管计算机(1958~1964年),以晶体管作为主要元件,运算速度为几十万次/秒。与代电子计算机相比,晶体管计算机体积缩小、省电、可靠大幅度提高,制造成本降低,引入了汇编语言,可用于工业控制等方面。

第三代:中小规模集成电路计算机(1965~1970年),采用集成电路作为主要元件,运算速度为几十万~几百万次/秒。计算机体一步缩小、可靠提高,应用领域逐步扩大。

第四代:大规模、超大规模集成电路计算机,从197pan>年开始,主要元件采用大规模、超大规模集成电路,计算机的体积更小,计算速度为几百万~几十万亿次/秒。计算机的发入了以计算机网络为特征的时代。

198pan>10月,日本首先向世界宣告开始研制第五代计算机——人工智能计算机。第五代计算机又称新一代计算机,把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起,行数值计算或处理一般的信息,主要面向知识处理,具有形式化推理、联想、学释的能力,能够帮助人行判断、决策、开拓未知领域和获得新的知识。未来的计算机正朝着多媒体化、网络化、智能化、微型化的方向发展。

随着微处理器的出现,微型计算机得到广泛应用。微型计算机的发展以微处理器为表征,其换代通常以微处理器的字长和系统组成能来划分。从世纪70年代台微型计算机诞生以来,微型计算机经历了4位、8位、16位、32位和64位微处理器的发展历程。

1.1.2计算机的主要特点

1.计算速度快

计算机能以极快的速行运算和逻辑判断,现在高能计算机每秒行10亿次以上的加减运算。由于计算机运算速度快,使得许多过去无法处理的问题都能得到及时解决。例如天气预报问题,要迅速分析大量的气象数据资料,才能作出及时的预报。若手工计算需十天半月才能发出,事过境迁,消息陈旧,失去了预报的意义。现在用计算机只需十几分钟可完成一个地区内连续数天的天气预报。

2.计算精度高

计算机具有以往计算工具无法比拟的计算精度,一般可达十几位,甚几十位、几百位有效数字的精度。这样的计算精度能满足解决一般实际问题的需要。例如圆周率的计算,18世纪英国的数学家商克斯花了15年时间只计算到小数点后707位,而计算机在很短的时间内把圆周率算到小数点后0多万位,这样的计算精度是其他工具很难达到的。

3.具有强大的信息存储能力

计算机的存储系统具有存储和“记忆”大量信息的能力,能存储输入的程序和数据,保留计算结果。现代的计算机存储容量极大,一台计算机能轻而易举地将一个中等规模的图书馆的图书资料信息存储起来,而且不会“忘记”。

4.具有逻辑判断和推理能力

计算机不仅可行算术运算,而且还可以借助于逻辑运行逻辑判断,并根据判断的结果自动地确定下一步该做什么,从而使计算机能解决各种不同的问题,具有很强的通用。

5.具有自动运行能力

计算机能够自动连续执行事先编制的程序,能根据不同信息的具体情况作出判断,自动执行相应的处理。计算机的内部操作都是按照事先编制的程行的,不需人工干预。