计算机的发展与展望
秦朗2011010951 关键词:计算机,历史,E生活,计算机展望
计算机,顾名思义,就是用来进行计算的机器,普通人很难用心算解决复杂到一定程度的问题,这时候,就需要一种能够辅助人类运算的工具——计算机。
那么计算机是怎样产生和发展?它对我们的生活有什么影响?未来的发展趋势又如何?这就是我在下文要说明的问题。
计算机的发展
计算机的发展分为几个阶段:
机械计算机:
算盘也属于计算机,在加减运算方面甚至还要强于现代计算机。
机械计算机还宝库奥文艺复兴后,欧洲出现的机械计算机的思潮、探索直至机械计算机的代表性成果:1878年瑞典裔发明家奥涅尔发明的手摇计算机:手摇计算机通过齿轮进行机械运算,可以进行四则和简单的指数运算。
这种计算机甚至帮助中国科学家进行了第一次原子弹研究的计算。
而后,数据存储成为计算机向更高位数发展的标志,可操作性也提上日程。
这方面的发明包括穿孔卡片存储(这个设想在1843年就被英国人Charles Babbage提出,直到八十年代才得到承认)和按键计算机(1886芝加哥Dorr E. Felt)。
其中穿孔卡片在后来的电子计算机上还在应用,直到1953年被磁带取代。
机械计算机的主要缺点在于计算缓慢,繁琐。
晶体管计算机
众所周知,没有晶体管,就没有电子计算机。
1904年,英国科学家弗莱明造出了世界上第一个电子二极管,其后三十年间,计算机的机械部分逐渐被电子取代,1935年计算机巨头IBM推出穿孔卡片的601计算机,
在这一时期,计算机的原理和理论基本形成。
1936图灵发表著名的《论数字计算在决断难题中的应用》,提出用能计算所有函数的“图灵机”。
四十年代,冯诺依曼提出二进制计算和逻辑线路。
二人提出的这些理论至今仍然是计算机世界的“真理”。
真空电子管只是计算机发展的一个过渡,真正让电子计算腾飞的是1947年晶体管的出现。
晶体管大大减少了真空管的体积、散热问题。
使得计算机能够向更快更小发展,于是一个发明彻底改变了计算机的面貌——集成电路。
集成电路计算机
集成电路没有改变计算机的原理,但它确实是计算机发展历史上的里程碑:集成电路让计算机更小,更便宜。
1960年出现的光刻工艺让计算机芯片的制造只需要在平面硅片上刻出CMOS半导体管,这使得芯片的成本由芯片的大小决定而不是半导体管的数量决定!多么神奇!而蚀刻工艺则是集成电路的基础,不是组装电路,而是去掉非电路的部分,再将器件焊接上去,真正的把电子计算机的制造搬上流水线。
在后来的日子,处理器的晶体管数目以每十八个月翻一番的速度爆炸式的增长,计算机的进步也正式进入快车道。
这就是过去计算机发展的主题情况。
计算之外?
E生活
计算机除了计算之外还能干什么?
1978年,Taito公司做出了回答,它推出的首款街机游戏太空入侵者向世人证明:计算机并不只能计算导弹弹道。
从计算到软件,计算机渐渐偏离的它出现的初衷,却也在改变这个世界。
现代计算机中,硬件操作之上是机器语言,直接指挥硬件;然后是高级语言,主要用来编辑程序;再上是操作系统,调配资源;最后才是我们使用的——电脑软件。
今天,应用电脑软件,我们可可以查看、编辑照片;可以听歌、看视频;规划日程;与人联系:可以做你能想到的一切,包括打开浏览器让百度帮你写一篇论文。
我们不知道怎么直接让计算机计算复变函数,但这并不影响我们百度一下得到题目答案:这就是当代计算机的魅力,也是互联网的魅力。
互联网
互联网是什么?就是把计算机用数据线连起来,让计算机可以进行信息交流。
互联网的发展经历三个阶段:交流——服务——交流,开始的交流仅仅是为了数据的传输,而后的服务则使得人们可以从服务器上获得服务(包括信息,存储等等),而服务的发展让互联网重新回到交流上来,这一个交流显然与之前机械式的计算机数据交流不同,而是用户与用户之间的交流:p2p技术、bt技术、即时通信(IM)、微博皆基于此。
颇有些见山还是山的味道。
与此相同的,计算机的发展同样回到计算上来,不过此时的计算已经变为基于网络的“云计算”:不需要传统意义上的硬盘内存处理器,只要有键盘和显示器和一根网线,就可以获得一切:这就是我们要的计算机。
展望未来
说到计算机,就不得不提到两个人:图灵和冯·诺依曼
图灵的主要贡献首先在于计算机本身,他告诉我们有那么一个机器,可以极快的做出我们能想到的任何运算,这就是“图灵机”,这是一个理想模型,但却描绘了计算的未来。
另一方面,图灵提出了“机器思维”(人工智能)的概念,提出了图灵测试:“如果机器在某些现实的条件下,能够非常好地模仿人回答问题,以至提问者在相当长时间里误认它不是机器,那么机器就可以被认为是能够思维的。
”被誉为“人工智能之父”
而冯·诺依曼则是二级制和程序内存的首要支持者,提出了现代计算机的基本工作原理是存储程序和程序控制,《关于EDVAC的报告草案》提出了计算机的五个组成部分:运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备,至今冯诺依曼体系机构仍是最主流的计算机设计思想。
我们可以从图灵和冯·诺依曼的理论中看到计算机的未来:在运算上,未来的计算机必然会越来越智能化,向着图灵人工智能的梦想发展;而在结构上,未来计算机必然会摆脱冯诺依曼体系机构束缚,向着交互与简单的方向发展;在外部体现上,则会体现人性化的思想。
或许哪一天,计算机就可以领会人类的心……
参考文献;百度百科;
电脑史话/姚诗煌,朱长超编著/江苏科学技术出版社, 1985。