計算機技術
世界上第一台計算機是1946年由約翰·馮·諾依曼等人發明的,它采用電子管作元件。電子管元件在運行時產生的熱量太多,可靠性較差,運算速度不快,價格昂貴。這台計算機有三間庫房那麼大,重量約30噸,消耗近150千瓦的電力。顯然,這樣的計算機成本很高,使用不便。
1956年,晶體管電子計算機誕生了,這是第二代電子計算機。晶體管開始被用來作計算機的元件。晶體管不僅能實現電子管的功能,又具有尺寸小、重量輕、壽命長、效率高、發熱少、功耗低等優點。使用晶體管後,電子線路的結構大大改觀,製造高速電子計算機就更容易實現了。
20世紀60年代,第三代集成電路計算機出現了。集成電路是做在晶片上的一個完整的電子電路,這個晶片比手指甲還小,卻包含了幾千個晶體管元件。1962年1月,IBM公司采用雙極型集成電路,生產了IBM360係列計算機。一些小型計算機在程序設計技術方麵形成了三個獨立的係統:操作係統、編譯係統和應用程序,總稱為軟件。值得一提的是,操作係統中“多道程序”和“分時係統”等概念的提出,結合計算機終端設備的廣泛使用,使得用戶可以在自己的辦公室或家中使用遠程計算機。第三代計算機的特點是體積更小、價格更低、可靠性更高、計算速度更快。
從20世紀70年代開始,這是計算機發展的最新階段。到1976年,由大規模集成電路和超大規模集成電路製成的“克雷一號”,使計算機進入了第四代。超大規模集成電路的發明,使電子計算機不斷向著小型化微型化、低功耗、智能化、係統化的方向更新換代。
世界上第一台個人計算機由IBM於1980年推出。IBM推出以英特爾的x86的硬件架構及微軟公司的MS-DOS操作係統的個人計算機,並製定以PC/AT為PC的規格。之後由英特爾所推出的微處理器以及微軟所推出的操作係統發展幾乎等同於個人計算機的發展曆史。Wintel架構全麵取代了IBM在個人計算機主導的地位。
20世紀90年代,計算機向“智能”方向發展,製造出與人腦相似的計算機,可以進行思維、學習、記憶、網絡通信等工作。
進入21世紀,計算機更是筆記本化、微型化和專業化,每秒運算速度超過100萬次,不但操作簡易、價格便宜,而且可以代替人們的部分腦力勞動,甚至在某些方麵擴展了人的智能,因此計算機又被稱作電腦就更加恰如其分了。
人工智能
人工智能是一門新興學科。它麵向實用化僅有10多年的曆史,主要研究用計算機模擬人類的某些智能行為,如感知推理、模式識別、景物分析、自然語言和理解等具有認識推理和思維能力的行為,它幾乎涉足於社會科學和自然科學的每個領域,是一門綜合性極強的邊緣學科。其中最具代表性和最尖端的兩個領域是專家係統和機器人。專家係統主要以計算機為主,收集存儲專家所具有的處理問題的專門知識及經驗,使用專家的推理而得出與專家相同的結論。專家係統不同於隻是簡單的存貯,而是專家推理的規則和知識。目前它以其準確性和經濟性的優勢,被廣泛地用於地質學與勘探、化學結構研究、醫療診斷、遺傳工程等領域。
而另一個分支是機器人學。自世界上第一台機器人於1961年在美國問世以來,各個國家相繼而出的機器人真是五花八門,琳琅滿目,但目前的機器人大致可以分為以下三類。
1.重複型機器人。它能在重複性的操作中代替人去工作,如搬運材料和焊接等。一般也被稱為工業機器人。
2.操縱性機器人。它主要用於對人體有害或者人們難以接近的場所;或幹一些難度大,且有危險的工作,如在海底、核動力工廠、地震災區等場所工作。通常被我們稱為遙控機器人。
3.智能機器人。這類機器人安裝了微型計算機,所以它能說會走,有視覺、聽力、嗅覺、觸覺,甚至有一定的“思考”能力。