计算机的发展历程与应用方向

戴 澄

（东南大学 自动化学院 08012304）

摘要：计算机自诞生以来经历了四个阶段的发展，对人们的生活生产方式产生了巨大影响。本文从计算机发展历程谈起，结合计算机目前在生活生产中的广泛运用，探讨未来计算机的发展方向。

关键词：发展历程； 实际应用； 未来方向

0 引言

自从第一台计算机问世，其发展之快和影响之大在人类科技史上还史无前例。计算机早已成为与人们日常生产生活息息相关且必不可少的一部分，其发展方向理所当然地成为了当今社会所聚焦和探讨的重要话题。

1 计算机的发展历程

1.1 第一台计算机

第一台计算机是美国军方为计算弹道和射击特性表面而定制，主要元器件采用的是电子管。每秒能完成5000次加法运算，400次乘法运算，比当时最快的计算工具快300倍。虽然外观笨拙，但使科学家们从复杂的计算中解脱出来，标志着人类进入了一个崭新的信息革命时代[1]。

1.2第一代电子管计算机

主要特征是采用电子管元件作基本器件，用光屏管或汞延时电路作存储器，输入域输出主要采用穿孔卡片或纸带，体积大、耗电量大、速度慢、存储容量小、可靠性差、维护困难且价格昂贵。在软件上，通常使用机器语言或者汇编语言；来编写应用程序，因此这一时代的计算机主要用与科学计算[2]。

1.3第二代晶体管计算机

由晶体管代替电子管作为计算机的基础器件，用磁芯或磁鼓作存储器，在整体性能上，比第一代计算机有了很大的提高。同时程序语言也相应的出现[3]。

1.4第三代中小规模集成电路计算机

主要部件是中小规模集成电路，主存储器渐渐过渡到半导体存储器，使计算机的体积更小，大大降低了计算机计算时的功耗，由于减少了焊点和接插件，进一步提高了计算机的可靠性。在软件方面，有了标准化的程序设计语言和人机会话式的Basic语言，其应用领域也进一步扩大[4]。

1.5第四代大规模和超大规模集成电路计算机

大规模集成电路的成功制作并用于计算机硬件生产过程，计算机的体积进一步缩小，性能进一步提高。集成更高的大容量半导体存储器作为内存储器，发展了并行技术和多机系统，出现了精简指令集计算机（RISC），软件系统工程化、理论化，程序设计自动化[5]。

2 计算机的实际应用

2.1 基本功能的实现

计算机，顾名思义，“计算”是其最基本的功能，也是诞生之初发明者的意图。在这个快节奏的社会，寻求高效快捷的方式来达到既定目的是人们所共同期盼的。我们没有必要把时间花在繁琐的计算上，更何况人脑犯错误是难免的，就是要寻找一种既准确又快速的方式来提高运作的效率。在最近的一次公布的超级计算机榜单中，中国超级计算机“天河二号”再度创造世界最快运算纪录。其运算运算速度达到每秒33.86千万亿次[6]。借用计算机处理数据，不仅大大提高了计算速度，更提高了数据处理的准确性，大大节省了人力、物力和财力。

2.2各行各业的广泛应用

首先我们所深有体会的是计算机在学习中的运用，老师的多媒体教学，学生利用PC机辅助作业，例如我们已经学习的用VC6.0软件编写程序，用office进行论文的编排、PPT的制作等等。

不仅仅在学习方面，计算机在农业、工业、服务业等各方面都有涉及。例如美国等发达国家采取的农业机械化模式，把高尖技术应用到拖拉机等农机具上，实现拖拉机等农机的无人驾驶、自动操作、自动监控等，这些都是计算机的具体应用，使农业呈现向精准方向发展的趋势；医学方面利用计算机技术研制新的治疗工具，比如纳米机器人，完成人类双手很难做到的手术；工业方面主要用于控制、测试方面；交通方面如信号灯的控制、测速、违规拍照等也离不开计算机。

3 计算机的发展方向

人类对于科技的发展无非是抱有两种期待，一是对于未知世界的探索，二是对于自身需求的满足。而从目前看来，计算机技术的发展恰恰是能够实现这些愿望的最佳途径。茫茫的太空，一直是人类的未知领域，人类不断地探求只为能够获悉宇宙与生命的奥秘，而未来计算机应该会致力于航天领域的运用与发展，探测卫星、宇宙飞船、光速智能机器人，对于人类自身无法完成的极具困难性与挑战性的任务，计算机技术或许能让问题迎刃而解。

与生活联系最紧密的技术应旨在服务于人类、满足人类的需求、提高人类的生活质量。人工智能作为一个日益火热的词汇，已经成为新技术的必然要求。我们用的触屏手机、平板电脑已经在人机互动方面实现了很大的突破，将输入方式由传统、单一、呆板的鼠标键盘操纵键入方式转变为直接由人体的触感来实现。记得看过的TED演讲中有关于第六感技术的内容，展示了几项让实体世界和数字世界互动的工具，包括"第六感运算装置"，以及划时代的纸"计算机"，就是对未来计算机的一个很好的展望。

我们还希望计算机能够表现出人类的智慧，我们所追求的高度感知的计算机，无非是听说读写嗅等有生命的物体才具备的感觉功能。好像是拥有了人类的大脑一样，能够听懂我们的语言与我们进行直接的交流。

当然最基本的功能还不能舍弃，计算速度和性能的进一步提高、网络技术的深入发展、体积的缩小即便携度的提高，这都是未来要致力于探究的方向。

4 总结

当今社会是一个信息技术日新月异的社会，计算机的广泛应用带领人类进入信息时代以及人工智能时代，也对人类的生活的多个领域产生重大影响。未来的计算机会更轻便，甚至一张纸都可以随手拿来当计算机使用；会更高效，性能高、速度快；会更智能，逐步消除人机之间的生理界限，融为一体……我们要不断地探索研究，努力将这些想法变成现实，造福于人类，服务于社会。

参考文献：

[1]世界上第一台计算机诞生[J]. 人民网,2004-4-26.

[2]电子管计算机 ．搜搜百科.

[3]晶体管计算机 ．中国科普博览.

[4]第三代基于中小规模集成电路的计算机研制[R] ．中国科学院计算技术研究所.

[5]第四代基于超大规模集成电路的计算机研制[R] ．中国科学院计算技术研究所.

[6]外媒：“天河二号”稳坐世界最快计算机交椅[N]. 参考消息,2013.11.20.

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