第二章《计算机的发展及应用》

计算机的发展史

计算机的产生和发展

世界上第一台电子计算机 ENIAC(1946)

1943年，第二次世界大战后期，因战争的需要，美国国防部批准了由Pennsyivania大学John Mauchly教授和John Presper Eckert工程师提出的建造一台用电子管组成的电子数字积分机和计算机（ENIAC）计划

 ENIAC的出现不但实现了一台通用计算机的目标，而且标志计算工具进入了一个崭新的时代，是人类文明发展史中的一个里程碑。仅仅半个世纪，计算机已经使人类社会从工业化社会发展到了信息化社会。

现代计算机生产的驱动力：需求

微型计算机的出现和发展

 Moore 定律：微芯片上集成的晶体管数目每三年翻两番。

 软件技术的兴起和发展

• 各种语言：
  • 机器语言 面向机器
  • 汇编语言 面向机器
  • 高级语言 面向用户（问题）
• 系统软件：
  • 语言处理程序：汇编程序 编译程序 解释程序；
  • 操作系统：DOS 、UNIX 、Windows、 Linux 、Kylin Linux；
  • 服务性程序：装配 调试 诊断 排错；
  • 数据库管理系统：数据库和数据库管理软件；
  • 网络软件；
• 软件发展的特点：
  • 开发周期长；
  • 制作成本昂贵；
  • 检测软件产品质量的特殊性；

计算机的应用

• 科学计算和数据处理
• 工业控制和实时控制
• 网络技术的应用
  • 电子商务
  • 网络教育
  • 敏捷制造
• 虚拟现实
• 办公自动化和管理信息系统
• CAD/CAM/CIMS(计算机辅助设计/计算机辅助制造/计算机集成制造系统)
• 多媒体技术
• 人工智能

计算机的展望

• 计算机具有类似人脑的一些超级智能功能
  • 要求计算机的速度要足够快
• 芯片集成度的提高受以下三方面的限制
  
  • 芯片集成度受物理极限的制约
    
  • 按几何级数递增的制作成本
    
  • 芯片的功耗、散热、线延迟
• 替代传统的硅芯片
  
  • 光计算机：利用光子取代电子进行运算和存储
    
  • DNA生物计算机：：通过控制DNA分子间的生化反应
    
  • 量子计算机：利用原子所具有的量子特性