计算机技术的主要用途

计算机技术的主要用途

随着计算机技术的日新月异的飞速发展，计算机的应用领域也越来越宽广。从工业、农业、商业、军事、银行到各类学校，从国家政府机关到每个家庭的日常生活，计算机几乎无处不在。 概括起来，计算机应大致可分为如下几个方面。 ◎ 1.科学计算 科学计算也称数值计算，这是计算机的重要应用领域之一。第一台计算的研制目的就是用于弹道计算的，计算机为科学计算机而诞生，为科学计算而发展。今天的航天飞机，人造卫星，原子反应堆，天气预报，高层建筑，大型桥梁，地震测极，地质勘探和机械设计等都离不开计算机的科学计算。如果没有计算机，如此巨大，繁多的计算工作量单靠人类自身的能力是绝对无法完成的。 科学计算的特点：计算量大和数值变化范围广。 对计算机的要求：要求计算机的高速度、高精度、大容量存储和高自动化性能。 ◎ 2.数据处理 数据处理是计算机应用中最广泛的领域，是计算机应用的主流，据不完全统计，全球80%的计算机用于数据处理。数据处理是指用计算机对生产和经营活动、社会科学研究中的大量信息进行收集、转换、分类、统计、处理、存储传输和输出的处理。 数据处理是一切信息管理、辅助决策系统的基础，各类管理信息系统、决策支持系统，专家系统以及办公自动化系统都属于数据处理的范畴。 数据处理的特点：数据较入输出量大，而计算相对简单得多。 对计算机的要求：要求计算机方便灵活的输入输出设备和方法。 ◎ 3.自动控制 过去工业控制主要采用模拟电路，响应速度慢、精度低。现在逐步被微型机控制所代替，微机控制系统把工业现场的模拟量、开关量以及脉冲量经由放大电路和A/D D/A转换电路送给微型机，由微型机进行数据采集，显示以及控制现场。 如大型化工企业中自动采集工艺参数，进行检验、比较，以便于控制工艺流程，大型冶金企业中的高炉炼铁控制，钢材轧制控制，数控机床控制，电炉温度控制，国防工业中的导道检测控制，飞机和舰艇的分布式控制系统等等。 单片机的应用开辟了实时控制的更加广泛的领域，它替代了仪器仪表的功能，具有可程控，数据处理和对外接口的能力，众多的计算机必备部件集成于一片小小的芯片上，使大量仪器表实现了微型化、智能化，将自动控制的应用推上一个更高的台阶。 特点：高实时性和高可靠性。 对计算机的要求：要求计算机实时性和可靠性要好，模/数、数/模转换功能要好。 ◎ 4.计算机辅助系统 CAD,Computer Aided Design，计算机辅助设计 CAM,Computer Aided Manage，计算机辅助制造 CAE,Computer Aided Engineering，计算机辅助工程 CIMS,Computer Integrated Manufacturing System，计算机集成制造系统 CAI,Computer Aided Instruction，计算机辅助教学 CAD/CAM是工程设计和工业制造部门计算机应用的重要领域。 CAD/CAM是工程设计人员和工艺设计人员在计算机系统的辅助下，根据一定的设计和制造流程进行产品设计和产品加工工作的一项专门技术。 工程设计人员利用CAD系统，通过人机交互操作方式进行产品设计构思、产品总体设计、技术资料编制、零部件结构图绘制等工作；而工艺设计人员则可利用CAD提供的功能，进行零部件加工路径的控制和加工状况预显示，以及生成零部件加工信息或数控程序供数控机床加工零部件。 CAD/CAM技术取代了传统的从图纸设计到加工流程编制和调试的手工设计及操作过程，使设计效率、加工精度，产品质量大大提高。 CAD/CAM的特点：需进行大量的交互式操作。 对计算机的要求：要有良好的图形功能和较高的响应速度。 ◎ 5.人工智能 人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是研究如何利用计算机模仿人的智能，并在计算机与控制论学科上发展起来的边缘学科。 围绕AI的应用主要表现在机器人研究、专家系统、模式识别、智能检索、自然语言处理、机器翻译、定理证明等方面。 如果说蒸汽机的出现，解决了人们的体力劳动，那么，计算机则代替的人的部分脑力劳动，从最早的1959年IBM公司的A.M.Samuel编制的具有自学能力的跳棋程序，到20世纪80年代开始的智能计算机研究都属于这一类研究的一部分。 除了上述介绍的各种应用外，计算机还在辅助教学、多媒体技术、文化艺术和家庭生活等方面有着广泛的应用。随着社会发展的需要，计算机的应用领域在广度和深度两个方面正在无上境的发展着。

计算机发展史

1666年，在英国Samuel Morland发明了一部可以计算加数及减数的机械计数机。

1673年, Gottfried Leibniz 制造了一部踏式(stepped)圆柱形转轮的计数机,叫“Stepped Reckoner”，这部计算器可以把重复的数字相乘，并自动地加入加数器里。

1694年,德国数学家，Gottfried Leibniz ，把巴斯卡的Pascalene 改良，制造了一部可以计算乘数的机器，它仍然是用齿轮及刻度盘操作。

1773年, Philipp-Matthaus 制造及卖出了少量精确至12位的计算机器。

1775年,The third Earl of Stanhope 发明了一部与Leibniz相似的乘法计算器。

1786年,J.H.Mueller 设计了一部差分机，可惜没有拨款去制造。

1801年, Joseph-Marie Jacquard 的织布机是用连接按序的打孔卡控制编织的样式。

1854年,George Boole 出版 An Investigation of the Laws of Thought”，是讲述符号及逻辑理由，它后来成为计算机设计的基本概念。 1858年,一条电报线第一次跨越大西洋，并且提供了几日的服务。

1861年,一条跨越大陆的电报线把大西洋和太平洋沿岸连接起来。

1876年,Alexander Graham Bell 发明了电话并取得专利权。

1876至1878年,Baron Kelvin 制造了一部泛音分析机及潮汐预测机。

1882年,William S. Burroughs 辞去在银行文员的工作，并专注于加数器的发明。

1889年,Herman Hollerith 的电动制表机在比赛中有出色的表现，并被用于 1890 中的人口调查。Herman Hollerith 采用了Jacquard 织布机的概念用来计算，他用咭贮存资料,然后注入机器内编译结果。这机器使本来需要十年时间才能得到的人口调查结果，在短短六星期内做到。

1893年,第一部四功能计算器被发明。

1895年,Guglielmo Marconi 传送广播讯号。

1896年,Hollerith 成立制表机器公司(Tabulating Machine Company)。

1901年,打孔键出现，之后的半个世纪只有很少的改变。

1904年,John A.Fleming 取得真空二极管的专利权，为无线电通讯建立基础。

1906年,Lee de Foredt 加了一个第三活门在Felming 的二极管， 创制了三电极真空管。

1907年,唱片音乐在纽约组成第一间正式的电台。

1908年,英国科学家 Campbell Swinton ?述了电子扫描方法及预示用阴极射线管制造电视。

1911年,Hollerith 的表机公司与其它两间公司合并，组成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R)，制表及录制公司。但在1924年，改名为International Business Machine Corporation (IBM)。

1911年,荷兰物理学家 Kamerlingh Onnes 在 Leiden Unversity 发现超导电。

1931年,Vannever Bush 发明了一部可以解决差分程序的计数机，这机器可以解决一些令数学家，科学家头痛的复杂差分程序。

1935年,IBM (International Business Machine Corporation) 引入 IBM 601”，它是一部有算术部件及可在1秒钟内计算乘数的穿孔咭机器。 它对科学及商业的计算起很大的作用。总共制造了1500 部。

1937年,Alan Turing 想出了一个 通用机器(Universal Machine)” 的概念，可以执行任何的算法，形成了一个可计算(computability)”的基本概念。Turing 的概念比其它同类型的发明为好，因为他用了符号处理(symbol processing) 的概念。

1939年11月,John Vincent Atannsoff 与 John Berry 制造了一部16位加数器。它是第一部用真空管计算的机器。

1939年,Zuse 与 Schreyer 开鈶制造了V2”﹝后来叫Z2﹞，这机器沿用 Z1的机械贮存器，加上一个用断电器逻辑(Relay Logic)的新算术部件。但当 Zuse完成草稿后，这计划被中断一年。

1939-40年,Schreyer 完成了用真空管的10位加数器，以及用氖气灯(霓虹灯)的存贮器。

1940年1月,在 Bell Labs, Samuel Williams 及Stibitz 完成了一部可以计算复杂数字的机器， 叫“复杂数字计数机(Complex Number Calculator)”，后来改称为“断电器计数机型号I (Model I Relay Calculator)” 。它用电话开关部份做逻辑部件：145个断电器，10个横杠开关。数字用“Plus 3BCD”代表。在同年9月，电传打字 etype 安装在一个数学会议里，由New Hampshire 连接去纽约。

1940年, Zuse 终于完成Z2，它比运作得更好，但不是太可靠。

1941年夏季，Atanasoff及Berry完成了一部专为解决联立线性方程系统(system of simultaneous linear equations) 的计算器，后来叫做ABC (Atanasoff-Berry Computer)”，它有60个50位的存贮器，以电容器(capacitories)的形式安装在2个旋转的鼓上，时钟速度是60Hz。

1941年2月,Zuse 完成V3”(后来叫Z3)，是第一部操作中可编写程序的计数机。它亦是用浮点操作，有7个位的指数，14位的尾数，以及一个正负号。存贮器可以贮存64个字，所以需要1400个断电器。它有多于1200个的算术及控制部件，而程序编写，输入，输出的与 Z1 相同。 1943年1月 Howard H. Aiken完成ASCC Mark I”(自动按序控制计算器 Mark I ，Automatic Sequence -- Controlled Calculator Mark I)，亦称“Haward Mark I”。这部机器有51尺长，重5顿，由 750,000部份合并而成。它有72个累加器，每一个有自己的算术部件，及23位数的寄存器。

1943年12月, Tommy Flowers与他的队伍，完成第一部“Colossus”，它有2400个真空管用作逻辑部件，5 个纸带圈读取器(reader)，每个可以每秒工作5000字符。

1943年,由 John Brainered领导，ENIAC开始研究。而 John Mauchly 及J. Presper Eckert负责这计划的执行。

1946v第一台电子数字积分计算器(ENIAC)在美国建造完成。

1947年,美国计算器协会(ACM)成立。

1947年,英国完成了第一个存储真空管O 1948贝尔电话公司研制成半导体。

1949年,英国建造完成延迟存储电子自动计算器(EDSAC)

1950年,自动化一词第一次用于汽车工业。

1951年,美国麻省理工学院制成磁心

1952年,第一台储存程序计算器诞生。

1952年,第一台大型计算机系统IBM701宣布建造完成。

1952年,第一台符号语言翻译机发明成功。

1954年,第一台半导体计算机由贝尔电话公司研制成功。

1954年,第一台通用数据处理机IBM650诞生。

1955年,第一台利用磁心的大型计算机IBM705建造完成。

1956年,IBM公司推出科学704计算机。

1957年,程序设计语言FORTRAN问世。

1959年,第一台小型科学计算器IBM620研制成功。

1960年,数据处理系统IBM1401研制成功。

1961年,程序设计语言COBOL问世。

1961年,第一台分系统计算机由麻省理工学院设计完成。

1963年,BASIC语言问世。

1964年,第三代计算机IBM360系列制成。

1965年,美国数字设备公司推出第一台小型机PDP-8。

1969年,IBM公司研制成功90列卡片机和系统--3计算机系统。

1970年,IBM系统1370计算机系列制成。

1971年,伊利诺大学设计完成伊利阿克IV巨型计算机。

1971年,第一台微处理机4004由英特尔公司研制成功。

1972年,微处理机基片开始大量生产销售。

1973年,第一片软磁盘由IBM公司研制成功。

1975年,ATARI--8800微电脑问世。

1977年,柯莫道尔公司宣称全组合微电脑PET--2001研制成功。

1977年,TRS--80微电脑诞生。

1977年,苹果--II型微电脑

1978年,磁泡存储器第二次用于商用计算机。

1979年,夏普公司宣布制成第一台手提式微电脑。

1982年,微电脑开始普及，大量进入学校和家庭。

1984年,日本计算机产业着手研制第五代计算机---具有人工智能的计算机。