人类最大的电脑系统是哪个-世界上最大的电脑叫什么
1.关于windows操作系统和Linux 区别
2.最初的电脑是先有硬件还是先有系统,是怎么制作出来的?
3.电脑系统是谁发明的
4.求从第一代电脑到第五代电脑的变化?
关于windows操作系统和Linux 区别
我们平时所用的WINDOWS和MS-DOS都是微软出的,而Linux不是微软出的,Linux的最大好处是非商业软件,它的原代码是完全公开的,也就是说我们可以随自己的喜好进行编辑和修改来符合我们的使用习惯与增强它的功能。它与其他操作系统的最大区别就是它代表这自由和免费精神!
1.Linux的操作比较复杂,windows的比较简单.
Linux速度比较快,安全性比windows好
但是有很多软件只能在windows里运行
与Linux兼容的软件正在开发中.
Linux适用在网络方面.
2. 什么是Linux?
简单地说, Linux是一套免费使用和自由传播的类 Unix操作系统,它主要用于基
于 Intel x86系列 CPU的计算机上。这个系统是由世界各地的成千上万的程序员
设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自
由使用的 Unix兼容产品。 Linux的出现,最早开始于一位名叫 Linus Torvalds
的计算机业余爱好者,当时他是芬兰赫尔辛基大学的学生。他的目的是想设计一
个代替 Minix(是由一位名叫 Andrew Tannebaum的计算机教授编写的一个操作系
统示教程序)的操作系统,这个操作系统可用于 386、 486或奔腾处理器的个人
计算机上,并且具有 Unix操作系统的全部功能,因而开始了 Linux雏形的设计。
Linux以它的高效性和灵活性著称。它能够在 PC计算机上实现全部的 Unix特性,
具有多任务、多用户的能力。 Linux是在 GNU公共许可权限下免费获得的,是一
个符合 POSIX标准的操作系统。 Linux操作系统软件包不仅包括完整的 Linux操
作系统,而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。它还包括带有
多个窗口管理器的 X-Windows图形用户界面,如同我们使用 Windows NT一样,允
许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。
Linux与其他操作系统有什么区别:
Linux可以与 MS-DOS、 OS/2、 Windows等其他操作系统共存于同一台机器上。它
们均为操作系统,具有一些共性,但是互相之间各有特色,有所区别。
目前运行在 PC机上的操作系统主要有Microsoft的 MS-DOS、 Windows、 Windows
NT、 IBM的 OS/2等。早期的 PC机用户普遍使用 MS-DOS,因为这种操作系统对机
器的硬件配置要求不高,而随着计算机硬件技术的飞速发展,硬件设备价格越来
越低,人们可以相对容易地提高计算机的硬件配置,于是开始使用
Windows、Windows NT等具有图形界面的操作系统。 Linux是新近被人们所关注的
操作系统,它正在逐渐为 PC机的用户所接受。那么, Linux与其他操作系统的主
要区别是什么呢?下面从两个方面加以论述。
首先看一下Linux与 MS- DOS之间的区别。 在同一系统上运行 Linux和 MS-DOS
已很普遍,就发挥处理器功能来说, MS-DOS没有完全实现 x86处理器的功能,而
Linux完全在处理器保护模式下运行,并且开发了处理器的所有特性。 Linux可以
直接访问计算机内的所有可用内存,提供完整的 Unix接口。而 MS-DOS只支持部
分 Unix的接口。
就使用费用而言, Linux和 MS-DOS是两种完全不同的实体。与其他商业操作系统
相比, MS-DOS价格比较便宜,而且在 PC机用户中有很大的占有率,任何其他 PC
机操作系统都很难达到 MS-DOS的普及程度,因为其他操作系统的费用对大多数
PC机用户来说都是一个不小的负担。 Linux是免费的,用户可以从 internet上或
者其他途径获得它的版本,而且可以任意使用,不用考虑费用问题。 就操作系统
的功能来说, MS-DOS是单任务的操作系统,一旦用户运行了一个 MS-DOS的应用
程序,它就独占了系统的资源,用户不可能再同时运行其他应用程序。而 Linux
是多任务的操作系统,用户可以同时运行多个应用程序。 再看一下 Linux与
OS/2、 Windows、 Windows NT之间的区别。
从发展的背景看, Linux与其他操作系统的区别是, Linux是从一个比较成熟的
操作系统发展而来的,而其他操作系统,如 Windows NT等,都是自成体系,无对
应的相依托的操作系统。这一区别使得 Linux的用户能大大地从 Unix团体贡献中
获利。因为 Unix是世界上使用最普遍、发展最成熟的操作系统之一,它是七十年
代中期发展起来的微机和巨型机的多任务系统,虽然有时接口比较混乱,并缺少
相对集中的标准,但还是发展壮大成为了最广泛使用的操作系统之一。无论是
Unix的作者还是 Unix的用户,都认为只有 Unix才是一个真正的操作系统。
3. 首先你需要明白,Linux不是windows,它不是一个由一家商业公司维护的软件
,
只有一个包装。Linux是可以任意包装自由配置的东西。任何一个人,一家公司
都可以按照自己的想法,比如加一点功能,加中文支持,作一个Linux出来。这些
Linux虽然核心部分都一样,但是他们所带的各种软件,缺省的配置都不一样。区
别
是用一种Linux 发布 (不同的Linux我们叫做不同的发布)也许硬件很好配置,
各种软件也好安装,用另外一种也许速度快,再一种也许支持中文比较好。总之
没有白吃的午餐,在windows下想当然的东西在linux下也许需要你熬夜才能得到
。
所以从一开始选择distribution就必须非常小心,否则因为自己刚好随某个杂志
得到一个Linux发布就以为所有的都一样就开始安装,等硬盘数据毁了,
或者网络哭天跄地也配不出来的时候,就晚了。不是开玩笑,我知道windows下
安装驱动程序就是鼠标点几下,可是在Linux下,为了驱动一个网卡,折腾一夜
是不希奇的 -- 当然,我觉得这是值得的。
所以,面对那么多Linux distribution,你应当选择哪个呢?
比较著名的Linux distribution有:
RedHat:最新版本6.2, 7.0beta。由于RedHat公司已经上市,获得了很多
商业的支持,所以它在硬件软件兼容性上很好。实际上它已经是Linux的
工业标准。想象一下如果你是一个比如Oracle这样厂商的老板,你需要为
Linux开发一个版本,而不同的Linux dist需要单独开发维护,为成本考虑你
自然会只认准一个Linux。
Slackware(7.1)。很早就有的Linux,有很多老的忠实用户,但现在越来越不行了
。
SuSe Linux,德国人做的,在欧洲很流行,有一些驱动上的优势。
另外还有Debian,CorelLinux等dist,不一一介绍了。
还有你会看到国内媒体上吹捧的各种“中文Linux”,他们的优势主要是有
中文处理。但是如前一篇文章提到的,想用中文,用windows 2000最好。实际上
我觉得一个老7字班的前辈跟我说的一句话很好:“(对我们来说)在计算机上看
到
中文本身就是一件很古怪的事情”。如果你是抱着学习计算机的目的而来,那么
你不可能避免阅读英文文档。即使是microsoft的文档,有关编程的文档,最新的
也
全是英文。当然,要上BBS,看中文网页等,用英文的dist一样能做到
4. Linux和Windows的区别
和Linux 一样,Windows系列是完全的多任务操作系统。它们支持同样的用户接口
、网络和安全性。但是,Linux和Windows的真正区别在于,Linux 事实上是Unix
的一种版本,而且来自Unix的贡献非常巨大。是什么使得Unix如此重要?不仅在
于对多用户机器来说,Unix是最流行的操作系统,而且在于它是免费软件的基础
。在Internet上,大量免费软件都是针对Unix系统编写的。由于有众多的Unix厂
商,所以Unix也有许多实现方法。没有一个单独的组织负责Unix的分发。现在,
存在一股巨大的力量推动Unix社团以开放系统的形式走向标准化。另一方面Windo
ws系列是专用系统,由开发操作系统的公司控制接口和设计。在这个意义上这种
公司利润很高,因为它对程序设计和用户接口设计建立了严格的标准,和那些开
放系统社团完全不一样。一些组织正在试图完成标准化Unix程序设计接口的任务
。特别要指出的是,Linux完全兼容POSIX.1标准。
安全问题对于IT管理员来说是需要长期关注的。主管们需要一套框架来对操作系
统的安全性进行合理的评估,包括:基本安全、网络安全和协议,应用协议、发
布与操作、确信度、可信计算、开放标准。在本文中,我们将按照这七个类别比
较微软Windows和Linux的安全性。最终的定性结论是:目前为止,Linux提供了相
对于Windows更好的安全性能,只有一个方面例外(确信度)。
无论按照什么标准对Windows和Linux进行评估,都存在一定的问题:每个操作系
统都不止一个版本。微软的操作系统有Windows98、 Windows NT、 Windows 2000
、 Windows 2003 Server和Windows
CE,而Linux的发行版由于内核(基于2.2、2.4、2.6)的不同和软件包的不同也
有较大的差异。我们本文所使用的操作系统,都是目前的技术而不是那些"古老"
的解决方案。
用户需要记住:Linux和Windows在设计上就存在哲学性的区别。Windows操作系统
倾向于将更多的功能集成到操作系统内部,并将程序与内核相结合;而Linux不同
于Windows,它的内核空间与用户空间有明显的界限。根据设计架构的不同,两者
都可以使操作系统更加安全。
Linux和Windows安全性的基本改变
对于用户来说,Linux和Windows的不断更新引发了两者之间的竞争。用户可以有
自己喜欢的系统,同时也在关注竞争的发展。微软的主动性似乎更高一些――这
是由于业界"冷嘲热讽"的"激励"与Linux的不断发展。微软将在下几个月对Window
s安全进行改观,届时微软会发布Windows XP的WindowsXP Service Pack 2。这一
服务包增强了Windows的安全性,关闭了原先默认开放的许多服务,也提供了新的
补丁管理工具,例如:为了避免受到过多无用的信息,警告服务和信使服务都被
关闭。大多数情况下,关闭这些特性对于增强系统安全性是有好处的,不过很难
在安全性与软件的功能性、灵活性之间作出折衷。
最显著的表现是:微软更加关注改进可用性的同时增强系统的安全性。比如:200
3年许多针对微软的漏洞攻击程序都使用可执行文件作为电子邮件的附件(例如My
Doom)。Service Pack2包括一个附件执行服务,为Outlook/Exchange、 Windows
Messenger和Internet Explorer提供了统一的环境。这样就能降低用户运行可执
行文件时感染病毒或者蠕虫的威胁性。另外,禁止数据页的可执行性也会限制潜
在的缓冲区溢出的威胁。不过,微软在WindowsXP Service Pack
2中并没有修改Windows有问题的架构以及安全传输的部分,而是将这部分重担交
给了用户。
微软的重点显然是支持应用程序的安全性。WindowsXP Service Pack 2中增强的
许多方面都是以Outlook/Exchange和Internet
Explorer作为对象的。例如:Internet Explorer中有一个智能的MIME类型检查,
会对目标的内容类型进行检查,用户可以获悉该内容中是否存在潜在的有害程序
。不过这一软件是不是能将病毒与同事的电子数据表区分开来呢?
WindowsXP Service Pack 2的另一个新特性是能够卸载浏览器的多余插件,这需
要终端用户检查并判断需要卸载哪些插件。Outlook/Exchange可以预览电子邮件
消息,因此用户可以在打开之前就将电子邮件删除。另一个应用安全的增强,防
火墙在网络协议栈之前启动。对于软件开发者来说,远方过程调用中权限的改变
,使得安全性差的代码难以工作正常。
WindowsXP Service Pack 2也为Windows用户提供了许多华丽的新特性,但是问题
仍然存在:这些特性会不会对管理员甚至是终端用户造成负担?是不是在增加了W
indows操作系统代码安全性的同时让系统变得更加复杂?
Linux 与 Windows 的不同
虽然有一些类似之处,但Windows和Linux的工作方式还是存在一些根本的区别。
这些区别只有在您对两者都很熟悉以后才能体会到,但它们却是 Linux 思想的核
心。
Linux 的应用目标是网络而不是打印
Windows最初出现的时候,这个世界还是一个纸张的世界。Windows的伟大成就之
一在于您的工作成果可以方便地看到并打印出来。这样一个开端影响了 Windows
的后期发展。
同样,Linux 也受到了其起源的影响。Linux 的设计定位于网络操作系统。它的
设计灵感来自于 Unix 操作系统,因此它的命令的设计比较简单,或者说是比较
简洁。由于纯文本可以非常好地跨网络工作,所以 Linux 配置文件和数据都以文
本为基础。
对那些熟悉图形环境的人来说,Linux服务器初看可能比较原始。但是Linux开发
更多关注的是它的内在功能而不是表面上的东西。即使是在纯文本的环境中,Lin
ux同样拥有非常先进的网络、脚本和安全能力。执行一些任务所需的某些表面上
看起来比较奇怪的步骤是令人费解的,除非您认识到 Linux 是期望在网络上与其
他 Linux系统协同执行这些任务。Linux的自动执行能力也很强,只需要设计批处
理文件就可以让系统自动完成非常详细的任务。Linux 的这种能力来自于其基于
文本的本质。
可选的 GUI
Linux有图形组件。Linux支持高端的图形适配器和显示器,完全胜任图形相关的
工作。现在,许多数字效果艺术家在Linux工作站上来进行他们的设计工作,而以
前这些工作需要使用IRIX系统来完成。但是,图形环境并没有集成到 Linux 中,
而是运行于系统之上的单独一层。这意味着您可以只运行 GUI,或者在需要时才
运行 GUI。如果您的系统主要任务是提供Web应用,那么您可以停掉图形界面,而
将其所用的内存和CPU资源用于您的服务。如果您需要在 GUI 环境下做一些工作
,可以再打开它,工作完成后再将其关闭。
Linux 有图形化的管理工具,以及日常办公的工具,比如电子邮件、网络浏览器
和文档处理工具等。不过,在 Linux 中,图形化的管理工具通常是控制台 (命令
行) 工具的扩展。也就是说,用图形化工具能完成的所有工作,用控制台命令同
样可以完成。同样,使用图形化工具并不妨碍您对配置文件进行手工修改。其实
际意义可能并不是特别显而易见,但是,如果在图形化管理工具中所做的任何工
作都可以以命令行的方式完成,这就表示那些工作也可以由一个脚本来实现。脚
本化的命令可以成为自动执行的任务。Linux 同时支持这两种方式,并不要求您
只用文本或者只用 GUI。您可以根据您的需要选择最好的方法。
Linux 中的配置文件是人类可读的文本文件,这与过去的 Windows 中的 INI 文
件类似,但与 Windows 的注册表机制在思路上有本质的区别。每一个应用程序都
有其自己的配置文件,而且通常不与其他的配置文件放在一起。不过,大部分的
配置文件都存放于一个目录树 (/etc) 下的单个地方,所以看起来它们在逻辑上
是在一起。文本文件的配置方式使得不通过特殊的系统工具就可以完成配置文件
的备份、检查和编辑工作。
文件名扩展
Linux不使用文件名扩展来识别文件的类型。相反,Linux根据文件的头内容来识
别其类型。为了提高人类可读性您仍可以使用文件名扩展,但这对 Linux 系统来
说没有任何作用。不过,有一些应用程序,比如 Web 服务器,可能使用命名约定
来识别文件类型,但这只是特定的应用程序的要求而不是 Linux 系统本身的要求
。
Linux通过文件访问权限来判断文件是否为可执行文件。任何一个文件都可以赋予
可执行权限,这样程序和脚本的创建者或管理员可以将它们识别为可执行文件。
这样做有利于安全。保存到系统上的可执行的文件不能自动执行,这样就可以防
止许多脚本病毒。
最初的电脑是先有硬件还是先有系统,是怎么制作出来的?
? 肯定是现有硬件啊,硬件是软件的载体!世界上第一台电脑,无论是哪一台,肯定是没有操作系统的,因为这玩意对当时来说太复杂了。当时的电脑开机以后就会直接读取程序开始执行。
要知道世界上第一台电脑是1946年2月14日由美国人发明的,而这台电脑是个庞然大物,重30余吨,占地约170平方米,在机器内部装有18000只电子管,6000个开关,7000只电阻,10000只电容,50万条线,耗电量140千瓦。当初研发的电脑可是没有系统的,可以简单的概括为一种纯机械,完全依靠操作者下达相应的指令,然后它再根据设定的规则反馈结果,就像是我们打开开关灯泡就亮起来,关闭水龙头自来水就断了一样,你要它干嘛就干嘛。
电脑的诞生是一个非常漫长的过程,但是换代起来确实很快的,从第一代电子管数字机逻辑元件采用的是真空电子管,主存储器采用汞延迟线电子管数字计算机、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯;外存储器采用的是磁带。到第二代电子计算机是用晶体管制造的计算机,使用了晶体管以后,电子线路的结构大大改观,对压缩计算机体积设想也就更容易实现了。到后来的第三代计算机以小规模集成电路(每片上集成几百到几千个逻辑门)LSI来构成计算机的主要功能部件,集成电路是把多个电子元器件集中在几平方毫米的基片上形成的逻辑电路。到现在的第四代计算机使用的基本电子元件是大规模和超大规模集成电路。这都是一步步发展到现在的人类进步的表现,科技进步的步伐。
? 从这些信息中都体现了,计算机的开始是先有硬件后来才有的软件,在硬件的基础上才进行了软件的开发。
电脑系统是谁发明的
第一台计算机出现在第二次世界大战,美国为了解决计算大量军用数据,成立了由宾夕法尼亚大学莫奇利和埃克特领导的研究小组,开始研制世界上第一台电子计算机。 第一台机算机取名为 ENIAC
电脑是谁发明的,严格说起来很难界定。
计算机(computer)的原来意义是“计算器”,也就是说,人类会发明计算机,最初的目的是帮助处理复杂的数字运算。而这种人工计算器的概念,最早可以追溯到十七世纪的法国大思想家帕斯卡。帕斯卡的父亲担任税务局长,当时的币制不是十进制,在计算上非常麻烦。帕斯卡为了协助父亲,利用齿轮原理,发明了第一台可以执行加减运算计算器 。后来,德国数学家莱布尼兹加以改良,发明了可以做乘除运算的计算器。之后虽然在计算器的功能上多所改良与精进,但是,真正的电动计算器,却必须等到公元1944年才制造出来。
而第一部真正可以称得上计算机的机器,则诞生于1946年的美国,毛琪利与爱克特发明的,名字叫做ENIAC。这部计算机使用真空管来处理讯号,所以体积庞大(占满一个房间)、耗电量高(使用时全镇的人都知道,因为家家户户的电灯都变暗了!),而且记忆容量又非常低(只有100多个字),但是,却已经是人类科技的一大进展。而我们通常把这种使用真空管的计算机称为第一代计算机。
第一代的电脑有2间教室大,跟现在我们一般用的个人电脑体积差很多吧。 当时的电脑零件是真空管(现在已经找不到了) 而存档的东西是一种打孔卡片,若没有前人的设计概念,也没有计算机的发明,所以计算机是谁发明的还有点难界定。
具体是谁发明了电脑系统,历史资料没有记载
求从第一代电脑到第五代电脑的变化?
电脑的发展历史
1.
电脑的英文名称为 Computer,直译的意思是计算机.
电脑由早期的机械式电脑发展到现在所使用的个人电脑,经过了一段相当长的时间,最早的计算机得追溯到西元 1942年由法国数学加巴斯卡所发明的巴斯卡机,这台机器是由许多的齿轮与杠杆所组成的.
一般我们对电脑世代的分类是以制造电脑所使用的元件不同来划分,共分为四个世代:
第一代(西元1946年~西元1958年):使用真空管制造.
第二代(西元1959年~西元1964年):使用电晶体制造.
第三代(西元1965年~西元1970年):使用积体电路制造.
第四代(西元1970年~) :使用超大型积体电路制造.
第一代电脑:真空管时代:使用真空管为材料以打孔卡片作为外部储存媒体以磁鼓作为内部储存媒体程式语言为机器语言及组合语言
第二代电脑:电晶体时代使用电晶体为材料开始使用磁带磁碟的发明以磁蕊作为内部储存媒体硬体的模组化高阶语言的出现
第三代电脑:积体电路的时代使用积体电路向上相容的概念作业系统的出现 软体的快速发展 迷你电脑的出现
第四代电脑:超大型积体电路的时代微处理机的出现以半导体作为内部储存媒体微电脑的流行套装软体的发展
计算机发展的三次飞跃
计算机器件从电子管到晶体管,再从分立元件到集成电路以至微处理器,促使计算机的发展出现了三次飞跃。
1、在电子管计算机时期(1946~1959),计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时,主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型,通常按此对计算机进行分类。
2、到了晶体管计算机时期(1959~1964),主存储器均采用磁心存储器,磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展,而且中、小型计算机,特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。
3、1964年以后,在集成电路发展的同时,计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位,磁盘成了不可缺少的辅助存储器,并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展,以及微程序技术的发展和应用,计算机系统中开始出现固件子系统。
20世纪70年代以后,计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平,微处理器和微型计算机应运而生,各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用,对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。
微型计算机在社会上大量应用后,一座办公楼、一所学校、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴起,进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。
在电子管计算机时期,一些计算机配置了汇编语言和子程序库,科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段,事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言,和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型,使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。
进入集成电路计算机发展时期以后,在计算机中形成了相当规模的软件子系统,高级语言种类进一步增加,操作系统日趋完善,具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强,明显地改变了计算机的使用属性,使用效率显著提高。
在现代计算机中,外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上,其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强,既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合,又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。
外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等;输入输出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中,对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等。
新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理,而且能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释的能力,将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。
二、计算技术在中国的发展
在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代,中国就创造了十进制记数方法,领先于世界千余年。到了周代,发明了当时最先进的计算工具——算筹。这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时,通常编出一套歌诀形式的算法,一边计算,一边不断地重新布棍。中国古代数学家祖冲之,就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。这一结果比西方早一千年。
珠算盘是中国的又一独创,也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具,最初大约出现于汉朝,到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用,而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区,经受了历史的考验,至今仍在使用。
中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等,不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献,而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。例如,张衡制作的水运浑象仪,可以自动地与地球运转同步,后经唐、宋两代的改进,遂成为世界上最早的天文钟。
记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响。中国古代用阳、阴两爻构成八卦,也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼兹写过研究八卦的论文,系统地提出了二进制算术运算法则。他认为,世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。
经过漫长的沉寂,新中国成立后,中国计算技术迈入了新的发展时期,先后建立了研究机构,在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业,并且着手创建中国计算机制造业。
1958年和1959年,中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期,中国研制成功一批晶体管计算机,并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件。60年代后期,中国开始研究集成电路计算机。70年代,中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后,中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用;在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展;建立了计算机服务业,逐步健全了计算机产业结构。
在计算机科学与技术的研究方面,中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面,中国在科学计算与工程设计领域取得了显著成就。在有关经营管理和过程控制等方面,计算机应用研究和实践也日益活跃。
三、计算机科学与技术
计算机科学与技术是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科,它建立在数学、电子学 (特别是微电子学)、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上。但是,它并不是简单地应用某些学科的知识,而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换、存储、处理、控制和利用的理论、方法和技术。
计算机科学是研究计算机及其周围各种现象与规模的科学,主要包括理论计算机科学、计算机系统结构、软件和人工智能等。计算机技术则泛指计算机领域中所应用的技术方法和技术手段,包括计算机的系统技术、软件技术、部件技术、器件技术和组装技术等。计算机科学与技术包括五个分支学科,即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用。
1、理论计算机学 是研究计算机基本理论的学科。在几千年的数学发展中,人们研究了各式各样的计算,创立了许多算法。但是,以计算或算法本身的性质为研究对象的数学理论,却是在20世纪30年代才发展起来的。
当时,由几位数理逻辑学者建立的算法理论,即可计算性理论或称递归函数论,对20世纪40年代现代计算机设计思想的形成产生过影响。此后,关于现实计算机及其程序的数学模型性质的研究,以及计算复杂性的研究等不断有所发展。
理论计算机科学包括自动机论、形式语言理论、程序理论、算法分析,以及计算复杂性理论等。自动机是现实自动计算机的数学模型,或者说是现实计算机程序的模型,自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型;程序设计语言是一种形式语言,形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O~3型语言,与图灵机等四类自动机逐一对应;程序理论是研究程序逻辑、程序复杂性、程序正确性证明、程序验证、程序综合、形式语言学,以及程序设计方法的理论基础;算法分析研究各种特定算法的性质。计算复杂性理论研究算法复杂性的一般性质。
2、计算机系统结构 程序设计者所见的计算机属性,着重于计算机的概念结构和功能特性,硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者所见到的计算机属性,主要是软件子系统和固件子系统的属性,包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等的用户界面。使用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性,则是硬件子系统的概念结构(硬件子系统结构)及其功能特性,包括指令系统(机器语言),以及寄存器定义、中断机构、输入输出方式、机器工作状态等。
硬件子系统的典型结构是冯·诺伊曼结构,它由运算器控制器、存储器和输入、输出设备组成,采用“指令驱动”方式。当初,它是为解非线性、微分方程而设计的,并未预见到高级语言、操作系统等的出现,以及适应其他应用环境的特殊要求。在相当长的一段时间内,软件子系统都是以这种冯·诺伊曼结构为基础而发展的。但是,其间不相适应的情况逐渐暴露出来,从而推动了计算机系统结构的变革。
3、计算机组织与实现 是研究组成计算机的功能、部件间的相互连接和相互作用,以及有关计算机实现的技术,均属于计算机组织与实现的任务。
在计算机系统结构确定分配给硬子系统的功能及其概念结构之后,计算机组织的任务就是研究各组成部分的内部构造和相互联系,以实现机器指令级的各种功能和特性。这种相互联系包括各功能部件的布置、相互连接和相互作用。
随着计算机功能的扩展和性能的提高,计算机包含的功能部件也日益增多,其间的互连结构日趋复杂。现代已有三类互连方式,分别以中央处理器、存储器或通信子系统为中心,与其他部件互连。以通信子系统为中心的组织方式,使计算机技术与通信技术紧密结合,形成了计算机网络、分布计算机系统等重要的计算机研究与应用领域。
与计算实现有关的技术范围相当广泛,包括计算机的元件、器件技术,数字电路技术,组装技术以及有关的制造技术和工艺等。
4、软件 软件的研究领域主要包括程序设计、基础软件、软件工程三个方面。程序设计指设计和编制程序的过程,是软件研究和发展的基础环节。程序设计研究的内容,包括有关的基本概念、规范、工具、方法以及方法学等。这个领域发展的特点是:从顺序程序设计过渡到并发程序设计和分币程序设计;从非结构程序设计方法过渡到结构程序设计方法;从低级语言工具过渡到高级语言工具;从具体方法过渡到方法学。
基础软件指计算机系统中起基础作用的软件。计算机的软件子系统可以分为两层:靠近硬件子系统的一层称为系统软件,使用频繁,但与具体应用领域无关;另一层则与具体应用领域直接有关,称为应用软件;此外还有支援其他软件的研究与维护的软件,专门称为支援软件。
软件工程是采用工程方法研究和维护软件的过程,以及有关的技术。软件研究和维护的全过程,包括概念形成、要求定义、设计、实现、调试、交付使用,以及有关校正性、适应性、完善性等三层意义的维护。软件工程的研究内容涉及上述全过程有关的对象、结构、方法、工具和管理等方面。
软件自动研究系统的任务是:在软件工程中采用形式方法:使软件研究与维护过程中的各种工作尽可能多地由计算机自动完成;创造一种适应软件发展的软件、固件与硬件高度综合的高效能计算机。
计算机产业
计算机产业包括两大部门,即计算机制造业和计算机服务业。后者又称为信息处理产业或信息服务业。计算机产业是一种省能源、省资源、附加价值高、知识和技术密集的产业,对于国民经济的发展、国防实力和社会进步均有巨大影响。因此,不少国家采取促进计算机产业兴旺发达的政策。
计算机制造业包括生产各种计算机系统、外围设备终端设备,以及有关装置、元件、器件和材料的制造。计算机作为工业产品,要求产品有继承性,有很高的性能-价格比和综合性能。计算机的继承性特别体现在软件兼容性方面,这能使用户和厂家把过去研制的软件用在新产品上,使价格很高的软件财富继续发挥作用,减少用户再次研制软件的时间和费用。提高性能-价格比是计算机产品更新的目标和动力。
计算机制造业提供的计算机产品,一般仅包括硬件子系统和部分软件子系统。通常,软件子系统中缺少适应各种特定应用环境的应用软件。为了使计算机在特定环境中发挥效能,还需要设计应用系统和研制应用软件此外,计算机的运行和维护,需要有掌握专业知识的技术人员,这常常是一股用户所作不到的。
针对这些社会需要,一些计算机制造厂家十分重视向用户提供各种技术服务和销售服务。一些独立于计算机制造厂家的计算机服务机构,也在50年代开始出现。到60年代末期,计算机服务业在世界范围内已形成为独立的行业。
四、计算机的发展与应用
1、计算机科学与技术的各门学科相结合 改进了研究工具和研究方法,促进了各门学科的发展。过去,人们主要通过实验和理论两种途径进行科学技术研究。现在,计算和模拟已成为研究工作的第三条途径。
2、计算机与有关的实验观测仪器相结合 可对实验数据进行现场记录、整理、加工、分析和绘制图表,显著地提高实验工作的质量和效率。计算机辅助设计已成为工程设计优质化、自动化的重要手段。在理论研究方面,计算机是人类大脑的延伸,可代替人脑的若干功能并加以强化。古老的数学靠纸和笔运算,现在计算机成了新的工具,数学定理证明之类的繁重脑力劳动,已可能由计算机来完成或部分完成。
3、计算和模拟作为一种新的研究手段,常使一些学科衍生出新的分支学科。例如,空气动力学、气象学、弹性结构力学和应用分析等所面临的“计算障碍”,在有了高速计算机和有关的计算方法之后开始有所突破,并衍生出计算空气动力学、气象数值预报等边缘分支学科。利用计算机进行定量研究,不仅在自然科学中发挥了重大的作用,在社会科学和人文学科中也是如此。例如,在人口普查、社会调查和自然语言研究方面,计算机就是一种很得力的工具。
计算机在各行各业中的广泛应用,常常产生显著的经济效益和社会效益,从而引起产业结构、产品结构、经营管理和服务方式等方面的重大变革。在产业结构中已出观了计算机制造业和计算机服务业,以及知识产业等新的行业。
微处理器和微计算机已嵌入机电设备、电子设备、通信设备、仪器仪表和家用电器中,使这些产品向智能化方向发展。计算机被引入各种生产过程系统中,使化工、石油、钢铁、电力、机械、造纸、水泥等生产过程的自动化水平大大提高,劳动生产率上升、质量提高、成本下降。计算机嵌入各种武器装备和武器系统干,可显著提高其作战效果。
4、经营管理方面 计算机可用于完成统计、计划、查询、库存管理、市场分析、辅助决策等,使经营管理工作科学化和高效化,从而加速资金周转,降低库存水准,改善服务质量,缩短新产品研制周期,提高劳动生产率。在办公室自动化方面,计算机可用于文件的起草、检索和管理等,显著提高办公效率。
5、计算机还是人们的学习工具和生活工具。借助家用计算机、个人计算机、计算机网、数据库系统和各种终端设备,人们可以学习各种课程,获取各种情报和知识,处理各种生活事务(如订票、购物、存取款等),甚至可以居家办公。越来越多的人的工作、学习和生活中将与计算机发生直接的或间接的联系。普及计算机教育已成为一个重要的问题。
总之,计算机的发展和应用已不仅是一种技术现象而且是一种政治、经济、军事和社会现象。世界各国都力图主动地驾驭这种社会计算机化和信息化的进程,克服计算机化过程中可能出现的消极因素,更顺利地向高
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