淺談計(jì)算機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r

摘要：針對計(jì)算機(jī)現(xiàn)階段的發(fā)展，對計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度快；計(jì)算精度高；具有“記憶”能力；具有邏輯判斷能力；具有在程序的控制下自動工作的能力；計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)；過程控制；人工智能等特點(diǎn)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；精度高；邏輯判斷

計(jì)算機(jī)自上世紀(jì)以來發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟了，它已經(jīng)走進(jìn)了我們的生活，走進(jìn)了千家萬戶。那它是怎樣發(fā)展起來的？以及今后會發(fā)展到什么程度？它又有哪些特點(diǎn)？

進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為科技的先導(dǎo)技術(shù)之一得到了飛躍發(fā)展，超級并行計(jì)算機(jī)技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)等相互滲透，改變了人們使用計(jì)算機(jī)的方式，從而使計(jì)算機(jī)幾乎滲透到人類生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域，對工業(yè)和農(nóng)業(yè)都有極其重要的影響。計(jì)算機(jī)能在程序控制下自動連續(xù)地高速運(yùn)算。由于采用存儲程序控制的方式，因此一旦輸入編制好的程序，啟動計(jì)算機(jī)后，就能自動地執(zhí)行下去直至完成任務(wù)。計(jì)算機(jī)采集檢測數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對控制對象的自動控調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)有效的控制。過程控制，所涉及的范圍廣，如工業(yè)，交通運(yùn)輸?shù)淖詣涌刂疲瑢?dǎo)彈，人造衛(wèi)星，飛機(jī)的跟綜與控制，用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對控制對象進(jìn)行自動控制或采用自動調(diào)節(jié)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過程控制，不僅大大提高了控制的自動化水平，而且大大提高了控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。過程控制的特點(diǎn)是及時(shí)收集并檢測數(shù)據(jù)，按最佳值調(diào)節(jié)控制對象。在電力、機(jī)械制造、化工、冶金、交通等部門采用過程控制，可以提高勞動生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、自動化水平和控制精確度，減少生產(chǎn)成本，減輕勞動強(qiáng)度。在軍事上，可使用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制導(dǎo)彈根據(jù)目標(biāo)的移動情況修正飛行姿態(tài)，以準(zhǔn)確擊中目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)內(nèi)部電路組成，可以高速準(zhǔn)確地完成各種算術(shù)運(yùn)算。當(dāng)今計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算速度已達(dá)到每秒萬億次，微機(jī)也可達(dá)每秒億次以上，使大量復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算問題得以解決。例如：衛(wèi)星軌道的計(jì)算、大型水壩的計(jì)算、24小時(shí)天氣算需要幾年甚至幾十年，而在現(xiàn)代社會里，用計(jì)算機(jī)只需幾分鐘就可完成。計(jì)算機(jī)能以極快的速度進(jìn)行計(jì)算。現(xiàn)在普通的微型計(jì)算機(jī)每秒可執(zhí)行幾十萬條指令，而巨型機(jī)則達(dá)到每秒幾十億次甚至幾百億次。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度還在提高。例如天氣預(yù)報(bào)，由于需要分析大量的氣象資料數(shù)據(jù)，單靠手工完成計(jì)算是不可能的，而用巨型計(jì)算機(jī)只需十幾分鐘就可以完成。計(jì)算機(jī)作為一種計(jì)算工具，科學(xué)計(jì)算是它最早的應(yīng)用領(lǐng)域，也是計(jì)算機(jī)最重要的應(yīng)用之一。在科學(xué)技術(shù)和工程設(shè)計(jì)中存在著大量的各類數(shù)字計(jì)算，如求解幾百乃至上千階的線性方程組、大型矩陣運(yùn)算等。這些問題廣泛出現(xiàn)在導(dǎo)彈實(shí)驗(yàn)、衛(wèi)星發(fā)射、災(zāi)情預(yù)測等領(lǐng)域，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、計(jì)算工作復(fù)雜。在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、天文等眾多學(xué)科的科學(xué)研究中，經(jīng)常遇到許多數(shù)學(xué)問題，這些問題用傳統(tǒng)的計(jì)算工具是難以完成的，有時(shí)人工計(jì)算需要幾個月、幾年，而且不能保證計(jì)算準(zhǔn)確，使用計(jì)算機(jī)則只需要幾天、幾小時(shí)甚至幾分鐘就可以精確地解決。所以，計(jì)算機(jī)是發(fā)展現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)必不可少的重要工具。由于計(jì)算機(jī)采用高速電子器件，因此計(jì)算機(jī)能以極高的速度工作隨著科技發(fā)展，此速度仍在提高。

計(jì)算機(jī)不僅能進(jìn)行精確計(jì)算，還具有邏輯運(yùn)算功能，能對信息進(jìn)行比較和判斷。計(jì)算機(jī)能把參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)、程序以及中間結(jié)果和最后結(jié)果保存起來，并能根據(jù)判斷的結(jié)果自動執(zhí)行下一條指令以供用戶隨時(shí)調(diào)用。電子計(jì)算機(jī)具有以往計(jì)算機(jī)無法比擬的計(jì)算精度，目前已達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后上億位的精度。在科學(xué)的研究和工程設(shè)計(jì)中，對計(jì)算的結(jié)果精確度有很高的要求。一般的計(jì)算工具只能達(dá)到幾位數(shù)字，而計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)處理結(jié)果精確度可達(dá)到十幾位、幾十位有效數(shù)字，根據(jù)需要甚至可達(dá)到任意的精度。由于計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)，因此其精確度主要取決于計(jì)算機(jī)的字長，字越長，有效位數(shù)越多，精確度也越高。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要高度精確的計(jì)算。計(jì)算機(jī)控制的導(dǎo)彈之所以能準(zhǔn)確地?fù)糁蓄A(yù)定的目標(biāo)，是與計(jì)算機(jī)的精確計(jì)算分不開的。一般計(jì)算機(jī)可以有十幾位甚至幾十位（二進(jìn)制）有效數(shù)字，計(jì)算精度可由千分之幾到百萬分之幾，是任何計(jì)算工具所望塵莫及的。

計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存儲器具有記憶特性，可以存儲大量的信息，這些信息，不僅包括各類數(shù)據(jù)信息，還包括加工這些數(shù)據(jù)的程序。自動化程度高：由于計(jì)算機(jī)具有存儲記憶能力和邏輯判斷能力，所以人們可以將預(yù)先編好的程序組納入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，在程序控制下，計(jì)算機(jī)可以連續(xù)、自動地工作，不需要人的干預(yù)。信息處理又稱數(shù)據(jù)處理，它是指信息的收集、分類、整理、加工、存儲等一系列活動的總稱。所謂信息是指可被人類感受的聲音、圖像、文字、符號、語言等。是指對科研，生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)活動中的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，存儲，加工，傳輸和輸出等活動的總稱。信息處理是目前計(jì)算機(jī)最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，這類處理也許并不復(fù)雜，但需用處理數(shù)據(jù)量卻非常大。人事管理，人口統(tǒng)計(jì)，倉庫管理，銀行業(yè)務(wù)，文獻(xiàn)檢索，預(yù)訂機(jī)票都屬于信息處理的問題，而各類為公室自動化，管理信息系統(tǒng)，專家系統(tǒng)則是用于信息處理的軟件，會計(jì)電算化屬于信息處理的應(yīng)用領(lǐng)域。數(shù)據(jù)處理還可以在計(jì)算機(jī)上加工那些非科技工程方面的計(jì)算，管理和操縱任何形式的數(shù)據(jù)資料。其特點(diǎn)是要處理的原始數(shù)據(jù)量大，而運(yùn)算比較簡單，有大量的邏輯與判斷運(yùn)算。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，數(shù)據(jù)處理所占的比重最大。其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，如人口統(tǒng)計(jì)、辦公自動化、企業(yè)管理、郵政業(yè)務(wù)、機(jī)票訂購、情報(bào)檢索、圖書管理、醫(yī)療診斷等人是有思維能力的。而思維能力本質(zhì)上是一種邏輯判斷能力。計(jì)算機(jī)借助于邏輯運(yùn)算，可以進(jìn)行邏輯判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果自動地確定下一步該做什么。計(jì)算機(jī)的存儲系統(tǒng)由內(nèi)存和外存組成，具有存儲和“記憶”大量信息的能力，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的內(nèi)存容量已達(dá)到上百兆甚至幾千兆，而外存也有驚人的容量。如今的計(jì)算機(jī)不僅具有運(yùn)算能力，還具有邏輯判斷能力，可以使用其進(jìn)行諸如資料分類、情報(bào)檢索等具有邏輯加工性質(zhì)的工作。計(jì)算機(jī)把處理信息的過程表示為由許多指令按一定次序組成的程序。計(jì)算機(jī)具備預(yù)先存儲程序并按存儲的程序自動執(zhí)行而不需要人工干預(yù)的能力，因而自動化程度高。計(jì)算機(jī)的存儲器具有存儲、記憶大量信息的功能，這使計(jì)算機(jī)有了“記憶”的能力。目前計(jì)算機(jī)的存儲量已高達(dá)千兆乃至更高數(shù)量級的容量，并仍在提高，其具有“記憶”功能是與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的一個重要區(qū)別。計(jì)算機(jī)不進(jìn)具有基本的算術(shù)能力，還具有邏輯判斷能力，這使計(jì)算機(jī)能進(jìn)行諸如資料分類、情報(bào)檢索等具有邏輯加工性質(zhì)的工作。這種能力是計(jì)算機(jī)處理邏輯推理的前提。endprint

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)是指利用計(jì)算機(jī)來幫助人類完成一些相關(guān)的工作，主要包括計(jì)算要輔助設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM），計(jì)算機(jī)輔助科教學(xué)（CAI），計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE），等等。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，CAD）是指使用計(jì)算機(jī)的計(jì)算、邏輯判斷等功能，幫助人們進(jìn)行產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)。它能使設(shè)計(jì)過程自動化，設(shè)計(jì)合理化、科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化，大大縮短設(shè)計(jì)周期，以增強(qiáng)產(chǎn)品在市場上的競爭力。CAD技術(shù)已廣泛應(yīng)用于建筑工程設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)、機(jī)械制造設(shè)計(jì)、船舶設(shè)計(jì)等行業(yè)。使用CAD技術(shù)可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)自動化水平。例如，CAD在航空，機(jī)械，建筑，服裝，電子，等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)的自動化程度。計(jì)算機(jī)輔助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）是指利用計(jì)算機(jī)通過各種數(shù)值控制生產(chǎn)設(shè)備，完成產(chǎn)品的加工、裝配、檢測、包裝等生產(chǎn)過程的技術(shù)。將CAD進(jìn)一步集成形成了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)自動化。利用CAM可提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和降低勞動強(qiáng)度。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（Computer Aided Instruction，CAI）是指將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及學(xué)生的學(xué)習(xí)情況等存儲在計(jì)算機(jī)中，幫助學(xué)生輕松地學(xué)習(xí)所需要的知識。它在現(xiàn)代教育技術(shù)中起著相當(dāng)重要的作用。除了上述計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)外，還有其他的輔助功能，如計(jì)算機(jī)輔助出版、計(jì)算機(jī)輔助管理、輔助繪制和輔助排版等。

計(jì)算機(jī)人工智能（AI）是指利用計(jì)算機(jī)模擬人類的智能活動，使計(jì)算機(jī)具有判斷，理解，學(xué)習(xí)，問題求解的能力。目前人工智能的研究已取得一些成果，如在醫(yī)療診斷，文字翻譯，密碼分析，智能機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用都有突破。機(jī)器人是人工智能技術(shù)的另一個重要應(yīng)用。目前，世界上有許多機(jī)器人工作在各種惡劣環(huán)境，如高溫、高輻射、劇毒等。機(jī)器人的應(yīng)用前景非常廣闊。現(xiàn)在有很多國家正在研制機(jī)器人。人工智能（Artificial Intelligence，AI）是用計(jì)算機(jī)模擬人類的智能活動，如判斷、理解、學(xué)習(xí)、圖像識別、問題求解等。它涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、仿生學(xué)、神經(jīng)學(xué)和心理學(xué)等諸多學(xué)科。在人工智能中，最具代表性、應(yīng)用最成功的兩個領(lǐng)域是專家系統(tǒng)和機(jī)器人。計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)是一個具有大量專門知識的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。它總結(jié)了某個領(lǐng)域的專家知識構(gòu)建了知識庫。根據(jù)這些知識，系統(tǒng)可以對輸入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行推理，做出判斷和決策，以回答用戶的咨詢，這是人工智能的一個成功的例子。

微型計(jì)算機(jī)除了具有上述特點(diǎn)外，還具有體積小、重量輕、耗電少、維護(hù)方便、可靠性高、易操作、功能強(qiáng)、使用靈活、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)還能代替人做許多復(fù)雜繁重的工作。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)連續(xù)無故障運(yùn)行時(shí)間可達(dá)到幾十萬小時(shí)以上，具有極高的可靠性。例如，安裝在宇宙飛船上的計(jì)算機(jī)可以連續(xù)幾年時(shí)間可靠地運(yùn)行。計(jì)算機(jī)應(yīng)用在管理中也具有很高的可靠性，而人卻很容易因疲勞而出錯。另外，計(jì)算機(jī)對于不同的問題，只是執(zhí)行的程序不同，因而具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和通用性。用同一臺計(jì)算機(jī)能解決各種問題，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。

綜上所述計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)有：運(yùn)算速度快；計(jì)算精度高；具有“記憶”能力；具有邏輯判斷能力；具有在程序的控制下自動工作的能力； 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)；過程控制；人工智能。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊秀清，《移動通信技術(shù)》，人民郵電出版社，2010年12月.

[2]陶亞雄，《現(xiàn)代通信原理》，電子工業(yè)出版社，2008年12月.

[3]羅文興，《移動通信技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2010年6月

[4]廠達(dá)，《新型筆記本電腦》，人民郵電出版社，2010年4月.

[5]韓雪濤，《筆記本電腦維修技能》，機(jī)械工業(yè)出版社，2011年4月.

作者簡介：

崔亞婷（1990-），女，河南科技學(xué)院高職學(xué)院電子系，助教，研究方向：數(shù)據(jù)庫處理；endprint