计算机未来发展趋势论文选题方向
计算机未来发展趋势论文选题方向
一、行业稳步增长,疫情影响正逐步消除2020年上半年计算机行业实现营业收入3亿元,同比增长6%,相较于2019年同期增长水平9%有所下滑。随着疫情影响的逐步消除,计算机行业营业收入迅速增长,2020年第二季度实现收入3亿元,同比2019年第二季度实现增长4%,相比之下,2020年第二季度比增长更为明显,环比增长3%。数据来源:公开资料整理2020年上半年计算机行业实现归母净利润4亿元,同比下滑7%,相比去年同期有较大幅度的下降。2020年上半年由于疫情的影响导致上市公司的商机有所减少以及收入确认有所延缓,而公司的日常费用及人员支出较为刚性。随着二季度疫情的影响逐步减弱,下游客户经营活动逐步恢复正常,计算机板块2020第一季度实现归母净利润为亏损14亿元,2020第二季度实现9亿元,不但实现了同比7%的增长,更是实现了环比大幅增长。数据来源:公开资料整理计算机行业2020年上半年扣除非经常性损益后归母净利润为61亿元,同比2019年同期下滑1%。扣非净利润下滑的主要原因与归母净利润一致,都是因为收入的延缓确认以及费用的刚性支出。数据来源:公开资料整理计算机行业2020年上半年有12%的公司扣非净利润增速超过为100%或扭亏为盈,有7%的公司业绩增速在70%-100%之间,有7%的公司业绩增速在30%-50%之间,有13%的公司业绩增速在0%-30%之间,还有61%的公司业绩呈现下滑状态。数据来源:公开资料整理相关报告:华经产业研究院发布的《2020-2025年中国计算机行业市场深度分析及发展前景预测报告》二、金融信息化空间广阔,市场规模在千亿级别金融信息化主要是指金融机构的信息化业务,在国内主要包括银行IT投入、保险IT投入和证券IT投入,其中从发展时间来说,国内证券IT和银行IT发展较早,而保险IT起步较晚;从发展规模来看,银行IT的规模最大。根据研究机构数据,银行IT投入规模在2020年达到1351亿元,同比增长8%;保险IT投入规模在2020年达到412亿元,同比增长4%,我国金融信息化总体规模接近2000亿元。数据来源:公开资料整理三、软件定义汽车迎来发展大时代软件定义汽车是软件在车辆中扮演的角色逐步放大,纵观汽车发展历史,从最开始的“机械定义汽车”到“电器定义汽车”再到“电子定义汽车”最后到现在的“软件定义汽车”。一方面是汽车电子占整车成本逐渐提高,根据摩根斯坦利研究中心的调查结果,到2020年,车辆的软件价值占车身本来价格的比例为40%。数据来源:公开资料整理四、云计算蓬勃发展在国内,2009年阿里云成立拉开了我国云计算市场的序幕,随着阿里云技术的逐步成熟和效益逐渐显现,各巨头纷纷入局,同时独立云厂商相继成立,国内云计算行业呈现蓬勃发展的良好局面。根据中国信息通信研究院的数据显示,2019年我国云计算整体规模达到1334亿元,同比增速6%,保持快速增长态势,预计到2023年,市场规模将超过3700亿元。数据来源:信通院,华经产业研究院整理五、计算机行业未来发展前景近几年,我国计算机行业发展迅猛,特别是在软件领域,已经成为世界第一。但是我国各行业对于计算机行业的需求并没有减少,反而有了更大的需求。这主要是由于我们正处于信息时代,各行业对于信息的需求巨大,而获取信息的主要途径便是互联网;再加上我国正处于产业结构调整的重要时期,产业从资源密集型和劳动密集型转向资金密集型和技术密集型,因此对于IT行业的存在着巨大的需求。从全球IT行业的发展看,经过几年的低迷发展,IT行业已经走出低谷、大有东山再起之势,IT行业在国民经济发展中日益显现出蓬勃生机。华经情报网隶属于华经产业研究院,专注大中华区产业经济情报及研究,目前主要提供的产品和服务包括传统及新兴行业研究、商业计划书、可行性研究、市场调研、专题报告、定制报告等。涵盖文化体育、物流旅游、健康养老、生物医药、能源化工、装备制造、汽车电子等领域,还深入研究智慧城市、智慧生活、智慧制造、新能源、新材料、新消费、新金融、人工智能、“互联网+”等新兴领域。
我摘来的,仅供参考: 李国杰院士:我在看待计算机科学发展趋势时,通常是把它分为三维考虑。一维是是向"高"的方向。性能越来越高,速度越来越快,主要表现在计算机的主频越来越高。像前几年我们使用的都是286、386、主频只有几十兆。90年代初,集成电路集成度已达到100万门以上,从VLSI开始进入ULSI,即特大规模集成电路时期。而且由于RISC技术的成熟与普及,CPU性能年增长率由80年代的35%发展到90年代的60%。到后来出现奔腾系列,到现在已出现了奔腾4微处理器,主频达到2GHz以上。而且计算机向高的方面发展不仅是芯片频率的提高,而且是计算机整体性能的提高。一个计算机中可能不只用一个处理器,而是用几百个几千个处理器,这就是所谓并行处理。也就是说提高计算机的性能有两个途径:一是提高器件速度,二是并行处理。与前所述,器件速度通过发明新器件(如量子器件等),采用纳米工艺、片上系统等技术还可以提高几个数量级。以大规模并行为标志的体系结构的创新与进步是提高计算机系统性能的另一重要途径。目前世界上性能最高的通用计算机已采用上万台计算机并行,美国的ASCI计划已经完成每秒12。3万亿次并行机。目前正在研制30万亿次和100万亿次并行计算机。美国另一项计划的目标是2010年左右推出每秒一千万亿次并行计算机(Petaflops计算机),其处理机将采用超导量子器件,每个处理机每秒100亿次,共用10万个处理机并行。专用计算机的并行程度比通用机更高。IBM公司正在研制一台用于计算蛋白质折叠结构的专用计算机,称做兰色基因(Blue Gene)计算机,一块芯片中就包括32个处理机,峰值速度达每秒一千万亿次,计划2004年实现。将几千几万台计算机连结起来构成一台并行机,就如同组织成千上万工人生产一个产品一样,决不是一件容易的事。并行计算机的关键技术是如何高效率地把大量计算机互相连接起来,即各处理机之间的高速通信,以及如何有效地管理成千上万台计算机使之协调工作,这就是并行计算机的系统软件---操作系统的功能。如何处理高性能与通用性以及应用软件可移植性的矛盾也是研制并行计算机必须面对的技术选择,也是计算机科学发展的重大课题。 另一个方向就是向“广”度方向发展,计算机发展的趋势就是无处不在,以至于像“没有计算机一样”。近年来更明显的趋势是网络化与向各个领域的渗透,即在广度上的发展开拓。国外称这种趋势为普适计算(Pervasive Computing)或叫无处不在的计算。举个例子,问你家里有多少马达,谁也说不清。洗衣机里有,电冰箱里有,录音机里也有,几乎无处不在,我们谁也不会去统计它。未来,计算机也会像现在的马达一样,存在于家中的各种电器中。那时问你家里有多少计算机,你也数不清。你的笔记本,书籍都已电子化。包括未来的中小学教材,再过十几、二十几年,可能学生们上课用的不再是教科书,而只是一个笔记本大小的计算机,所有的中小学的课程教材,辅导书,练习题都在里面。不同的学生可以根据自己的需要方便地从中查到想要的资料。而且这些计算机与现在的手机合为一体,随时随地都可以上网,相互交流信息。所以有人预言未来计算机可能像纸张一样便宜,可以一次性使用,计算机将成为不被人注意的最常用的日用品。 第三个方向是向"深"度方向发展,即向信息的智能化发展。网上有大量的信息,怎样把这些浩如烟海的东西变成你想要的知识,这是计算科学的重要课题,同时人机界面更加友好。未来你可以用你的自然语言与计算机打交道,也可以用手写的文字打交道,甚至可以用你的表情、手势来与计算机沟通,使人机交流更加方便快捷。电子计算机从诞生起就致力于模拟人类思维,希望计算机越来越聪明,不仅能做一些复杂的事情,而且能做一些需“智慧”才能做的事,比如推理、学习、联想等。自从1956年提出“人工智能”以来,计算机在智能化方向迈进的步伐不尽人意。科学家多次关于人工智能的预期目标都没有实现,这说明探索人类智能的本质是一件十分艰巨的任务。目前计算机"思维"的方式与人类思维方式有很大区别,人机之间的间隔还不小。人类还很难以自然的方式,如语言、手势、表情与计算机打交道,计算机难用已成为阻碍计算机进一步普及的巨大障碍。随着nternet的普及,普通老百姓使用计算机的需求日益增长,这种强烈需求将大大促进计算机智能化方向的研究。近几年来计算机识别文字(包括印刷体、手写体)和口语的技术已有较大提高,已初步达到商品化水平,估计5-10年内手写和口语输入将逐步成为主流的输入方式。手势(特别是哑语手势)和脸部表情识别也已取得较大进展。
尽管传统计算机在短期内,还不会退出历史舞台,但旨在超越它的诸如量子计算机、DNA生物计算机、光学计算机,在研究人员的努力下,已经出露端倪。 量子计算机将是未来计算机研究的热点。量子计算机利用粒子的量子力学状态来表示信息,可以实现目前电子计算机无法进行的复杂计算。2000年,德、美科学家研制出五量子位的核磁共振量子计算机,并成功地通过实验运算。 美国科学家研究出了一种可用于制造DNA计算机的新技术,它不仅能将遗传物质DNA分子的活动范围限制在固体表面上来执行运算,而且能大大简化通过DNA运算来解决复杂数学问题的步骤,标志着科学家们朝着研制出功能强大的DNA计算机的梦想又前进了一步。 由美英科学家组成的科研小组,成功地研制出世界上第一台DNA“发动机”,这一成果预示着不久的将来,科学家可以制造出分子大小的电子电路,以代替目前的硅芯片电路,从而使未来的计算机体积更小、体重更轻、运算速度更快。 加拿大科学家最近研制出一种光晶片,这是开发光学计算机征途上的一项重要成果。 在虚拟办公室上班 将来,你的办公室可能不再是目前的方格子单元,而更像科幻电影里的全景操作平台(Holodeck)了。电脑科学家正在对一种叫“远距离兼容”(Tele-immersion)的技术进行试验。这种技术将使我们能与远方的同事共享一个办公室,感觉两人近在咫尺。] 在美国,这个项目的正式名称是“国家远距离兼容首期系统”(National Tele-immersion Initative),几所大学的电脑科学家正为此进行联合研制。目前,该系统的原型已经出来了,通过两面呈直角安装的显示屏,该系统可以让科学家与远在其他州的同事会面交流。感觉上,像是与自己的同事隔“窗”相望。这项技术与早先的视像会议(video conferencing)不同,它提供的画面与真实的人和景物同样尺寸,且是三维(3-D)立体效果。 在原型系统中,每个研究人员都被一组数码照相机包围,其一举一动都可从不同角度被摄入镜头。他们还头戴跟踪器和类似看立体电影时用的特制眼镜。当研究人员转动头部时,他看同事的视觉角度也随之变化。譬如,如果他倾身向前,对面的同事就会显得靠近了些,尽管实际上他们之间可能有千里之遥。 要使这套系统有效运作,高功能的电脑必须能迅速将对方的数码影象转变成能通过互联网传送的数码信号,而后在接受终端将信号还原成影象在屏幕上显示出来。目前,整个运作过程还不很理想,因为电脑的速度内存等功能都还配合不来。 不远的将来,随着电脑技术的改善,科学家们希望远距离兼容技术也能进军其他应用领域。譬如,运用此技术,偏远地区的病人可以让大城市里的名医“看”病。让我们拭目以待
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计算机发展史及未来趋势论文选题方向怎么选
软件工程,网络工程,大数据,系统集成,物联网等
你可以看下这类的资料呗~看下(计算机科学与应用)里面的研究方向有哪些,你再看下这些方面你有哪些创新点,你就选择哪个方向就可以了
计算机科学与技术的研究生专业,大的方面讲有三个专业:计算机软件与理论,计算机应用技术,计算机体系结构。在这三个专业下面再分研究方向。
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校园内部合理化局域网设置的研究俺们当年就有人做这个题目
计算机方面的技术我理解
未来计算机的发展趋势论文
非冯·诺依曼计算机未来的发展方向
基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞台。但一些新的计算机正在跃跃欲试地加紧研究,这些计算机是:超导计算机、纳米计算机、光计算机、DNA计算机和量子计算机等。 超导计算机 芯片的集成度越高,计算机的体积越小,这样才不致因信号传输而降低整机速度。但这样一来就使机器发热严重。解决问题的出路是研制超导计算机。 电流在超导体中流过时,电阻为零,介质不发热。1962年,英国物理学家约瑟夫逊提出了“超导隧道效应”,即由超导体—绝缘体—超导体组成的器件(约瑟夫逊元件),当对其两端加电压时,电子就会像通过隧道一样无阻挡地从绝缘介质穿过,形成微小电流,而该器件两端的压降几乎为零。与传统的半导体计算机相比,使用约瑟夫逊器件的超导计算机的耗电量仅为其几千分之一,而执行一条指令所需的时间却要快100倍。 1999年11月,日本超导技术研究所与企业合作,制作了由1万个约瑟夫逊元件组成的超导集成电路芯片。据悉,该所定于2003年生产这种超导芯片,2010年前后制造出这种超导计算机。 纳米计算机 在纳米尺度下,由于有量子效应,硅微电子芯片便不能工作。其原因是这种芯片的工作,依据的是固体材料的整体特性,即大量电子参与工作时所呈现的统计平均规律。如果在纳米尺度下,利用有限电子运动所表现出来的量子效应,可能就能克服上述困难。可以用不同的原理实现纳米级计算,目前已提出了四种工作机制:1)电子式纳米计算技术;2)基于生物化学物质与DNA的纳米计算机;3 )机械式纳米计算机;4)量子波相干计算。它们有可能发展成为未来纳米计算机技术的基础。 光计算机 与传统硅芯片计算机不同,光计算机用光束代替电子进行计算和存储:它以不同波长的光代表不同的数据,以大量的透镜、棱镜和反射镜将数据从一个芯片传送到另一个芯片。研制光计算机的设想早在20世纪50年代后期就已提出。1986年,贝尔实验室的戴维米勒研制成功小型光开关,为同实验室的艾伦黄研制光处理器提供了必要的元件。1990年1月,黄的实验室开始用光计算机工作。光计算机有全光学型和光电混合型。上述贝尔实验室的光计算机就采用了混合型结构。相比之下,全光学型计算机可以达到更高的运算速度。研制光计算机,需要开发出可用一条光束控制另一条光束变化的光学“晶体管”。现有的光学“晶体管”庞大而笨拙,若用它们造成台式计算机将有辆汽车那么大。因此,要想短期内使光学计算机实用化还很困难。 DNA计算机 1994年11月,美国南加州大学的阿德勒曼博士用DNA碱基对序列作为信息编码的载体,在试管内控制酶的作用下,使DNA碱基对序列发生反应,以此实现数据运算。阿德勒曼在《科学》上公布了DNA计算机的理论,引起了各国学者的广泛关注。阿德勒曼的计算机的计算与传统的计算机不同,计算不再只是简单的物理性质的加减操作,而又增添了化学性质的切割、复制、粘贴、插入和删除等种种方式。 DNA计算机的最大优点在于其惊人的存储容量和运算速度:1立方厘米的DNA存储的信息比一万亿张光盘存储的还多;十几个小时的DNA计算,就相当于所有电脑问世以来的总运算量。更重要的是,它的能耗非常低,只有电子计算机的一百亿分之一。 与传统的“看得见、摸得着”计算机不同,目前的DNA计算机还是躺在试管里的液体。它离开发、实际应用还有相当的距离,尚有许多现实的技术性问题需要去解决。如生物操作的困难,有时轻微的振荡就会使DNA断裂;有些DNA会粘在试管壁、抽筒尖上,从而就在计算中丢失了预计,10到20年后,DNA计算机才可能进入实用阶段。 量子计算机 量子计算机以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存,利用原子的量子特性进行信息处理。由于原子具有在同一时间处于两个不同位置的奇妙特性,即处于量子位的原子既可以代表0或1,也能同时代表0和1以及0和1之间的中间值,故无论从数据存储还是处理的角度,量子位的能力都是晶体管电子位的两倍。对此,有人曾经作过这样的比喻:假设一只老鼠准备绕过一只猫,根据经典物理学理论,它要么从左边过,要么从右边过,而根据量子理论,它却可以同时从猫的左边和右边绕过 量子计算机在外形上有较大差异,它没有盒式外壳;看起来像是一个被其它物质包围的巨大磁场;它不能利用硬盘实现信息的长期存储;但高效的运算能力使量子计算机具有广阔的应用前景。 如何实现量子计算,方案并不少,问题是在实验上实现对微观量子态的操纵确实太困难了。这些计算机机异常敏感,哪怕是最小的干扰--比如一束从旁边经过的宇宙射线--也会改变机器内计算原子的方向,从而导致错误的结果。目前,量子计算机只能利用大约5个原子做最简单的计算。要想做任何有意义的工作都必须使用数百万个原子。 参考资料:打边鼓黑胶绸广泛眼
计算机发展史及未来趋势论文选题方向是什么
一、行业稳步增长,疫情影响正逐步消除2020年上半年计算机行业实现营业收入3亿元,同比增长6%,相较于2019年同期增长水平9%有所下滑。随着疫情影响的逐步消除,计算机行业营业收入迅速增长,2020年第二季度实现收入3亿元,同比2019年第二季度实现增长4%,相比之下,2020年第二季度比增长更为明显,环比增长3%。数据来源:公开资料整理2020年上半年计算机行业实现归母净利润4亿元,同比下滑7%,相比去年同期有较大幅度的下降。2020年上半年由于疫情的影响导致上市公司的商机有所减少以及收入确认有所延缓,而公司的日常费用及人员支出较为刚性。随着二季度疫情的影响逐步减弱,下游客户经营活动逐步恢复正常,计算机板块2020第一季度实现归母净利润为亏损14亿元,2020第二季度实现9亿元,不但实现了同比7%的增长,更是实现了环比大幅增长。数据来源:公开资料整理计算机行业2020年上半年扣除非经常性损益后归母净利润为61亿元,同比2019年同期下滑1%。扣非净利润下滑的主要原因与归母净利润一致,都是因为收入的延缓确认以及费用的刚性支出。数据来源:公开资料整理计算机行业2020年上半年有12%的公司扣非净利润增速超过为100%或扭亏为盈,有7%的公司业绩增速在70%-100%之间,有7%的公司业绩增速在30%-50%之间,有13%的公司业绩增速在0%-30%之间,还有61%的公司业绩呈现下滑状态。数据来源:公开资料整理相关报告:华经产业研究院发布的《2020-2025年中国计算机行业市场深度分析及发展前景预测报告》二、金融信息化空间广阔,市场规模在千亿级别金融信息化主要是指金融机构的信息化业务,在国内主要包括银行IT投入、保险IT投入和证券IT投入,其中从发展时间来说,国内证券IT和银行IT发展较早,而保险IT起步较晚;从发展规模来看,银行IT的规模最大。根据研究机构数据,银行IT投入规模在2020年达到1351亿元,同比增长8%;保险IT投入规模在2020年达到412亿元,同比增长4%,我国金融信息化总体规模接近2000亿元。数据来源:公开资料整理三、软件定义汽车迎来发展大时代软件定义汽车是软件在车辆中扮演的角色逐步放大,纵观汽车发展历史,从最开始的“机械定义汽车”到“电器定义汽车”再到“电子定义汽车”最后到现在的“软件定义汽车”。一方面是汽车电子占整车成本逐渐提高,根据摩根斯坦利研究中心的调查结果,到2020年,车辆的软件价值占车身本来价格的比例为40%。数据来源:公开资料整理四、云计算蓬勃发展在国内,2009年阿里云成立拉开了我国云计算市场的序幕,随着阿里云技术的逐步成熟和效益逐渐显现,各巨头纷纷入局,同时独立云厂商相继成立,国内云计算行业呈现蓬勃发展的良好局面。根据中国信息通信研究院的数据显示,2019年我国云计算整体规模达到1334亿元,同比增速6%,保持快速增长态势,预计到2023年,市场规模将超过3700亿元。数据来源:信通院,华经产业研究院整理五、计算机行业未来发展前景近几年,我国计算机行业发展迅猛,特别是在软件领域,已经成为世界第一。但是我国各行业对于计算机行业的需求并没有减少,反而有了更大的需求。这主要是由于我们正处于信息时代,各行业对于信息的需求巨大,而获取信息的主要途径便是互联网;再加上我国正处于产业结构调整的重要时期,产业从资源密集型和劳动密集型转向资金密集型和技术密集型,因此对于IT行业的存在着巨大的需求。从全球IT行业的发展看,经过几年的低迷发展,IT行业已经走出低谷、大有东山再起之势,IT行业在国民经济发展中日益显现出蓬勃生机。华经情报网隶属于华经产业研究院,专注大中华区产业经济情报及研究,目前主要提供的产品和服务包括传统及新兴行业研究、商业计划书、可行性研究、市场调研、专题报告、定制报告等。涵盖文化体育、物流旅游、健康养老、生物医药、能源化工、装备制造、汽车电子等领域,还深入研究智慧城市、智慧生活、智慧制造、新能源、新材料、新消费、新金融、人工智能、“互联网+”等新兴领域。
尽管传统计算机在短期内,还不会退出历史舞台,但旨在超越它的诸如量子计算机、DNA生物计算机、光学计算机,在研究人员的努力下,已经出露端倪。 量子计算机将是未来计算机研究的热点。量子计算机利用粒子的量子力学状态来表示信息,可以实现目前电子计算机无法进行的复杂计算。2000年,德、美科学家研制出五量子位的核磁共振量子计算机,并成功地通过实验运算。 美国科学家研究出了一种可用于制造DNA计算机的新技术,它不仅能将遗传物质DNA分子的活动范围限制在固体表面上来执行运算,而且能大大简化通过DNA运算来解决复杂数学问题的步骤,标志着科学家们朝着研制出功能强大的DNA计算机的梦想又前进了一步。 由美英科学家组成的科研小组,成功地研制出世界上第一台DNA“发动机”,这一成果预示着不久的将来,科学家可以制造出分子大小的电子电路,以代替目前的硅芯片电路,从而使未来的计算机体积更小、体重更轻、运算速度更快。 加拿大科学家最近研制出一种光晶片,这是开发光学计算机征途上的一项重要成果。 在虚拟办公室上班 将来,你的办公室可能不再是目前的方格子单元,而更像科幻电影里的全景操作平台(Holodeck)了。电脑科学家正在对一种叫“远距离兼容”(Tele-immersion)的技术进行试验。这种技术将使我们能与远方的同事共享一个办公室,感觉两人近在咫尺。] 在美国,这个项目的正式名称是“国家远距离兼容首期系统”(National Tele-immersion Initative),几所大学的电脑科学家正为此进行联合研制。目前,该系统的原型已经出来了,通过两面呈直角安装的显示屏,该系统可以让科学家与远在其他州的同事会面交流。感觉上,像是与自己的同事隔“窗”相望。这项技术与早先的视像会议(video conferencing)不同,它提供的画面与真实的人和景物同样尺寸,且是三维(3-D)立体效果。 在原型系统中,每个研究人员都被一组数码照相机包围,其一举一动都可从不同角度被摄入镜头。他们还头戴跟踪器和类似看立体电影时用的特制眼镜。当研究人员转动头部时,他看同事的视觉角度也随之变化。譬如,如果他倾身向前,对面的同事就会显得靠近了些,尽管实际上他们之间可能有千里之遥。 要使这套系统有效运作,高功能的电脑必须能迅速将对方的数码影象转变成能通过互联网传送的数码信号,而后在接受终端将信号还原成影象在屏幕上显示出来。目前,整个运作过程还不很理想,因为电脑的速度内存等功能都还配合不来。 不远的将来,随着电脑技术的改善,科学家们希望远距离兼容技术也能进军其他应用领域。譬如,运用此技术,偏远地区的病人可以让大城市里的名医“看”病。让我们拭目以待
计算机发展史的四个阶段互联网时代已经到来了,小编推荐你不可不知的计算机发展历史的四个阶段,让你更加了解计算机。世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学研制成功,它的名称叫ENIAC(埃尼阿克),是电子数值积分式计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。它使用了17468个真空电子管,耗电174千瓦,占地170平方米,重达30吨,每秒钟可进行5000次加法运算。虽然它还比不上今天最普通的一台微型计算机,但在当时它已是运算速度的绝对冠军,并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。以圆周率(π)的计算为例,中国的古代科学家祖冲之利用算筹,耗费15年心血,才把圆周率计算到小数点后7位数。一千多年后,英国人香克斯以毕生精力计算圆周率,才计算到小数点后707位。而使用ENIAC进行计算,仅用了40秒就达到了这个记录,还发现香克斯的计算中,第528位是错误的。ENIAC奠定了电子计算机的发展基础,在计算机发展史上具有划时代的意义,它的问世标志着电子计算机时代的到来。 ENIAC诞生后,数学家冯·诺依曼提出了重大的改进理论,主要有两点:其一是电子计算机应该以二进制为运算基础,其二是电子计算机应采用"存储程序"方式工作,并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成:运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。冯·诺依曼的这些理论的提出,解决了计算机的运算自动化的问题和速度配合问题,对后来计算机的发展起到了决定性的作用。直至今天,绝大部分的计算机还是采用冯·诺依曼方式工作。ENIAC诞生后短短的几十年间,计算机的发展突飞猛进。主要电子器件相继使用了真空电子管,晶体管,中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路,引起计算机的几次更新换代。每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小,功能大大增强,应用领域进一步拓宽。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现,使得计算机迅速普及,进入了办公室和家庭,在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。目前,计算机的应用已扩展到社会的各个领域。可将计算机的发展过程分成以下几个阶段:第一代(1946~1957年)是电子计算机,它的基本电子元件是电子管,内存储器采用水银延迟线,外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。由于当时电子技术的限制,运算速度只是每秒几千次~几万次基本运算,内存容量仅几千个字。因此,第一代计算机体积大,耗电多,速度低,造价高,使用不便;主要局限于一些军事和科研部门进行科学计算。软件上采用机器语言,后期采用汇编语言。第二代(1958~1970年)是晶体管计算机。1948年,美国贝尔实验室发明了晶体管,10年后晶体管取代了计算机中的电子管,诞生了晶体管计算机。晶体管计算机的基本电子元件是晶体管,内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代电子管计算机相比,晶体管计算机体积小,耗电少,成本低,逻辑功能强,使用方便,可靠性高。软件上广泛采用高级语言,并出现了早期的操作系统。第三代(1963~1970年)是集成电路计算机。随着半导体技术的发展,1958年夏,美国德克萨斯公司制成了第一个半导体集成电路。集成电路是在几平方毫米的基片,集中了几十个或上百个电子元件组成的逻辑电路。第三代集成电路计算机的基本电子元件是小规模集成电路和中规模集成电路,磁芯存储器进一步发展,并开始采用性能更好的半导体存储器,运算速度提高到每秒几十万次基本运算。由于采用了集成电路,第三代计算机各方面性能都有了极大提高:体积缩小,价格降低,功能增强,可靠性大大提高。软件上广泛使用操作系统,产生了分时、实时等操作系统和计算机网络。第四代(1971年~日前)是大规模集成电路计算机。随着集成了上千甚至上万个电子元件的大规模集成电路和超大规模集成电路的出现,电子计算机发展进入了第四代。第四代计算机的基本元件是大规模集成电路,甚至超大规模集成电路,集成度很高的半导体存储器替代了磁芯存储器,运算速度可达每秒几百万次,甚至上亿次基本运算。在软件方法上产生了结构化程序设计和面向对象程序设计的思想。另外,网络操作系统、数据库管理系统得到广泛应用。微处理器和微型计算机也在这一阶段诞生并获得飞速发展。微型计算机的发展微型计算机的发展主要表现在其核心部件——微处理器的发展上,每当一款新型的微处理器出现时,就会带动微机系统的其它部件的相应发展,如微机体系结构的进一步优化,存储器存取容量的不断增大、存取速度的不断提高,外围设备性能的不断改进以及新设备的不断出现等。根据微处理器的字长和功能,可将微型计算机的功能划分为以下几个阶段:第一阶段( 1971 ~ 1973 年)是 4 位和 8 位低档微处理器时代。通常称为第一代,其典型产品是 Intel4004 和 Intel8008 微处理器和分别由它们组成的 MCS-4 和 MCS-8 微机。基本特点是采用 PMOS 工艺,集成度低( £ 4000 个晶体管 / 片),系统结构和指令系统都比较简单,主要采用机器语言或简单的汇编语言,指令数目较少( 20 多条指令),基本指令周期为 20 ~ 50 μ s ,用于家电和简单的控制场合。第二阶段( 1974 ~ 1977 年)是 8 位中高档微处理器时代。通常称为第二代,其典型产品是 Intel8080/8085 、 Motorola 公司的 MC6800 、 Zilog 公司的 Z80 等,以及各种 8 位单片机,如 Intel 公司的 8048 、 Motorola 公司的 MC6801 、 Zilog 公司的 Z8 等。它们的特点是采用 NMOS 工艺,集成度提高约 4 倍,运算速度提高约 10~15 倍(基本指令执行时间 1 ~ 2 μ s ),指令系统比较完善,具有典型的计算机体系结构和中断、 DMA 等控制功能。软件方面除了汇编语言外,还有 BASIC 、 FORTRAN 等高级语言和相应的解释程序和编译程序,在后期还出现了操作系统,如 CM/P 就是当时流行的操作系统。第三阶段( 1978 ~ 1984 年)是 16 微处理器时代。通常称为第三代,其典型产品是 Intel 公司的 8086/8088 、 80286 , Motorola 公司的 M68000 , Zilog 公司的 Z8000 等微处理器。其特点是采用 HMOS 工艺,集成度( 20000~70000 晶体管 / 片)和运算速度(基本指令执行时间是 5 μ s )都比第二代提高了一个数量级。指令系统更加丰富、完善,采用多级中断、多种寻址方式、段式存储机构、硬件乘除部件,并配置了软件系统。这一时期的著名微机产品有 IBM 公司的个人计算机 PC ( Personal Computer )。 1981 年推出的 IBM PC 机采用 8088 CPU 。紧接着 1982 年又推出了扩展型的个人计算机 IBM PC/XT ,它对内存进行了扩充,并增加了一个硬磁盘驱动器。 1984 年 IBM 推出了以 80286 处理器为核心组成的 16 位增强型个人计算机 IBM PC/AT 。由于 IBM 公司在发展 PC 机时采用了技术开放的策略,使 PC 机风靡世界。第四阶段( 1985 ~ 1992 年)是 32 位微处理器时代,又称为第四代。其典型产品是 Intel 公司的 80386/80486 , Motorola 公司的 M68030/68040 等。其特点是采用 HMOS 或 CMOS 工艺,集成度高达 100 万晶体管 / 片,具有 32 位地址线和 32 位数据总线。每秒钟可完成 600 万条指令( MIPS , Million Instructions Per Second )。微机的功能已经达到甚至超过超级小型计算机,完全可以胜任多任务、多用户的作业。同期,其他一些微处理器生产厂商(如 AMD 、 TEXAS 等)也推出了 80386/80486 系列的芯片。第五阶段( 1993 年以后)是奔腾( Pentium )系列微处理器时代,通常称为第五代。典型产品是 Intel 公司的奔腾系列芯片及与之兼容的 AMD 的 K6 系列微处理器芯片。内部采用了超标量指令流水线结构,并具有相互独立的指令和数据高速缓存。随着 MMX ( Multi Media eXtended )微处理器的出现,使微机的发展在网络化、多媒体化和智能化等方面跨上了更高的台阶。 2000 年 3 月, AMD 与 Intel 分别推出了时钟频率达 1GHz 的 Athlon 和 Pentium III 。 2000 年 11 月, Intel 又推出了 Pentium Ⅳ微处理器,集成度高达每片 4200 万个晶体管,主频 5GHz , 400MHz 的前端总线,使用全新 SSE 2 指令集。 2002 年 11 月, Intel 推出的 Pentium Ⅳ微处理器的时钟频率达到 06GHz ,而且微处理器还在不断地发展,性能也在不断提升。
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