計算機的認(rèn)識與思考
時間:2022-02-07 02:50:20
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1前言
1946年全球首臺計算機埃尼阿克(ENIAC)在美國誕生。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個電子管和1500個繼電器,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,是一個地地道道的龐然大物。
2計算機
計算機系統(tǒng)由軟件和硬件兩部分組成,其中硬件包含外部設(shè)備、存儲器、中央處理器等;軟件包含相應(yīng)的文檔和運行程序。計算機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、數(shù)字排列等等。在沒有出現(xiàn)計算機以前,這些都需要人工操作,技術(shù)的難度和許多的運算是難以想象的。人和計算機的區(qū)別在于人開發(fā)了計算機。人能有記憶能力和計算能力,計算機有存儲器、運算器、控制器;人有聽和看的能力,計算機有輸入設(shè)備;人有寫和讀的能力,計算機有輸入設(shè)備。計算機有許多人有的能力,有許多人沒有的能力,人也有許多計算機沒有的能力。通過以上三類比較,我們通常稱計算機為電腦[1]
3計算機系統(tǒng)
3.1計算機硬件
計算機的硬件是光電和機械原件的總稱。計算機由外部連接設(shè)備和機箱組成,機箱包含電源、連接線、各種擴(kuò)展卡、光驅(qū)、驅(qū)動器、主板、內(nèi)存和CPU。計算機由五個部件組成:輸出設(shè)備、輸入設(shè)備、存儲器、控制器和運算器。運算器是由寄存器、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、減運算和或、與、非邏輯操作,中央處理器分為運算器和控制器;數(shù)據(jù)和程序存放在存儲器里,是計算機的記憶設(shè)備;輸入設(shè)備包含語音輸入、游戲桿、手寫輸入版、光筆、掃描儀、攝像頭、鼠標(biāo)、鍵盤等,是計算機和用戶進(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)字通過信息或數(shù)據(jù)的形式傳輸?shù)接嬎銠C上;計算機的核心且必備的部件是由中央處理器控制器和運算器組成的。
3.2計算機軟件
軟件實現(xiàn)硬件和用戶之間的交流。社會中無論做什么都有其該有的程序,例如開會,開會要有其正常的流程,就算做一個計算題也要有流程。解決不同的問題其程序是不同的,計算機的程序也是一樣的。計算機軟件是計算機系統(tǒng)中文檔和程序,程序是在計算機內(nèi)部工作的,文檔是闡述資料給人看的。計算機軟件分為應(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)動硬件運動的程序[2]。
4計算機發(fā)展的現(xiàn)狀
從全球首臺計算機埃尼阿克1946年于美國誕生至今,計算機的發(fā)展經(jīng)過了六十多年。計算機經(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計算機的特點
計算機與人比較具有運算精度高、速度快,存儲的信息數(shù)據(jù)較為清晰明確的優(yōu)點,能夠完成一些人完成不了的事情,例如衛(wèi)星軌道計算等。但是無論計算機如何的高速發(fā)展,如何的智能化也代替不了人工智能,計算機的發(fā)展只會越來越方便于人類,因為計算機是人類發(fā)明的。
4.2應(yīng)用領(lǐng)域
計算機廣泛應(yīng)用在各行各業(yè),具備邏輯判斷和高速運算能力。二十世紀(jì)中期,計算機主要用于實時控制,例如石油化工、電力、機械、冶金等行業(yè)。計算機的人工智能,如智能搜索、模式識別、專家系統(tǒng)、機器人等先進(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、政府機關(guān)等。
5計算機發(fā)展的趨向
計算機未來的發(fā)展方向主要有兩個———巨型計算機和微型計算機,計算機未來無論往哪個方向發(fā)展都離不開先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。
5.1超級計算機超級計算機是存儲量最大、運算速度最快、功能最強的計算機,多用于國家尖端的科研方面,超級計算機對國家的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用,是一個國家科技的證明,是一個國家綜合國力和科技發(fā)展的重要標(biāo)志。
5.2微型計算機微型計算機具有使用方便、價格便宜、靈活性高、體積小的特點,是未來計算機微型化發(fā)展的方向。微型計算機具備一部分人腦功能。從埃尼阿克誕生時體積龐大的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,計算機越來越小,要求的科技含量越來越高。微型計算機系統(tǒng)內(nèi)外有三個層次:微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng),但各層次不具備獨立工作的能力,保有完整的處理系統(tǒng)才能夠正常的運行。微型計算機可通過遠(yuǎn)程服務(wù)器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù),工作站可隨身攜帶,交換機和路由器可實現(xiàn)無線連接。實現(xiàn)機體一體化,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算機的范疇。計算機經(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,更加實用等。隨著每一次計算機的改革,計算機必然向著這方面發(fā)展,微型計算機和超級計算機。
6結(jié)語
綜上所述,我們對計算機系統(tǒng)中的計算機硬件和計算機軟件、計算機的發(fā)展現(xiàn)狀應(yīng)用領(lǐng)域和計算機的特點都有了深刻的了解,也明確計算機發(fā)展趨勢向超級計算機和微型計算機兩方面發(fā)展。通過本文闡述,計算機未來于性能、體積、實用、美觀個性等方面均有較大發(fā)展空間,希望計算機未來的發(fā)展,能夠為人們帶來更便捷的生活。
作者:羅宇軒 單位:成都七中
參考文獻(xiàn):
[1]譚浩強.面向計算機應(yīng)用與科學(xué)思維能力培養(yǎng)———關(guān)于計算機基礎(chǔ)教育深化改革的思考[J].計算機教育,2014,11(07):4~8.
[2]陸楓,金海.計算機本科專業(yè)教學(xué)改革趨勢及其啟示———兼談華中科技大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的教改經(jīng)驗[J].高等工程教育研究,2014,10(05):180~186.