计算机研究与发展

计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合的产物，它涉及到通信与计算机两个领域。它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化，在当今社会经济中起着非常重要的作用，它对人类社会的进步做出了巨大贡献。从某种意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术水平，而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。自50年代开始，人们及各种组织机构使用计算机来管理他们的信息的速度迅速增长。早期，限于技术条件使得当时的计算机都非常庞大和非常昂贵，任何机构都不可能为雇员个人提供使用整个计算机，主机一定是共享的，它被用来存储和组织数据、集中控制和管理整个系统。所有用户都有连接系统的终端设备，将数据库录入到主机中处理，或者是将主机中的处理结果，通过集中控制的输出设备取出来。它最典型的特征是：通过主机系统形成大部分的通信流程，构成系统的所有通信协议都是系统专有的，大型主机在系统中占据着绝对的支配作用，所有控制和管理功能都是由主机来完成。随着计算机技术的不断发展，尤其是大量功能先进的个人计算机的问世，使得每一个人可以完全控制自己的计算机，进行他所希望的作业处理，以个人计算机（PC）方式呈现的计算能力发展成为独立的平台，导致了一种新的计算结构---分布式计算模式的诞生。一般来讲，计算机网络的发展可分为四个阶段：第一阶段：计算机技术与通信技术相结合，形成计算机网络的雏形；第二阶段：在计算机通信网络的基础上，完成网络体系结构与协议的研究，形成了计算机网络；第三阶段：在解决计算机连网与网络互连标准化问题的背景下，提出开放系统互连参考模型与协议，促进了符合国际标准的计算机网络技术的发展；第四阶段：计算机网络向互连、高速、智能化方向发展，并获得广泛的应用。任何一种新技术的出现都必须具备两个条件：即强烈的社会需求与先期技术的成熟。计算机网络技术的形成与发展也证实了这条规律。1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC在美国诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的联系。50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面防空系统SAGE进行了计算机技术与通信技术相结合的尝试。要实现这样的目的，首先要完成数据通信技术的基础研究。在这项研究的基础上，人们完全可以将地理位置分散的多个终端通信线路连到一台中心计算机上。用户可以在自己的办公室内的终端键入程序，通过通信线路传送到中心计算机，人们把这种以单个为中心的联机系统称做面向终端的远程联机系统。它是计算机通信网络的一种。60年代初美国航空公司建成的由一台计算机与分布在全美国的2000多个终端组成的航空订票系统SABRE-1就是这种计算机通信网络。随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求。这种需求主要来自军事、科学研究、地区与国家经济信息分析决策、大型企业经营管理。他们希望将分布在不同地点的计算机通过通信线路互连成为计算机-计算机网络。网络用户可以通过计算机使用本地计算机的软件、硬件与数据资源，也可以使用连网的其它地方计算机软件、硬件与数据资源，以达到计算机资源共享的目的。这一阶段研究的典型代表是美国国防部高级研究计划局（ARPA，Advanced Research Projects Agency）的ARPAnet(通常称为ARPA网)。1969年ARPA网只有4个结点，1973年发展到40个结点，1983年已经达到100多个结点。ARPA网通过有线、无线与卫星通信线路，使网络覆盖了从美国本土到欧洲与夏威夷的广阔地域。ARPR网是计算机网络技术发展的一个重要的里程碑，它对发展计算机网络技术的主要贡献表现在以下几个方面：1、完成了对计算机网络的定义、分类与子课题研究内容的描述；2、提出了资源子网、通信子网的两级网络结构的概念；3、研究了报文分组交换的数据交换方法；4、采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系。未来计算机与计算机技术计算机的要害技术继续发展未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束，采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。作为Moore定律驱动下成功企业的典范Inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处理器，并预计在2010年推出集成10亿个晶体管的微处理器，其性能为10万MIPS（1000亿条指令／秒）。而每秒100万亿次的超级计算机将出现在本世纪初出现。超高速计算机将采用平行处理技术，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的要害技术。 同时计算机将具备更多的智能成分，它将具有多种感知能力、一定的思考与判定能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段（如语音输入、手写输入）外，让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现，虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。 传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升，新的海量存储技术趋于成熟，新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB（以一本书30万字计，它可存储约1500万本书）。信息的永久存储也将成为现实，千年存储器正在研制中，这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是，今日的大量文献可以原汁原味保存、并流芳百世。 新型计算机系统不断涌现 硅芯片技术的高速发展同时也意味着硅技术越来越近其物理极限，为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪走进我们的生活，遍布各个领域。量子计算机量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。 量子计算机中数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。因此一个量子位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前个人计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。目前正在开发中的量子计算机有3种类型：核磁共振(NMR)量子计算机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。预计2030年将普及量子计算机。 光子计算机 光子计算机即全光数字计算机，以光子代替电子，光互连代替导线互连，光硬件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。 与电子计算机相比，光计算机的“无导线计算机”信息传递平行通道密度极大。一枚直径5分硬币大小的棱镜，它的通过能力超过全世界现有电话电缆的许多倍。光的并行、高速，天然地决定了光计算机的并行处理能力很强，具有超高速运算速度。超高速电子计算机只能在低温下工作，而光计算机在室温下即可开展工作。光计算机还具有与人脑相似的容错性。系统中某一元件损坏或出错时，并不影响最终的计算结果。 目前，世界上第一台光计算机已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意大利的70多名科学家研制成功，其运算速度比电子计算机快1000倍。科学家们预计，光计算机的进一步研制将成为21世纪高科技课题之一。 生物计算机（分子计算机） 生物计算机的运算过程就是蛋白质分子与四周物理化学介质的相互作用过程。计算机的转换开关由酶来充当，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。 20世纪70年代，人们发现脱氧核糖核酸(DNA)处于不同状态时可以代表信息的有或无。DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据，DNA分子间通过生化反应，从一种基因代玛转变为另一种基因代码。反应前的基因代码相当于输入数据，反应后的基因代码相当于输出数据。假如能控制这一反应过程，那么就可以制作成功DNA计算机。 蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多，彼此相距甚近，生物计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。DNA分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。DNA计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白质分子，所以生物计算机既有自我修复的功能，又可直接与生物活体相联。预计10～20年后，DNA计算机将进入实用阶段。 纳米计算机 “纳米”是一个计量单位，一个纳米等于10[-9]米，大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。 现在纳米技术正从MEMS（微电子机械系统）起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积不过数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。 目前，纳米计算机的成功研制已有一些鼓舞人心的消息，惠普实验室的科研人员已开始应用纳米技术研制芯片，一旦他们的研究获得成功，将为其他缩微计算机元件的研制和生产铺平道路。 互联网络继续蔓延与提升 今天人们谈到计算机必然地和网络联系起来，一方面孤立的未加入网络的计算机越来越难以见到，另一方面计算机的概念也被网络所扩展。二十世纪九十年代兴起的Internet在过去如火如荼地发展，其影响之广、普及之快是前所未有的。从没有一种技术能像Internet一样，剧烈地改变着我们的学习、生活和习惯方式。全世界几乎所有国家都有计算机网络直接或间接地与Internet相连，使之成为一个全球范围的计算机互联网络。人们可以通过Internet与世界各地的其它用户自由地进行通信，可从Internet中获得各种信息。 回顾一下我国互联网络的发展，就可以感受到互联网普及之快。近三年中国互联网络信息中心(CNNIC)对我国互联网络状况的调查表明我国的Internet发展呈现爆炸式增长，2000年1月我国上网计算机数为350万台，2001年的统计数为892万台，翻一番多；2000年1月我国上网用户人数890万；2001年1月的统计数为2250万人，接近于3倍；2000年1月CN下注册的域名数为48575，2001年1月的统计数为122099个，接近于3倍；国际线路的总容量目前达2799M，8倍于2000年1月的351M。 人们已充分领略到网络的魅力，Internet大大缩小了时空界限，通过网络人们可以共享计算机硬件资源、软件资源和信息资源。“网络就是计算机”的概念被事实一再证实，被世人逐步接受。 在未来10年内，建立透明的全光网络势在必行，互联网的传输速率将提高100倍。在Internet上进行医疗诊断、远程教学、电子商务、视频会议、视频图书馆等将得以普及。同时，无线网络的构建将成为众多公司竞争的主战场，未来我们可以通过无线接入随时随地连接到Internet上，进行交流、获取信息、观看电视节目。 移动计算技术与系统 随着因特网的迅猛发展和广泛应用、无线移动通信技术的成熟以及计算机处理能力的不断提高，新的业务和应用不断涌现。移动计算正是为提高工作效率和随时能够交换和处理信息所提出，业已成为产业发展的重要方向。 移动计算包括三个要素：通信、计算和移动。这三个方面既相互独立又相互联系。移动计算概念提出之前，人们对它们的研究已经很长时间了，移动计算是第一次把它们结合起来进行研究。它们可以相互转化，例如，通信系统的容量可以通过计算处理（信源压缩，信道编码，缓存，预取）得到提高。 移动性可以给计算和通信带来新的应用，但同时也带来了许多问题。最大的问题就是如何面对无线移动环境带来的挑战。在无线移动环境中，信号要受到各种各样的干扰和衰落的影响，会有多径和移动，给信号带来时域和频域弥散、频带资源受限、较大的传输时延等等问题。这样一个环境下，引出了很多在移动通信网络和计算机网络中未碰到的问题。第一，信道可靠性问题和系统配置问题。有限的无线带宽、恶劣的通信环境使各种应用必须建立在一个不可靠的、可能断开的物理连接上。在移动计算网络环境下，移动终端位置的移动要求系统能够实时进行配置和更新。第二，为了真正实现在移动中进行各种计算，必须要对宽带数据业务进行支持。第三，如何将现有的主要针对话音业务的移动治理技术拓展到宽带数据业务。第四，如何把一些在固定计算网络中的成熟技术移植到移动计算网络中。 面向全球网络化应用的各类新型微机和信息终端产品将成为主要产品。便携计算机、数字基因计算机、移动手机和终端产品，以及各种手持式个人信息终端产品，将把移动计算与数字通信融合为一体，手机将被嵌入高性能芯片和软件，依据标准的无限通信协议（如蓝牙）上网，观看电视、收听广播。在Internet上成长起来的新一代自然不会把汽车仅作为代步工具，汽车将向用户提供上网、办公、家庭娱乐等功能，成为车轮上的信息平台。 跨入新世纪的门槛，畅想未来之时，我们不妨回顾本世纪人们对计算机的熟悉。1943年IBM总裁Thomas Wason说“我认为全世界市场的计算机需求量约为五台”。1957年美国PrenticeHall的编辑撰文“我走遍了这个国家并和许多最优秀的人们交谈过，我可以确信数据处理热不会热过今年”。1968年IBM的高级计算机系统工程师的微晶片上注解“但是……它究竟有什么用呢？”。1977年数字设备公司的创始人和总裁Ken Olson说“任何人都没有理由在家里放一台计算机”。愿我们的所言也将被证实是肤浅的、保守的。

目前计算机科学技术正在随着半导体和集成电路的快速发展而不断地进步，从根本上改变了人们的生活和思维方式。如今，人们也越来越重视对计算机科学技术的研究，希望可以在这一领域中取得更进一步的突破，改善人们的生活水平和生活方式。计算机科学技术具有空前的优势和特色，被称为是人类社会史上最卓越、最有代表性的发明之一。一、计算机科学技术的来历１９４６年，美国的尼法尼亚大学诞生了世界上第一台计算机，标志着全世界正式进入了计算机的时代。刚开始的时候，计算机被称为ＥＮＩＡＣ，当时的计算机科学技术只是初期的发展阶段，很多技术都不完善，当时的计算机成本非常的高，整个计算机的体积和重量都是很大的，但就在那种情况下，军事方面也运用到了计算机。第二代计算机———晶体管电子计算机是诞生于１９５６年的时候，很快就出现了第三代电子计算机，也就是集成电路计算机也在三年之后诞生了。由于出现了第三代计算机，使得整个计算机科学技术的发展有了飞一般的速度，同时也大大降低了计算机的成本，慢慢也出现了很多种类，让计算机科学技术渐渐成熟起来了。计算机科学技术直到１９７６年，电子计算机才正式发展到第四代，计算机也慢慢发展到小型化和智能化方面。集成电路技术的广泛应用和技术成熟是在进入到２１世纪之后才发生的，这时计算技术科学技术完善的更好了，大大提升了各个方面的性能，同时计算机也更加趋于智能化和微型化，在各个领域中都广泛应用到了计算机科学技术。计算机科学技术发展的趋势（一）计算机科学技术广泛应用到人们的生活当中对于目前信息化的生活时代来讲，当今社会中必不可少的一项技术就是计算机科学技术。通过计算机的网络系统，千家万户中的人们就算不出门也可以了解外面世界的各种信息了。更加方便的是只需要在家通过计算机的互联网就可以买到自己喜欢的各种商品，还可以在计算机通信上面聊天，在线授课等等，就这样通过计算机网络技术来完成各种信息的交流。行政机关单位收集各种信息也可以通过建立网站来完成，各行业之间的数据交流也可以通过计算机网络技术来完成的，人们还可以通过计算机来处理大量的数据和资料，提高工作效率，通过计算机科学技术，人们的生活与工作已经逐渐改变了。（二）计算机科学技术取得了突破性进展由于科技的不断进步，促使了计算机科学技术取得了突破性的进展，这些主要表现在两个方面：第一体现在微处理器方面的进展。微处理器可以通过缩小处理器芯片内晶体管的尺寸和线宽来极大地提高计算机的性能。实际就是使用更先进的光刻技术在硅片上更加精巧地制作其上面刻饰的晶体管，而且晶体管上面连接的导线也被制作得更加细小了，这样就自然缩小了处理器内晶体管的尺寸和线宽。第二是指在纳米电子技术方面的发展。纳米技术的诞生是由于计算机技术的发展让计算机更加趋于微型化、智能化、高速化了。这是一种全新看待问题的方式，不仅是单单地变小尺寸，可以说纳米技术是革命性的技术，有效地帮助到处理计算机技术的集成度和处理速度的双重制约问题。计算机的发展前景立足当下，面对未来，计算机科学技术与工业的结合，结果就诞生了智能一体化生产；计算机科学技术和农业的结合，就产生了数字化现代农业科技；计算机科学技术和金融业的结合，使得网上银行等新兴金融机构诞生了，随之“乔布斯之问”也将因为计算机科学技术的进一步发展而得到解答。计算机科学技术会通过更加多元碎片的形式融入到我们的生活中，比如：计算机科学技术凭借自己得天独厚的优势影响及改革着教育方面的发展。智能一体化生产在智能化方面上计算机科学技术的发展趋势，网络技术的发展是计算机技术发展的重心，直接影响着计算机的功能普及，这是因为计算机目前最主要的功能就是上网，那么在以后网络技术必定会在计算机技术中体现得更好。现在人们为了完善自身，拓展视野，从而不断通过网络从各个渠道获取对自己有用的信息。科学技术进步体现在：人们在生活中遇到的很多问题都可以利用计算机的智能化来解决，这也是文明进步的代表，这促使着计算机科学技术必须要发展到更高和更深入的层面上。迷你电脑计算机科学技术的专业化和自身运算处理能力引领科技跨越式进步，其他科学技术和计算机科学技术之间都是相互作用着的。其他科学技术（半导体技术、光电接口技术、微型集成电路技术、生物电子科技、软件工程等）推进着计算机科学技术快速发展，同时计算机科学技术的发展也带动着其他科学技术迈向更长远的未来。在大数据时代背景下，人们通过利用计算机分析处理能力和储备能力来更好地拓展人类的分析能力和处理自己所面临的问题。概括下来，在现代中，大众生活很明显已经离不开计算机科学技术了，而计算机科学技术的历史使命就是可以不断满足人们日益增长的物质文化需求。相信在未来广大人民的利益和国家的综合实力都会随着计算机科学技术的发展而不断提升的。芯片计算机科学技术在未来的发展中能更优化顶层设计、更便捷。

大家好，我是阿戴，欢迎到编程之家，作为一名计算机爱好者，期待更多人了解编程，期待每一篇文章都能够让你增加知识，如果喜欢，请点右上角的关注，谢谢。计算机从诞生开始，经历了几百年的发展，从机械式计算机发展到电子计算机，又从电子计算机发展到超大规模集成电路组成的微型计算机。今天简单普及一下相关知识。１、机械式计算机发展年代在１６２３年，德国科学家契克卡德（Ｗ．Ｓｃｈｉｃｋａｒｄ）制造了人类有史以来第一台机械计算机，这台机器能够进行六位数的加减乘除运算。１８７３年，美国人鲍德温利用自己过去发明的齿数可变齿轮制造了第一台手摇式计算机。１８８６年，美国人ＤｏｒｒＥ．Ｆｅｌｔ（１８６２～１９３０）制造了第一台用按键操作的计算器。１８９５年，英国青年工程师弗莱明（Ｊ．Ｆｌｅｍｉｎｇ）通过“爱迪生效应”发明了人类第一只电子管，人们开始进入电子计算机的研发阶段，这也标志着人类即将走入电子时代。２、电子计算机发展年代电子计算机又称电脑。１９４６年２月１４日，世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生，取名为ＥＮＩＡＣ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＮｕｍｅｒｉｃａｌＩｎｔｅｇｒａｔｏｒＡｎｄ，即“埃尼阿克”）。它由１７４６８个电子管、６００００个电阻器、１００００个电容器和６０００个开关组成，重达３０ｔ，占地１６７ｍ２，耗电１７４ｋＷ，耗资４５万美元，每秒能运行５０００次加法运算。“埃尼阿克”的诞生为人类开辟了一个崭新的信息时代，具有划时代的意义，是２０世纪科学技术发展最卓越的成就之一，使得人类社会发生了巨大的变化。随着电子技术的迅猛发展，电子计算机经历了四个发展阶段。第一代：电子管计算机时代。时间：１９４６～１９５８年。这一代计算机的主要逻辑器件是电子管，使用的是机器语言编程，之后又产生了汇编语言。运算速度为每秒几千次到几万次。主要应用范围为科学计算、军事和科学研究。第二代：晶体管计算机时代。时间：１９５９～１９６４年。这一代计算机的主要逻辑器件是晶体管，已经出现了管理程序和ＦＯＲＴＲＡＮ等高级编程语言。运算速度为每秒几十万次。主要应用范围为数据处理、自动控制等。第三代：中小规模集成电路计算机时代。时间：１９６５～１９７０年。这一代计算机的主要逻辑器件是中、小规模集成电路，此时已经出现了操作系统、诊断程序和ＢＡＳＩＣ、ＰＡＳＣＡＬ等高级语言。运算速度为每秒几十万次到几百万次。主要应用范围为科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。第四代：大规模集成电路计算机时代。时间：１９７１年以后。这一代计算机的主要逻辑器件是大规模和超大规模集成电路以及微处理器芯片，由于运算速度快、存储容量大、计算机技术与网络技术和通信技术相融合，使计算机软件有了突飞猛进的发展，各种操作系统、数据库技术和各种应用软件应运而生。３、微机的发展阶段第一代：４位或准８位微机。时间：１９７１～１９７３年，其ＣＰＵ的代表是Ｉｎｔｅｌ４００４和Ｉｎｔｅｌ８００８。第二代：８位微机。时间：１９７４～１９７７年，其ＣＰＵ的代表是Ｉｎｔｅｌ８０８０、Ｍ６８００和Ｚ８０。第三代：１６位微机。时间：１９７８～１９８０年，其ＣＰＵ的代表是Ｉｎｔｅｌ８０８６、Ｍ６８０００和Ｚ８０００。第四代：３２位微机。时间：１９８１～１９９２年，其ＣＰＵ的代表是Ｉｎｔｅｌ８０３８６、Ｉｎｔｅｌ８０４８６、ＩＡＰＸ４３２等。第五代：６４位微机。时间：１９９３年至今，其ＣＰＵ的代表是ＩＢＭ的Ｐｏｗｅｒ和ＰｏｗｅｒＰＣ系列、ＨＰ的ＰＡＲＩＳＣ８０００系列等。

计算机已经成为了这个时代的命脉，网上购物、支付宝转账、视频电话等是通过计算机来控制的，可以说计算机几乎改变了我们生活中的方方面面，已经无法想象如果现在关闭计算机，会发生什么事情？从工业革命开始到现在，我们的生活就开始发生变化，生产能力的提高、规模的扩大、数量的增加、更加快捷方便的交通和通讯等。现如今的计算机也一样，从自动化农业到医疗设备到全球电子通讯、虚拟实现和自动驾驶等都离不开计算机，这就是我们的信息时代。当你看着你的手机，可能会觉得计算机很复杂，但是在计算机人士看来，他们只是通过许多抽象结构表现出来的复杂行为的产物。接下来让我们一起感受一下计算机的演化过程，层层拨开这复杂的外表吧！！！01早期是怎样计算的？最早被认可的计算设备是算盘，大约公元前2500年被发明，本质上就是一个手动计算器，用于帮助人们加减数字，还用于存储当前的计算状态，类似与现在的硬盘。算盘的出现是因为社会规模和需要记忆的数量太多，比如一个村的人或动物有多少。看一下下面这个图： 这就是一个算盘，每一行代表10的不同次方，最底部一行珠子表示一个基本单位10^0,，它上面那行就是10^1，再上面一行就是10^2，……以此类推。举个例子：先将最底部的三颗珠子移至最右边表示三头牛，如果再买4头牛，只需要再将最底下的珠子向右移4颗，总共是7个，如果又增加了5个，最底下的珠子就不够用了，这时，我们将最底下所有的珠子全部移回左边，将它上面这排的珠子向右移动1颗，表示10个，这时，再将最底下的珠子向右移动2颗，就表示12个，说明有12头牛。如果要用上面的方式计算1251，怎么计算呢？上面每行珠子应该各向右移动几颗？先自己算一下吧！不许偷看哦！好啦！看看1251的表示是不是和您想象的一样呢？看下图早期计算就是在做着类似上面描述的事情，不用在脑袋里做加减，算盘会为我们存储结果。那计算机一词是怎样来的呢？02“计算机”一词的来源早期计算机先驱Charles Babbage曾说：“每当人类知识增长并创造新工具时，人类劳动力会得到减缓”。在接下来的几千年里，人类开发了各种各样的计算设备，比如：星盘，用于计算纬度；或者直尺，用于测量长度或宽度。还有用于计算时间的、天体位置的、潮汐的、日出等设备，使之前费力的计算更加快速、简便和准确，也加快了信息处理。计算机一词最早出现在1613年Richard Braithwait发表的一本书中，Braithwait在他的书中写到：“我见到最精确的计算者是算术家，他能将长久之数化作简洁之数”。那时，"Computer"一词是指一个做计算的人，"Computer"们有时会有机器的帮助，而"Computer"不是指机器而是指一种职业，上面所说的那些设备并不叫计算机。这个"Computer"职位持续到19世纪末才开始转向了机器。03莱布尼茨乘法器的诞生莱布尼茨乘法器在上面的那些机器中，比较著名的机器是莱布尼茨乘法器，1694年由德国戈特弗里德·莱布尼茨制作的，这个机器的工作方式类似你车中的里程表，不断累加你的车走过的里程数的机器。莱布尼茨乘法器不仅可以计算加减法，还可以计算乘除法，而乘除法的计算也是许多加减法的累计，举个例子：用17除5，只要减5，再减5，再减5，当不能再减的时候，就得到：17=2x5+2。当然，上面的这个操作是莱布尼茨乘法器自动实现的，所以它也是第一台可以做加减乘除四种计算的机器。在那个年代，有这样一台机器是不是就可以了呢？答案是不可以的，为什么呢？继续给下看哦！！！虽然莱布尼茨乘法器可以做加减乘除四种计算，但是很多实际问题的计算还是很繁琐，这样就导致想要的结果可能需要手动操作莱布尼茨乘法器几小时或者几天才能算出结果，不仅浪费了时间而且还有昂贵的人力成本，所以很多人就通过预先计算编写了计算表，当你需要计算8676309的平方根的时候，直接可以在计算表里找答案。计算表04“计算之父”的来源1822年Charles Babbage提出了一种称为差分机的新型机械装置，一个可以近似多项式的更加复杂的机器，多项式描述了几个变量之间的关系，例如射程和大气压力，也可以用于近似对数和三角函数，这些函数用手计算是很麻烦的。1823年Charles Babbage开始制作差分机，经过20多年的努力后，差分机的制作很遗憾宣告失败。1991年历史学家根据Charles Babbage的草稿制成了差分机，而且还可以正常使用。在Charles Babbage制造差分机期间，还想象了一个更复杂的机器——分析机，它与差分机、莱布尼茨乘法器和其他以前的计算设备都不一样，它可以做很多事情，不限于计算，还可以按照顺序给出数据并进行操作，可以保存之前的数据和打印，同样，这台分析机也没有制造出来。但是这种可以通过一系列操作自动引导自身的概念却是跨越时代的，这也预示着计算机程序的产生，后来计算机科学家们将许多Charles Babbage的想法纳入他们的机器，这也是为什么Charles Babbage会被称为“计算之父”的原因。05打孔卡片制表机在19世纪末，计算设备被用于科学和工程领域中的特殊目的性任务，但它们在商业，政府和家庭生活中却很少见到。1890年美国政府因为人口普查面临一个严重问题，因为美国宪法要求每十年进行一次人口普查，在1880年的时候，移民让美国人口迅速增长，手工编制大概需要7年多的时间，而1890年的人口普查，如果手工编制，则需要13年的时间。为了解决上述问题，Herman Hollerith发明了一种打孔卡片制表机，打孔卡片制表机使用了传统的机械系统来计数，计数结构类似莱布尼茨的乘法器，但它是通过电动结构连接其他组件，使速度提高了手工制表的10倍，也大大缩短了人口普查的时间。也正是这个原因，各个企业开始关注和使用计算机。20时间中叶，由于世界人口暴涨和全球化贸易的兴起，要求数据处理的工具能更快更便捷，这也为计算机的发展奠定了一定的基础。关于这个话题，咱们下周继续讨论……

自约翰·冯·诺伊曼发明计算机以来，这一革命性、划时代性的发明对我们日常的生产生活，乃至各个方面，均产生了极为重要的影响，而且随着时代的发展，计算机也在不断的飞速的发展。科学计算是计算机最早的应用领域，是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数值计算问题，它源于美国军队的创新，当时美国国防部用它来进行军事方面的计算例如弹道、射程等地；第二代晶体管计算机采用的是现如今大家已经不熟悉的晶体管作为主要配件，在这一代计算机上，计算机在软件被设置的有了很大的进步，程序语言也出现了科学家研发的计算机高级语言，采用了类似监控的程序，可以说是如今操作系统的雏形。第三代计算机从1965年到1974年，它的特征是用集成电路代替了分立晶体管，从而使电子器件的集成度提高了，一般用的集成电路是小规模集成电路和中规模集成电路，在每平方毫米的面积上可以分布几十个晶体管，一些企业在当时很早便发现了计算机的妙用，走在了时代的前沿，将其利用到了企业管理等方面，应用领域相较前一代更广，已经产生了平民化的趋势。硬件系统与软件系统是电脑组成的两个重要部分众所周知，硬件系统与软件系统是电脑组成的两个重要部分，这两部分代表着计算机的全部，计算机的硬件组成中，最重要的部分便是cpu，任何事物的发展都存在着瓶颈，电脑的进步也不例外，其中电脑芯片的发展也成为制约着电脑更新换代脚步的重要因素，近几年来中国的芯片技术可谓迅猛发展，在国家的支持下，有“中国芯”旗下一系列芯片震撼登场，中国芯，拆分来看，就是中国的芯片。人们日常用的电脑高出了数倍的运算科学家通过不懈的努力，先是对所有电路元件的电流、电压乘积对时间进行积分，计算出了人造超导神经元的能耗，在计算出能耗之后，研究人员通过分析，发现由于超导电路消耗的能量少之又少，所以这种超导神经网络的运算效率已经可以与生物神经网络的运算效率相媲美，这一发现激起了人们的联想，甚至在AI人工智能方面的核心，也需要这种技术作为支撑。

在人类社会早期，人们用石子、竹片作筹码，记数并作简单的运算。以后随着生产的发展，产生了数学。我国古代数学家祖冲之，曾花了很多心血，用竹筹把圆周率计算精确到了8位数。到公元前450年，出现算盘、筹码进化为算盘珠，从而促进了生产的发展，便利了人们的生活。到近代，由于蒸汽机、电动机的发明和应用，算盘的计算早已无法适应产的发展和人们生活的需要。于是，电子计算机应运而生了。1945年底，美国人埃克特和莫希莱设计制造成功第一台电子计算机 ENIAC(电子数值积分和计算机)。这部机器采用十进位制，每秒钟运算5000次。匈牙利出生的美国数学家冯·诺伊曼改进了 ENIAC，采用二进位制，并把程序外插改为程序内存。1949年，英国首先研制成程序内存计算机，它可以贮存1000多个数据，这是第一代的电子计算机。1956年，用晶体管制成的电子计算机问世，这是第二代电子计算机。1964年，当晶体管被集成电路代替时，第三代电子计算机出现了。60年代末，每秒千万次的大型计算机投入使用。到了70年代，制成了每秒亿次以上的第四代计算机。如果说前4代的计算机是以构成它的元件来区别，那么，第五代计算机将以它的结构与过去各代计算机相区别。第五代计算机是日本工业部门的一个大型开发计划之一，经过1979-1981年三年间的调查研究之后，于1982年开始正式着手研制。现已由日本政府部门、产业界和学术界三方组成一个叫ICOT(新一代计算机技术研究所)的组织，以十年左右的时间研制成功。电子计算机的发明和应用，使工业面临一次新的技术革命。计算机最终将使工厂，变成无人自动化工厂。一些所谓灵活制造系统(FMS)已在日本、美国、西德等国投入使用，在日本名古屋附近的山琦公司的工厂里，有两条平行的数控机加工中心生产线，整个系统由一台PDP11=23微型机控制。美国洛克威尔公司下属的二个生产陀螺的工厂里，正在用机器人完成高精度的装配。该厂利用一个有5个轴可以转动的机器人，在人无法生存的环境(加压的纯氨气)中，以人无法达到的精度完成陀螺零件的清洗和前道装配。这个浑名叫“超净先生”的机器人，由AIM65单反微型机控制。在美国70万个农场中大约有3~5%的农户拥有微型计算机，主要用于记帐、家禽家备饲养管理和市场预测。1983年罗马教皇保罗一世回波兰访问时，随行的几位美国摄影记者除了带机外，还携带了便携微型机。记者们可以随时与万里以外的主编保待联系，以保证新闻的迅速传递。美国宇航局用徽型机，来进行生命科学的研究。研究人员利用一个经过改造的1nasi微型机对心脏或食管的信号进行快速的数学上所谓“傅利叶变换”。此外，运在天文数据采集系统中使用了“苹果”微型机。斯坦福大学的线性加速器中心(SLAC)也利用微型机来采集各种数据，对物理实验设备进行校准和监测，还用来控制加速器中粒子束的位置，因而使实验精度提高到前所未有的程度。现代科学技术的突飞猛进，特别是计算机科学技术的兴起，发现了世界上还存在能为人类社会发展起作用的第三种资源，这就是信息资源。(第一资源是象作物、日光等可再生资源、第二资源是象铁矿、石油等非再生资源)。信息是物质和能量的形态、结构、状态和特征等的反映。在计算机出现以前，信息主要是通过人的大脑活动进行处理，而计算机问世便使信息处理进入了一个全新阶段。美国是世界上，有效地开发信息资源而使第一和第二资源也开发得最好的国家。到1981年，美国拥有各种计算机200万台，每年的工作能力相当于400亿人的年工作量，而美国只有2亿人口，用人工不可能处理这样大量的信息。日本是一个第一和第二资源都缺乏的国家，但由于将信息的开发和利用作为国策，有效地升发了信息资源，从而较早地实现了现代化。同属岛国的英国，当年曾是工业草命时期的先锋，由于对信息资源的开发和利用不够，反而落到了日本后面。近30年来，凡是较好地利用信息资源的国家和地区都获得了显着的发展。在国民经济活动中大量采用计算机，进行信息处理效果显著。如果不去利用信息资源，必然造成大量产品积压，物质和商品流通缓慢，库存不断增大，资金周转不灵，甚至会造成经济失调，影响国民经济的发展。

计算机网络技术发展的第一阶段，也就是通信、计算机技术的首次结合是在20世纪50年代初的美国，美国的地面放空系统将测量控制设备和远程雷达连接到一台计算机上，是通过通信线路直接实现的，可谓是计算机网络技术的萌芽。到了1960年左右，美国航空公司再次尝试了用一台计算机来将美国全境内的两千多台计算机的飞机订票系统进行连接，从而实现了分多时用户和集中控制处理，至此，面向终端的联机系统应运而生。计算机网络技术发展的第二阶段要追溯到美苏冷战时期，美国为了对付苏联的核攻击威胁，美国国防部的下属远景研究规划局提出了一种全新的网络技术，也就是于1969年建立远程网络，即ARPA网。它不仅实现了整个美洲大陆之间的连接，就是一个单个的分组交换网，所有尝试连接它之上的主机都必须通过与就近的节点交换机相连来实现。计算机网络技术发展的第三阶段，也就是网络标准化的出现，形成于20世纪70年代中期，随着人们对于计算机在短距离通信的要求越来越高，以及微处理技术和微型计算机的出现和发展，LAN局域网诞生了。它的出现标志着计算机网络技术正式步入了标准化网络的时代。美国IBM公司还率先公布了相应的系统网络结构，也就是SNA标准；此后，DEC公司提出了数字网络体系结构，也就是DNA标准。社会应用|：第一，利于社会的交往。传统的社会交往方式主要是书信。随着计算机和网络技术的发展，人们间的交往通过网络瞬间就可以实现信息的传递，不受时空的限制，给人们的生活带来了极大的便利。第二，促进社会信息化。通过计算机网络技术可以实现数据的存储和资源的共享，对促进社会信息化有很大作用。第三，推动教育发展。目前计算机网络技术在教育上的应用也是非常广泛的，主要体现在以下两个方面：多媒体化和网络化。局域网是应用最广的一种网络，具有投资少、见效快等优点。第一，以太网作为局域网的主流，一般有三种比较常见的形式：支持细同轴电缆的10BASE2组网结构、支持粗同轴电缆的10BASE5组网结构和支持双绞线的10BASE-T组网结构。第二，令牌环网具有高度的实时性和适应性，而且还具有以下优势：优先访问权控制机制和令牌传输媒体访问控制方式。因此，令牌网就算在网络高负荷的情况下，也能满足用户对网络系统的需求。它在20世纪90年代的销售额尤为上升，甚至超过了以太网。ATM网络是一种在高速网络中进行数据交换和传递信息格式，也被称为异步传模式，实现了局域网与广域网之间的无缝连接。它采用了专门的转换器和ATM网卡，能够实现远程和近程的数据传输，是借助专门电话线路或者系统的通信环境来实现的。

一、计算机的定义与分类计算机俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。二、中国计算机行业发展现状分析根据国家统计数据显示，2012-2018年中国计算机整机产量最高的是2014年，产量为40576.7万台，同比增长7.72%。截止到2018年，中国计算机整机产量为35192.4万台，同比降低3.25%。2018年12月，中国计算机整机产量为3011万台，同比下降10.98%。资料来源：国家统计局，华经产业研究院整理资料来源：国家统计局，华经产业研究院整理从销量方面来看，2017年全功计算机整机销量为36043.4万台，同比增长9.45%，2018年全国计算机整机销量为34807.4万台，同比下降3.43%。资料来源：国家统计局，华经产业研究院整理2018年中国计算机整机产销率为98.9%，同比2017年下降了0.1个百分点。全国计算机整机期末库存比年初增加了2.1%。资料来源：国家统计局，华经产业研究院整理三、中国计算机行业出口情况分析2013-2016年，中国微型电脑出口量呈下降趋势，2016年之后中国微型电脑出口量有所回升，截止到2018年中国微型电脑出口量为999万台，同比增长4.17，出口金额为65.12亿美元，同比增长16.93%。资料来源：中国海关，华经产业研究院整理资料来源：中国海关，华经产业研究院整理2018年，中国便携式电脑出口量为14144万台，与2017年便携式电脑出口量基本持平，出口金额为745.31亿美元，同比增长8.24%。资料来源：中国海关，华经产业研究院整理资料来源：中国海关，华经产业研究院整理2015-2018年中国平板电脑出口量持续下降，截止到2018年中国平板电脑出口量为10877万台，同比降低11.83%，出口金额为213.52亿美元，同比增长2.51%。资料来源：中国海关，华经产业研究院整理资料来源：中国海关，华经产业研究院整理四、中国计算机行业发展趋势分析1、多元化在21世纪的今天，不管是从全球现状来看还是在国内现状来看，个人计算机已经的到全面普及。不仅如此，当前在生产和生活中，人类对于大型机、巨型机、中微型、小型机等不同型号和功能计算机的依赖程度和需求量在逐年上涨，人类要求其工作效率和工作精准度，甚至在创新水平上都要达到理想水平，因此当前科技水平范畴内，计算机应用早已形成了多元化趋势发展。不管是在军事、气象、天文、地质，还是在医学、教育，甚至是航天飞机和卫星轨道等领域，对巨型计算机尖端科技术也提出了更高和更精准的要求。相信在未来的发展过程中，人类会发现更多领域会需要用到计算机，并将使其投入到更加先进的理念当中。2、智能化目前的计算机已经能够代替人类进行部分脑力劳动和体力劳动，使其工作效率更高，工作效果更精准。虽然当前水平相对于人的逻辑能力则显得笨拙，但计算机的智能功能已然在日趋提升，例如无人操控生产车间、智能机器人、电子追踪定位系统等，此类计算机的应用不但大大降低生产成本，更可以提高工作效率，为人类的生活水平和社会服务水平的提高提供了高效的保障，同时也为人类文明的发展又推进了一大步。3、微型化原始形态的计算机具有体积大、功耗大、速度慢等特点，不仅如此其还存在存储容量小、可靠性差、维护困难和价格昂贵等缺点，随着技术不断推新，当前的计算机已经充分弥补的原始形态的不足，并在应用方面更高一筹。21世纪的人类对计算机使用的方便性又提出了更高的要求，例如手掌微型计算机和人类眼球内置微型计算机正在研发过程当中。相信在不就的未来，计算机的应用将会从形式、方法、概念等方面展现新的突破。4、专业化计算机的应用具备广泛化和专业化，其分布于工业、农业、科技、医疗、教育、军事、航空航天、服务、经济等社会各个角落，同时又有工控计算机、车载电脑、智能终端设备、医疗远程控制设备、高精度自动感应设备等具备特殊服务的功能。人类文明关键在于对生活和生产质量的提高，这就要求中国计算机应用水平要不断改革和创新，一方面要加大对计算机技术的研发，掌控核心专利技术，另一方面要迎合人类不同阶段的要求，并不断缩减与发达国家的差距。5、网络化由于计算机为载体的互联网在通信、交通、医疗、金融、教育等各行各业中得到了充分的利用，以至于我们的家庭生活中都离不开互联网。目前中国网络发展也日益倾向于整合以对抗外来竞争，例如计算机网、通信网、有线电视网在向着三网合一的方向进行建设；国外的先进互联网设备也将逐步入驻中国。所以对未来计算机网络发展将会面临巨大的挑战，必须将实现覆盖范围更广、同步加载更快、识别率更精准的优势，才能占据一席之地。

首先，计算机专业的发展方向取决于三个因素，其一是计算机技术的发展趋势；其二是行业领域对于计算机专业人才的需求趋势；其三是社会发展趋势和行业发展趋势。从当前计算机技术的发展趋势来看，未来五年，云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链、网络安全等方向会受到广泛的重视，计算机专业也会朝这些方向发展。实际上，当前计算机专业也正在逐渐向这些新兴技术领域倾斜，一部分教育资源相对比较强的高校也陆续开设了大数据和人工智能专业，相信未来更多的高校会开设人工智能专业。当前行业领域对于计算机专业人才的需求集中在两个大的方面，一方面需要具备创新能力的研发型人才，另一方面需要具备专业技能的技能型人才。目前研发型人才主要的培养方式是研究生教育，而普通本科教育也正在逐渐重视学生实践能力的培养，普通本科教育“职业化”是未来一个大的发展趋势。当前，在互联网行业纷纷向产业互联网领域发展的大背景下，创新型人才的需求量还是比较大的，所以当前计算机专业的学生可以考虑读一下研究生。当前大的行业发展趋势是产业结构升级，而网络化、智能化是当前产业结构升级的重要诉求之一，所以当前计算机专业的人才培养要与行业领域进一步结合。最后，虽然当前计算机专业的整体人才培养规模已经比较大了，但是目前在大数据、物联网、人工智能等新兴领域依然有较大的人才缺口，所以未来计算机专业的人才培养规模还有进一步扩大的空间。我从事互联网行业多年，目前也在带计算机专业的研究生，主要的研究方向集中在大数据和人工智能领域，我会陆续写一些关于互联网技术方面的文章，感兴趣的朋友可以关注我，相信一定会有所收获。如果有互联网、大数据、人工智能等方面的问题，或者是考研方面的问题，都可以在评论区留言，或者私信我！