计算机控制系统的发展方向1.计算机发展概述1946年2月，第一台电子计算机ENIAC在美国加州问世，ENIAC用了18000个电子管和86000个其它电子元件，有两个教室那么大，运算速度却只有每秒300次各种运算或5000次加法，耗资100万美元以上。

尽管ENIAC有许多不足之处，但它毕竟是计算机的始祖，揭开了计算机时代的序幕[5]。

计算机的发展到目前为止共经历了四个时代：（1）从1946年到1959年这段时期我们称之为“电子管计算机时代”。

第一代计算机的内部元件使用的是电子管。

由于一部计算机需要几千个电子管，每个电子管都会散发大量的热量，因此，如何散热是一个令人头痛的问题。

电子管的寿命最长只有3000小时7，计算机运行时常常发生由于电子管被烧坏而使计算机死机的现象。

第一代计算机主要用于科学研究和工程计算。

（2）从1960年到1964年，由于在计算机中采用了比电子管更先进的晶体管，所以我们将这段时期称为“晶体管计算机时代”。

晶体管比电子管小得多，不需要暖机时间，消耗能量较少，处理更迅速、更可靠。

第二代计算机的程序语言从机器语言发展到汇编语言。

接着，高级语言FORTRAN语言和cOBOL语言相继开发出来并被广泛使用。

这时，开始使用磁盘和磁带作为辅助存储器。

第二代计算机的体积和价格都下降了，使用的人也多起来了，计算机工业迅速发展。

第二代计算机主要用于商业、大学教学和政府机关。

（3）从1965年到1970年，集成电路被应用到计算机中来，因此这段时期被称为“中小规模集成电路计算机时代”。

集成电路（Integrated Circuit，简称r）是做在晶片上的一个完整的电子电路，这个晶片比手指甲还小，却包含了几千个晶体管元件。

第三代计算机的特点是体积更小、价格更低、可靠性更高、计算速度更快。

第三代计算机的代表是IBM公司花了50亿美元开发的IBM 360系列。

（4）从1971年到现在，被称之为“大规模集成电路计算机时代”。

第四代计算机使用的元件依然是集成电路，不过，这种集成电路已经大大改善，它包含着几十万到上百万个晶体管，人们称之为大规模集成电路（LargeScale lntegrated Circuit简称LSI）和超大规模集成电路（Very Large Scale Integrated Circuit简称VLSI）。

1975年，美国1BM公司推出了个人计算机PC（Personal Computer），从此，人们对计算机不再陌生，计算机开始深入到人类生活的各个方面。

2.计算机技术的现状与发展前景特点2.1多极化如今，个人计算机已席卷全球，但由于计算机应用的不断深入，对巨型机、大型机的需求也稳步增长，巨型、大型、小型、微型机各有自己的应用领域，形成了一种多极化的形势[2]。

如巨型计算机主要应用于天文、气象、地质、核反应、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术领域和国防事业领域，它标志一个国家计算机技术的发展水平。

目前运算速度为每秒几百亿次到上万亿次的巨型计算机已经投入运行，并正在研制更高速的巨型机。

2.2智能化智能化使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力，使计算机成为智能计算机。

这也是目前正在研制的新一代计算机要实现的目标。

智能化的研究包括模式识别、图像识别、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系统和智能机器人等。

目前，已研制出多种具有人的部分智能的机器人。

2.3网络化网络化是计算机发展的又一个重要趋势。

从单机走向联网是计算机应用发展的必然结果。

所谓计算机网络化，是指用现代通信技术和计算机技术把分布在不同地点的计算机互联起来，组成一个规模大、功能强、可以互相通信的网络结构。

网络化的目的是使网络中的软件、硬件和数据等资源能被网络上的用户共享。

目前，大到世界范围的通信网，小到实验室内部的局域网已经很普及，因特网（Internet）已经连接包括我国在内的150多个国家和地区。

由于计算机网络实现了多种资源的共享和处理，提高了资源的使用效率，因而深受广大用户的欢迎，得到了越来越广泛的应用。

2.4多媒体化多媒体计算机是当前计算机领域中最引人注目的高新技术之一。

多媒体计算机就是利用计算机技术、通信技术和大众传播技术，来综合处理多种媒体信息的计算机。

这些信息包括文本、视频图像、图形、声音、文字等。

多媒体技术使多种信息建立了有机联系，并集成为一个具有人机交互性的系统。

多媒体计算机将真正改善人机界面，使计算机朝着人类接受和处理信息的最自然的方式发展。

3.计算机技术对GIS发展趋势的影响地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的计算机系统[1]。

它由硬件、软件、数据和用户有机结合而构成。

它的主要功能是实现地理空间数据的采集、编辑、管理、分析、统计、制图的工具已逐步发展起来。

GIS技术依托的主要工具和平台是计算机及其相关设备。

进入90年代以来，随着计算机技术的发展, 计算机其微处理器的处理速度愈来愈快性能价格比更高; 其存储器能实现将大型文件映射至内存的能力,并且能存储海量数据。

此外, 随着多媒体技术、空间技术、虚拟实景、数字测绘技术、数据仓库技术、计算机图形技术三维图形芯片、大容量光盘技术及宽频光纤通讯技术的突破性进展，特别是消除数据通讯瓶颈的卫星互联网的建立，以及能够提供接近实时对地观测图象的高分辨、高光谱、短周期遥感卫星的大量发射，这些为GIS技术的广泛、深入应用展示了更加光明的前景。

同时, 也使当前的GIS已不能满足信息时代、数字时代的要求，目前GIS主要总体上呈现网络化、开放性、虚拟现实、集成化、空间多维性等发展趋势。

3.1网络化—网络GIS计算机网络技术的最新发展推动着当代GIS技术的快速更新和发展，使得在因特网上实现GIS应用日益引起人们的关注，建立万维网GIS(WWWW GIS 或Web GIS)是近年来GIS研究领域的一个热门话题。

Web GIS或互联网地理信息系统（Internet GIS）是当前GIS的一个重要发展方向。

目前，WWWGIS的建设面临四个方面的挑战：网上数据发布、网上数据互操作、网上数据采掘和网上数据管理及安全性。

与传统的GIS相比，Web GIS具有以下特点：(1)适应性强Web GIS是基于互联网的，因而是全球的，能够在不同的平台运行。

(2)应用面广网络功能将使Web GIS应用到整个社会，真正实现GIS的无所不能，无处不在。

(3)现实性强地理信息的实时更新在网上进行，人们能得到最新信息和最新动态。

(4)维护社会化数据的采集、输入、空间信息的分析与发布将是在社会协调下运作，对其维护将是社会化，减少重复的劳动。

(5)使用简单用户可以直接从网上获取所需要的各种地理信息，直接进行各种地理信息的分析，而不用关心空间数据库的维护和管理。

网络GIS可实现网上发布、浏览、下载，实现基于Web的GIS查询和分析。

尽管目前已有多家国内外公司推出Web GIS,总地来说，Web GIS尚处在试验研究阶段，其最终目标是应能实现GIS与WWW技术的有机结合，GIS通过WWW成为大众使用的技术和工具。

3.2开放性—开放式GIS开放式地理信息系统（Open GIS）是指在计算机和通信环境下，根据行业标准和接口（Interface）所建立起来的地理信息系统。

它不仅使数据能在应用系统内流动，还能在系统间流动。

Open GIS是为了使不同的地理信息系统软件之间具有良好的互操作性，以及在异构分布数据库中实现信息共享的途径。

为此，Open GIS要具有下列特点：(1)互操作性：不同地理信息系统软件之间连接、信息交换没有障碍。

(2)可扩展性：硬件方面，可在不同软件、不同档次的计算机上运行，其性能和硬件平台的性能成正比；软件方面增加新的地学空间数据和地学数据处理功能。

(3)技术公开性：开放的思想主要是对用户公开，公开源代码及规范说明是重要的途径之一。

(4)可移植性：独立于软件、硬件及网络环境，不需修改便可在不同的计算机上运行。

除此之外，还有诸如兼容性、可实现性、协同性等特点。

为了研究和开发Open GIS技术，1996年在美国成立的开放地理信息联合会主要研究和建立了开放式地理数据交互操作规程（OGIS，Open Geodata Interoperable Specification）。

OGIS是为了寻找一种方式，将地理信息系统技术、分布处理技术、面向对象方法、数据库设计及实时信息获取方法更有效地结合起来。

基于OGIS规范制订的开放系统模型是一种软件工程和系统设计方法，这种方法应用于GIS领域，侧重于改变当前GIS模型中特定的应用系统及其功能与它内部数据模型及数据格式紧密捆绑的现状。

当然，OGIS只是对Open GIS定义了抽象的互操作规程，具体如何实现，还需采用分布式对象的技术，通过Acrobat、OLE、ActiveX、Java等语言实现。

Open GIS技术将使GIS始终处于一种组织、开放式的状态，真正成为服务于整个社会的产业以及实现地理信息的全球范围内的共享与互操作，是未来网络环境下GIS技术发展的必然趋势。

4. 计算机最新发展多样化4.1无线化追求自由一直是人类的梦想，计算机的无线化风潮同样也是人们梦寐以求的。

与现在笔记本讲的“无线你的无限”有所不同的是:未来的计算机将实现网络和设备间的无线连接，这将意味着未来在家中使用台式机比现在的笔记本还方便，因为显示器与主机之间也是通过无线来连接的，使用起来有点像现在的TabletPC。

实现这种梦想的技术称为UWB (UltraWideband)技术，它是一种与其它技术有很大不同的无线通信技术，可以为无线局域网WLAN和个人局域网 PAN的接口卡和接人技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术，所以INTEL公司称其为“无线USB”，希望能够成为计算机与计算机，或是计算机与消费电子产品(如数字相机)间高频宽的无线连结。

UWB的传输速度在相对较短的距离内(大约是15英尺)可达400至50oMbps 之间，目前超级宽带技术已经能够使两个相距30英尺的设备通过无线方式以100MbPs的速度传播信号。

在最近进行的实验中，Xtremespectrum利用其芯片同时向6台电视机传送不同的数字化电视信号。

但是目前只有30英尺的传输距离，使得UWB技术还无法与802.11等其他技术竞争家用网络市场[6]。

4.2专业化其实并不是每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成，有时候采用高性能的计算机甚至还有可能带来麻烦，因为高性能势必带来高能耗、高发热量等不良的负面效应。