計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)與思考

時(shí)間:2022-02-07 02:50:20

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計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)與思考

1前言

1946年全球首臺(tái)計(jì)算機(jī)埃尼阿克(ENIAC)在美國(guó)誕生。埃尼阿克由四位科學(xué)家和四位工程師共同開發(fā)。埃尼阿克使用了18000個(gè)電子管和1500個(gè)繼電器,其體重多達(dá)30噸,占地面積達(dá)170平方米,體積達(dá)到90立方米,可以想象其是多么的巨大,兩間教室才能存放,是一個(gè)地地道道的龐然大物。

2計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由軟件和硬件兩部分組成,其中硬件包含外部設(shè)備、存儲(chǔ)器、中央處理器等;軟件包含相應(yīng)的文檔和運(yùn)行程序。計(jì)算機(jī)可以做許多人難以完成的事情,例如數(shù)學(xué)上的四色難題、天氣預(yù)報(bào)、數(shù)字排列等等。在沒(méi)有出現(xiàn)計(jì)算機(jī)以前,這些都需要人工操作,技術(shù)的難度和許多的運(yùn)算是難以想象的。人和計(jì)算機(jī)的區(qū)別在于人開發(fā)了計(jì)算機(jī)。人能有記憶能力和計(jì)算能力,計(jì)算機(jī)有存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器;人有聽和看的能力,計(jì)算機(jī)有輸入設(shè)備;人有寫和讀的能力,計(jì)算機(jī)有輸入設(shè)備。計(jì)算機(jī)有許多人有的能力,有許多人沒(méi)有的能力,人也有許多計(jì)算機(jī)沒(méi)有的能力。通過(guò)以上三類比較,我們通常稱計(jì)算機(jī)為電腦[1]

3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

3.1計(jì)算機(jī)硬件

計(jì)算機(jī)的硬件是光電和機(jī)械原件的總稱。計(jì)算機(jī)由外部連接設(shè)備和機(jī)箱組成,機(jī)箱包含電源、連接線、各種擴(kuò)展卡、光驅(qū)、驅(qū)動(dòng)器、主板、內(nèi)存和CPU。計(jì)算機(jī)由五個(gè)部件組成:輸出設(shè)備、輸入設(shè)備、存儲(chǔ)器、控制器和運(yùn)算器。運(yùn)算器是由寄存器、狀態(tài)寄存器、累加器、算數(shù)邏輯單元組成,基本功能為乘、除、加、減運(yùn)算和或、與、非邏輯操作,中央處理器分為運(yùn)算器和控制器;數(shù)據(jù)和程序存放在存儲(chǔ)器里,是計(jì)算機(jī)的記憶設(shè)備;輸入設(shè)備包含語(yǔ)音輸入、游戲桿、手寫輸入版、光筆、掃描儀、攝像頭、鼠標(biāo)、鍵盤等,是計(jì)算機(jī)和用戶進(jìn)行交流的重要設(shè)備;數(shù)據(jù)輸出顯示、控制設(shè)備、聲音、打印等成為輸出設(shè)備,聲音、圖像、字符、數(shù)字通過(guò)信息或數(shù)據(jù)的形式傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上;計(jì)算機(jī)的核心且必備的部件是由中央處理器控制器和運(yùn)算器組成的。

3.2計(jì)算機(jī)軟件

軟件實(shí)現(xiàn)硬件和用戶之間的交流。社會(huì)中無(wú)論做什么都有其該有的程序,例如開會(huì),開會(huì)要有其正常的流程,就算做一個(gè)計(jì)算題也要有流程。解決不同的問(wèn)題其程序是不同的,計(jì)算機(jī)的程序也是一樣的。計(jì)算機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中文檔和程序,程序是在計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作的,文檔是闡述資料給人看的。計(jì)算機(jī)軟件分為應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件,應(yīng)用軟件包含管理軟件、游戲軟件、工具軟件等,如我們的QQ、office、瀏覽器等。系統(tǒng)軟件包含Unix、Windows等,驅(qū)動(dòng)硬件運(yùn)動(dòng)的程序[2]。

4計(jì)算機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀

從全球首臺(tái)計(jì)算機(jī)埃尼阿克1946年于美國(guó)誕生至今,計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了六十多年。計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了4代變革,集成電路、晶體管、電子管和大規(guī)模集成電路,每一次新的突破都給予每一代變革。

4.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)與人比較具有運(yùn)算精度高、速度快,存儲(chǔ)的信息數(shù)據(jù)較為清晰明確的優(yōu)點(diǎn),能夠完成一些人完成不了的事情,例如衛(wèi)星軌道計(jì)算等。但是無(wú)論計(jì)算機(jī)如何的高速發(fā)展,如何的智能化也代替不了人工智能,計(jì)算機(jī)的發(fā)展只會(huì)越來(lái)越方便于人類,因?yàn)橛?jì)算機(jī)是人類發(fā)明的。

4.2應(yīng)用領(lǐng)域

計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用在各行各業(yè),具備邏輯判斷和高速運(yùn)算能力。二十世紀(jì)中期,計(jì)算機(jī)主要用于實(shí)時(shí)控制,例如石油化工、電力、機(jī)械、冶金等行業(yè)。計(jì)算機(jī)的人工智能,如智能搜索、模式識(shí)別、專家系統(tǒng)、機(jī)器人等先進(jìn)的前沿科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于人們?nèi)粘I钪谐R姷你y行、政府機(jī)關(guān)等。

5計(jì)算機(jī)發(fā)展的趨向

計(jì)算機(jī)未來(lái)的發(fā)展方向主要有兩個(gè)———巨型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)未來(lái)無(wú)論往哪個(gè)方向發(fā)展都離不開先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。

5.1超級(jí)計(jì)算機(jī)超級(jí)計(jì)算機(jī)是存儲(chǔ)量最大、運(yùn)算速度最快、功能最強(qiáng)的計(jì)算機(jī),多用于國(guó)家尖端的科研方面,超級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)國(guó)家的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用,是一個(gè)國(guó)家科技的證明,是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和科技發(fā)展的重要標(biāo)志。

5.2微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)具有使用方便、價(jià)格便宜、靈活性高、體積小的特點(diǎn),是未來(lái)計(jì)算機(jī)微型化發(fā)展的方向。微型計(jì)算機(jī)具備一部分人腦功能。從埃尼阿克誕生時(shí)體積龐大的90立方米到現(xiàn)今小巧靈活的掌上電腦,以及更先進(jìn)的電腦手表等,計(jì)算機(jī)越來(lái)越小,要求的科技含量越來(lái)越高。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)外有三個(gè)層次:微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),但各層次不具備獨(dú)立工作的能力,保有完整的處理系統(tǒng)才能夠正常的運(yùn)行。微型計(jì)算機(jī)可通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù),工作站可隨身攜帶,交換機(jī)和路由器可實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接。實(shí)現(xiàn)機(jī)體一體化,方面攜帶且性能要求較高,我們?nèi)粘I钪幸姷降墓P記本電腦、掌上電腦、平板電腦等都屬于微型計(jì)算機(jī)的范疇。計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了三次階段的改革,都是從處理器著手,處理器性能越好,體積越小,更加實(shí)用等。隨著每一次計(jì)算機(jī)的改革,計(jì)算機(jī)必然向著這方面發(fā)展,微型計(jì)算機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)。

6結(jié)語(yǔ)

綜上所述,我們對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀應(yīng)用領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)都有了深刻的了解,也明確計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)向超級(jí)計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)兩方面發(fā)展。通過(guò)本文闡述,計(jì)算機(jī)未來(lái)于性能、體積、實(shí)用、美觀個(gè)性等方面均有較大發(fā)展空間,希望計(jì)算機(jī)未來(lái)的發(fā)展,能夠?yàn)槿藗儙?lái)更便捷的生活。

作者:羅宇軒 單位:成都七中

參考文獻(xiàn):

[1]譚浩強(qiáng).面向計(jì)算機(jī)應(yīng)用與科學(xué)思維能力培養(yǎng)———關(guān)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育深化改革的思考[J].計(jì)算機(jī)教育,2014,11(07):4~8.

[2]陸楓,金海.計(jì)算機(jī)本科專業(yè)教學(xué)改革趨勢(shì)及其啟示———兼談華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的教改經(jīng)驗(yàn)[J].高等工程教育研究,2014,10(05):180~186.