計算機是用於信息處理的機器,它包括硬件係統和軟件係統。硬件係統指計算機的實體,它是由看得見、摸得著的線路板、元器件、機械設備等實物組成。硬件係統是計算機的物質基礎。軟件係統是各類程序的集合,用戶通過軟件來管理、維護和使用計算機,使計算機很好地服務於用戶。
1.1計算機的產生
二戰期間,美國陸軍軍械部阿伯丁彈道研究所,委托賓夕法尼亞州立大學莫爾工學院電工係的一批專家學者於1946年研製出世界上第一台電子數字計算機,命名為“ENIAC”。這台ENIAC使用了18000個電子管,占地170平方米,重30噸,耗電量為l40千瓦,每秒可進行5000次的運算。盡管現在看來這台計算機笨重、耗電、性能低下,但它奠定了計算機發展的基礎。
從第一台計算機ENIAC誕生至今,計算機的發展經曆了五代。
在第三代發展期間,產品的係列化和兼容性得以實現,並出現了計算機向大型化和微型化兩極發展的趨勢。
第四代計算機發展期間,計算機網絡、微型計算機、巨型計算機和多媒體計算機等技術飛速發展。
第五代計算機是本書所要重點介紹的內容。
1.2計算機的發展動向
隨著科學技術的發展,計算機將在運算速度、存儲能力、處理能力、信息共享能力和人工智能等方麵不斷發展。就目前來看,計算機的發展動向有5個方麵,即性能超級化(巨型機)、體積微型化(微型機)、通訊網絡化(計算機網絡)、功能智能化(人工智能計算機)和媒體多樣化(多媒體計算機)。
1.2.1巨型計算機
巨型計算機是為了追求工作速度和存儲能力超級化而設計的超大型計算機係統。它集最先進的微電子、高速存儲、並行處理、磁盤及光盤存儲等技術於一身,再配以高速、高效的外設和專用軟件,使其性能超級化。巨型機是一個國家計算機技術研究和發展水平的重要標誌。
巨型機的主要應用範圍是:天氣預報、航空航天和軍事指揮等。
1.2.2微型計算機
微型計算機簡稱“微機”,它以大規模或超大規模集成電路芯片為基本電子器件,采用以CPU(Central Processing Unit中央處理單元)為中心的總線結構,內存采用高速、高密的半導體或MOS存儲器。微機的特點是體積小、重量輕、性能價格比高。
微機的應用已經滲透到了各個行業,正逐步進人家庭化。目前,微機中的筆記本電腦異軍突起,發展迅速,應用廣泛。
1.2.3計算機網絡
計算機網絡是利用現代數據傳輸技術,將分布在不同地點的計算機連接在一起,實現資源共享及信息通訊的計算機係統。計算機網絡實現了通訊網絡化,使人感到這個世界正在變得越來越小,人與人之間的距離變得越來越近。
計算機網絡的應用範圍主要有:郵電、通訊、鐵路、銀行、教育等。
1.2.4多媒體計算機
多媒體計算機以微型機為主,再配以聲卡、解壓卡(或解壓軟件)、音響等部件,使用戶能夠以交互方式將文本、圖像、音頻、視頻等多種信息,經電腦的軟硬件設備獲取操作、編輯、存儲等處理後,以單獨或合成的形態表現出來。多媒體計算機尤以可聽性和可視性得到人們的肯定。
多媒體計算機應用範圍主要有:文化教育、家庭娛樂、聲音、影片、圖形圖像處理領域。
1.2.5人工智能計算機
人工智能計算機是一個擁有大量專門知識的計算機智能信息係統。它運用知識及推理
來求解和模擬通常要由專家才能解決的複雜、具體的問題。
人工智能計算機的主要應用有:專家係統,機器人。