浅谈计算机基础及其应用

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  【摘 要】计算机在教育、商业和服务行业,家庭娱乐、休闲、影视制作、电子出版业、Internet上的应用已日益广泛,其民用性已普及到人们的工作、生活、学习中,给大家带来了时尚、方便、快捷的生活。
  【关键词】计算机的发展 计算机的典型应用 信息处理
  引言
  如今社会,计算机成为我们生活的必需品,犹如碗筷、书本,每天使用,家家普及,成为一个不可或缺的工具。工作中我们用它记录文件、发邮件、视频会议等,学习中我们用它观看学习视频、搜索不懂的问题,生活中我们用它与朋友聊天、游戏娱乐等。计算机的应用如此广泛和普及都源于其优质的特点:运算速度快、计算精度高、存储能力强、容量大、通用性强、具有记忆和逻辑判断能力、具有自动执行程序的能力等。在计算机发展的近七十年里,它的功能越来越强大。
  一、 计算机的发展
  计算机的发展阶段大体可分为四个时代:电子管计算机时代、晶体管计算机时代、集成电路计算机时代、大规模、超大规模集成电路计算机时代。作为第一台计算机“ENIAC”是在1946年诞生于美国,宾夕法尼亚大学,重30多吨,主要元件是电子管,计算速度惊人,每秒钟可完成5000次加法、300多次乘法运算,占地面积巨大,170平方米。在ENIAC的研制过程中,美籍匈牙利数学家冯.诺依曼对计算机的贡献较大,一直影响到现在,受到世人敬仰。计算机的发展经过晶体管、小规模的集成电路时代后,如今的计算机核心在一个通过特殊的工艺把完整的电子线路做在一个硅片上。它可具有像人一样的行为和思路:如听、说、看、思考、知识存储和知识库管理。计算机甚至比人还聪明,它能够利用已有知识进行推理判断,同时还有联想和学习的功能。
  我国的计算机发展要追溯到1958年,由中科院计算所研制的我国第一台小型电子管通用计算机103机诞生。七年后,第一台大型晶体管计算机109乙机、109丙机为我国两弹的试验和成功发挥了重要作用。十九世纪八十年代初,国防科技大学开始研制计算机,被大家熟知的银河I号巨型机的运算速度可达每秒上亿次,10年后的银河III号运算速度可高达百亿次,此时我国的计算机系统综合技术已追赶上国际先进水平。二十一世纪是中国计算机迅猛发展的时代,曙光公司先后推出每秒3000亿次浮点运算的曙光3000、4000超级服务器和 “龙腾”服务器,这是完全由我国自主研制成功,具有自主知识产权的计算机服务器。与此同时,中科院计算所也研制成功我国第一款通用CPU—“龙芯”芯片,这使国人再一次为国产高性能超级服务器兴奋和骄傲。
  计算机的发展的核心是计算机内部系统组成的发展,作为计算机的躯体当属硬件系统、其组成部分为负责数据算术运算和逻辑运算的运算器;负责对程序规定的控制信息进行分析、控制并协调输人、输出等操作的控制器;用于实现记忆功能,负责存储程序和数据的存储器;负责把用户的程序和数据输人到计算机的输人设备;负责从计算机中取出程序执行结果或其他信息,供用户查看的输出设备。
  软件系统则是计算机的灵魂,用来指挥计算机运行的各种程序以及开发、使用和维护这些程序的数据和有关技术文档资料的集合。比起硬件和软件,我们普通用户感受最为贴切的时带给我们精彩世界的计算机网络。而这三部分组成相辅相承,相互关联,建立了计算机的广泛应用性。
  二、 计算机的应用
  随着计算机技术的飞速发展,其应用已深入到大部分人的工作、学习、生活中,普及到各行各业,如国家的政府、军事、文教等领域,其保密性信息的加密处理;商业、银行资金转账、股票证券、能源资源数据、科研等领域的大量用户信息存储和处理;如今风靡市场的3D电影的拍摄和制作,大量人物场景都需计算机特有的软件制作特效、合成的等;上班族每天使用计算机收发文件、邮件,用其word、excel、ppt等office办公软件写报告、统计数据、汇报及展示工作效果等。总之,计算机的应用已和各门学科相结合,并使其方便、快捷,同时改进了各门学科的传统工作方式或学习习惯,促进了各门学科的发展,是最重要的研究工具之一。 计算机的典型应用包括如下6个方面:
  (一)科学计算
  过去,人们计算要靠纸、笔或算盘,遇到复杂的计算题,如天文学,几个人甚至几十个人一起算几天几夜。而现在计算机的诞生解决了这个问题,提高运算速度的同时准确率更是高达百分之百,科学计算成为计算机的第一个应用代名词。人们可以把复杂的数学定理、公式输入到计算机中,由它来完成数值计算,主要应用的领域有气象预报、卫星轨道计算、宇宙飞船的研制等。
  其次,模拟计算也是计算机应用后又一个新领域。例如,空气动力学、气象学、弹性结构力学和应用分析,计算机突破了其面临的严峻的“计算障碍”问题,在有了高速计算机和相关的计算方法之后衍生出计算空气动力学、气象数值预报等边缘分支学科。利用计算机进行定量研究,不仅在自然科学中取得巨大进步,在社会科学和人文学科中也是贡献巨大。例如,人口普查、社会调查和自然语言研究领域方面,计算机就是一种必不可缺的得力工具。
  (二)信息处理
  信息处理是计算机在民用上最为广泛的应用,主要表现为数据处理。银行等金融企业、销售类的部门、服务行业每天都需要处理大量的客户信息,这就需要计算机对企业客户进行日常管理,如企业客户信息的添加、删除、修改、查询,以及企业客户信息的统计和打印等,并可进行多条件的企业客户信息的查询。目前市场有多种版本的企业的客户资料管理系统,企业只需购买版权后安装即可直接使用,并且保密性极高。计算机对企业客户信息的处理大大方便了企业的需求,间接为企业创造了效益。
  计算机的信息处理功能表现的另一个民用应用为办公自动化。它是计算机技术在办公业务中的合理应用。计算机对信息的存储与处理能力极大地改变了人们的办公方式,提高了工作效率。数据仓库 、程序设计语言、OLAP等技术建立了办公自动化的决策支持系统、信息管理系统、事务业务处理系统。办公自动化实现了企业员工办事准确、高效,企业管理者把握业务进程准确,企业领导对员工的工作一目了然。办公自动化利用业务各环节提供的基础“数据”,提高经营效率,降低经营风险。   (三)过程控制
  计算机在过程控制的应用主要表现在数控机床、广播电视自动化、机械自动化的实现,对各领域设备不同情况下不同状态的控制。
  (四)计算机的辅助功能(CAI、CAD、CAM)
  计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)已成为工程设计优质化、自动化的重要手段。人们通过可对实验数据在现场记录、整理、加工、分析和绘制图表,大大提高工程设计的质量和效率。计算机辅助教学(CAI)成为现代教育必不可缺的教学流程,计算机模拟、多媒体教室、网上教学和电子大学都是计算机与教育领域相结合的应用。
  (五)计算机网络
  随着计算机技术与通信技术的的日益普及和发展,计算机网络的普遍给人们带来了时尚、方便、快捷的生活;随时在家中与老板同事的视频会议,用手机观看的新闻资讯和电视剧,与朋友共享你在另一个城市的生活图像。宽带上网、视频通话、手机电视、手机购物和手机网游都是现今计算机网络与通信技术的广泛应用成果。
  (六)人工智能
  我们现在对手机智能并不陌生,计算机的智能化首先让人感觉进入网络平台后如同人与人在沟通交流。同时,计算机应用也更加个性化和人性化,计算机可以根据环境、时间适时提醒主人做事时间,例如会议时间。帮助主人解决各种问题,例如充当语言指路人、专业点餐人、服装塔配师等。
  三、计算机的发展前景
  未来的计算机的发展趋势大致可总结为微型化、网络化、智能化、多媒体化。
  (一)微型化
  随着计算机技术的发展,微型计算机将逐步进入仪器、仪表、家用电器等小型仪器设备中,使其实现“智能化”。目前在市场上我们不难发现,很多厨房电器都已推出了电脑型电饭锅、电脑型煲汤锅等。同时工业控制过程也急需计算机微型化的加入,使其机械化,放开大批劳动力,减少成本,创造更多效益。
  (二)网络化
  家用计算机的使用越来越普及,用户共享的信息资源将会越来越多,同时计算机网络在现代企业的管理中发挥的作用越来越重要,如广播电视自动化系统、银行系统、商业系统、交通运输系统等。
  (三)智能化
  计算机人工智能的研究是建立在现代科学基础之上。智能化已成为计算机发展的一个最时髦的方向。新一代计算机,将可以模拟人的感觉行为和思维过程的机理,进行“看”、“听”、“说”、“想”、“做”,具有逻辑推理、学习与证明的能力。
  (四)多媒体化
  多媒体计算机(MPC)比PC机多声卡、视频卡、音箱(或耳机)、CD-ROM等。多媒体的应用将在教育与培训、商业和服务行业、家庭娱乐、休闲、影视制作、电子出版业、Internet上掀起更高的浪潮。
  参考文献:
  [1]张琦,中国计算机用户,2006,2
  [2]姜坚华,微型电脑应用,2004(20):3
  [3]熊桂喜,《计算机网络》第三版 清华大学出版社/Tanenbaum著
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