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摘要:本文从计算机的诞生到其发展历程,以及当前应用的诸多领域,并展望了未来计算机技术创新发展方向。
关键词:计算机技术;技术创新
创新是人类主观意识的最高体现,推动社会不断向前进步。历史上指南针的发明,开启了大航海时代,后来才有了发现新大陆;照相机的发明,推动了现代绘画艺术的发展;蒸汽机的发明,促进了工业时代的机械化;同样计算机诞生及其发展推进了整个人类社会的发展。
计算机对现代人来讲在熟悉不过了,每天甚至每时每刻都在打交道,那么关于计算机的起源相信所有人都能脱口而出:美国宾夕法尼亚大学问世的名叫ENIAC的庞然大物,拥有17840支电子管,重达28吨,造价约为487000美元,但实际上其的诞生可以追溯到1651年Thomas Hobbes阐述了想要进行人工思维及其逻辑,用加减法运算就够了,到了1679年Leibniz提出有加法运算就够了,并是提出建造计算机机器的第一人,重点来了,对于世界上第一台计算机诞生不得不提的是曼哈顿计划,美国要进行首次核试验,一位匈牙利裔美国人的参加了本次研制,其实在原子弹投放前,这位数学家就整理出计算机的相关理论,并对后来第一台计算机的诞生起了决定性作用,这个人就是“计算机之父”约翰·冯·诺依曼。
从1946年2月14日世界上第一台计算机从美国宾西法尼亚大学问世,由美国军方定制,其拥有17840支电子管,重达28吨,造价约为487000美元。在今后的70年里,从最初的体积大功耗高的电子管数字机,到体积缩小能耗降低的晶体管数字机,后发展到速度更快可靠性更高的集成电路数字机、大规模集成电路机、超大规模集成电路,从运算处理速度为每秒5000次的庞然大物,到如今普通的一台笔记本每秒运算速度也超过100万次,计算机的技术以惊人的速度发展着。早期的计算机主要用于军工方面,例如第一台计算机就是为了研究弹道轨道而研制的。我国在1956年制定的《十二年科学技术发展规划》中确立中国要研制计算机,并批准中国科学院成立相关的研究所,并与1958年8月1日,我国第一台数字电子计算机诞生,1973年第一台百万次集成电路电子计算机研制成功,1992年国防科大研究成功银河-II,每秒10亿次基本运算操作,2001年中科院计算所研制成功我国第一款通用CPU——“龙芯”芯片,到2012年“天河一号”其预算速度可达每秒2570万亿次。
计算机信息技术在当今已经广泛浸入各个领域:1.数值计算,仍然是计算机应用的一个重要领域,如地震监测,对地壳形变观测、活动断层的调查和测量、地磁观测以及地电观测,把观测点的信息记入计算机中,通过数据监测和分析,预测地震发生的概率;天气预报方面,对大气系统移动和强度变化,对气温气压、湿度及能见度的变化,运用动力学和热力学为基础,应用计算机进行数值计算;再如在航空航天系统,运用流体力学、空气动力学,利用计算机信息技术进行运行轨道的计算等。2.信息管理,为了有效地开发和利用信息资源,用计算机来加工、管理数据资料,如仓储管理,通过与计算机相连的扫码器,能实时的查看货品的位置库存等;财务管理,建立良好的会计电算化制度,对财务信息收集加工,使财务管理的工作更加高效准确。3.生产自动化,应用于各类制作业,把工业生产中的各种信号数据存入计算机,计算机根据需要对这些数据进行处理,并指导机械设备去完成产品的生产、包装、运输等,大大加快工业自动化进程。4.智能应用,一些智能应用系统,对人的意识、思维的信息过程的模拟,包括人脸识别、指纹识别,还有家政服务机器人等。
科技的日新月异,在这个网络时代里,计算机与通信紧密相连。目前或未来计算机技术会有哪些方面的创新呢?首先,量子计算机,最早是有物理学理查德·费曼提出量子计算机的概念。在电脑里晶体管只是一个小小的电子开关,电流是电子的定向移动所产生的,所以开关就是一个通道,可以阻断电子的定向移动。一个晶体管只有14纳米,正在趋向于几个原子的大小,但在量子领域,由于物理活动是不可预测的,普通计算机会停止工作,发展中遇到物理上的障碍,科学尝试针对这些特殊的量子特性来建造量子计算机。目前量子计算机主要应用于数据库处理和模拟实验:如要搜索一条数据,普通计算机要逐条搜索,量子计算机凭借强大的运算能力,只需前者的平方根次的速度就可以了。另外应用于信息技术安全,我们在平日收发邮件和浏览银行数据的时候,都处于公共的安全系统下,现在应用这种安全系统,就如同给每一个人公共密钥编码,只有你能解码,大大提高其安全性。除此之外,量子计算机还尝试应用于模拟实验中,其虽具有卓越的运算能力,但资源需求非常巨大,而量子位不稳定会导致结果不可预测,因此还需在未来加以改进。其次,神经网络计算机,因其是模仿人脑的神经系统。早在40年代就有科学致力于研究,之后IBM发布新型SYNAPSE芯片,开启了神经网络时代,其根本是去模拟人的思维能力及判断能力,其应用在于自动化驾驶,根据路况进行转弯爬坡、剎车等操作,还有大量人工智能领域。再次,光子计算机,利用光束代替电子,所谓“光脑”。其最大的優点在于,其是一种节能型产品,超低的电能消耗,并且其的微型化和便携化的特点,运算速度将会比目前超级计算机快1000-10000倍。美国贝尔实验室宣布研制出世界上第一台光学计算机,但对于真正的光子计算机还有很大的差距。
创新是民族之魂,人类文明社会发展的阶梯,计算机领域技术的革新彰显出人类认知领域的不断扩展。
关键词:计算机技术;技术创新
创新是人类主观意识的最高体现,推动社会不断向前进步。历史上指南针的发明,开启了大航海时代,后来才有了发现新大陆;照相机的发明,推动了现代绘画艺术的发展;蒸汽机的发明,促进了工业时代的机械化;同样计算机诞生及其发展推进了整个人类社会的发展。
计算机对现代人来讲在熟悉不过了,每天甚至每时每刻都在打交道,那么关于计算机的起源相信所有人都能脱口而出:美国宾夕法尼亚大学问世的名叫ENIAC的庞然大物,拥有17840支电子管,重达28吨,造价约为487000美元,但实际上其的诞生可以追溯到1651年Thomas Hobbes阐述了想要进行人工思维及其逻辑,用加减法运算就够了,到了1679年Leibniz提出有加法运算就够了,并是提出建造计算机机器的第一人,重点来了,对于世界上第一台计算机诞生不得不提的是曼哈顿计划,美国要进行首次核试验,一位匈牙利裔美国人的参加了本次研制,其实在原子弹投放前,这位数学家就整理出计算机的相关理论,并对后来第一台计算机的诞生起了决定性作用,这个人就是“计算机之父”约翰·冯·诺依曼。
从1946年2月14日世界上第一台计算机从美国宾西法尼亚大学问世,由美国军方定制,其拥有17840支电子管,重达28吨,造价约为487000美元。在今后的70年里,从最初的体积大功耗高的电子管数字机,到体积缩小能耗降低的晶体管数字机,后发展到速度更快可靠性更高的集成电路数字机、大规模集成电路机、超大规模集成电路,从运算处理速度为每秒5000次的庞然大物,到如今普通的一台笔记本每秒运算速度也超过100万次,计算机的技术以惊人的速度发展着。早期的计算机主要用于军工方面,例如第一台计算机就是为了研究弹道轨道而研制的。我国在1956年制定的《十二年科学技术发展规划》中确立中国要研制计算机,并批准中国科学院成立相关的研究所,并与1958年8月1日,我国第一台数字电子计算机诞生,1973年第一台百万次集成电路电子计算机研制成功,1992年国防科大研究成功银河-II,每秒10亿次基本运算操作,2001年中科院计算所研制成功我国第一款通用CPU——“龙芯”芯片,到2012年“天河一号”其预算速度可达每秒2570万亿次。
计算机信息技术在当今已经广泛浸入各个领域:1.数值计算,仍然是计算机应用的一个重要领域,如地震监测,对地壳形变观测、活动断层的调查和测量、地磁观测以及地电观测,把观测点的信息记入计算机中,通过数据监测和分析,预测地震发生的概率;天气预报方面,对大气系统移动和强度变化,对气温气压、湿度及能见度的变化,运用动力学和热力学为基础,应用计算机进行数值计算;再如在航空航天系统,运用流体力学、空气动力学,利用计算机信息技术进行运行轨道的计算等。2.信息管理,为了有效地开发和利用信息资源,用计算机来加工、管理数据资料,如仓储管理,通过与计算机相连的扫码器,能实时的查看货品的位置库存等;财务管理,建立良好的会计电算化制度,对财务信息收集加工,使财务管理的工作更加高效准确。3.生产自动化,应用于各类制作业,把工业生产中的各种信号数据存入计算机,计算机根据需要对这些数据进行处理,并指导机械设备去完成产品的生产、包装、运输等,大大加快工业自动化进程。4.智能应用,一些智能应用系统,对人的意识、思维的信息过程的模拟,包括人脸识别、指纹识别,还有家政服务机器人等。
科技的日新月异,在这个网络时代里,计算机与通信紧密相连。目前或未来计算机技术会有哪些方面的创新呢?首先,量子计算机,最早是有物理学理查德·费曼提出量子计算机的概念。在电脑里晶体管只是一个小小的电子开关,电流是电子的定向移动所产生的,所以开关就是一个通道,可以阻断电子的定向移动。一个晶体管只有14纳米,正在趋向于几个原子的大小,但在量子领域,由于物理活动是不可预测的,普通计算机会停止工作,发展中遇到物理上的障碍,科学尝试针对这些特殊的量子特性来建造量子计算机。目前量子计算机主要应用于数据库处理和模拟实验:如要搜索一条数据,普通计算机要逐条搜索,量子计算机凭借强大的运算能力,只需前者的平方根次的速度就可以了。另外应用于信息技术安全,我们在平日收发邮件和浏览银行数据的时候,都处于公共的安全系统下,现在应用这种安全系统,就如同给每一个人公共密钥编码,只有你能解码,大大提高其安全性。除此之外,量子计算机还尝试应用于模拟实验中,其虽具有卓越的运算能力,但资源需求非常巨大,而量子位不稳定会导致结果不可预测,因此还需在未来加以改进。其次,神经网络计算机,因其是模仿人脑的神经系统。早在40年代就有科学致力于研究,之后IBM发布新型SYNAPSE芯片,开启了神经网络时代,其根本是去模拟人的思维能力及判断能力,其应用在于自动化驾驶,根据路况进行转弯爬坡、剎车等操作,还有大量人工智能领域。再次,光子计算机,利用光束代替电子,所谓“光脑”。其最大的優点在于,其是一种节能型产品,超低的电能消耗,并且其的微型化和便携化的特点,运算速度将会比目前超级计算机快1000-10000倍。美国贝尔实验室宣布研制出世界上第一台光学计算机,但对于真正的光子计算机还有很大的差距。
创新是民族之魂,人类文明社会发展的阶梯,计算机领域技术的革新彰显出人类认知领域的不断扩展。