书城童书奇妙的大千世界:令人惊叹的奇迹
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第64章 神速电脑——电子计算机的发明

电子计算机也叫“电脑”,是一种能够自动、高速、精确地进行各种数值计算、信息存储、过程控制和数据处理的电子机器。早期的计算机主要应用在科学领域,因为科学上有许多繁杂的计算题,人工计算要用好几年,用电子计算机来算则只要几个小时。从第一台电子计算机到现在,计算机技术已有了很大进步,现在它已经进入普通家庭,成为千千万万人离不开的生活、工作伙伴。

1946年,美国著名数学家、计算机科学家冯·诺伊曼发明了世界上第一台数字式电子计算机ENIAC。1944年,诺伊曼作为洛杉矶原子弹研制组的成员之一,在美国阿拉莫斯实验室工作。核武器设计需要大量的数字计算,为此,他中途加入到“埃尼阿克”计算机的研制小组中。1945年,他提出了“程序内存式”计算机的设计构想。这一构想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础,成为计算机设计的基本原则。冯·诺伊曼发明的电子计算机采用二进制系统,奠定了现代电子计算机的计算模式,因而人们称冯·诺伊曼为“现代电子计算机之父”。

第一台数字式电子计算机ENIAC电子计算机是由硬件和软件两部分所组成。硬件是计算机系统中所使用的电子线路和物理设备,是看得见、摸得着的实体,如中央处理器(CPU)、存储器、外部设备(输入输出设备等)及总线等。软件是对能使计算机硬件系统高效率工作的程序集合,主要通过磁盘、磁带、程序纸、穿孔卡等存储。可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄,有效的软件如同一个人的聪颖思维。

计算机自诞生以来经历了四个发展阶段。第一阶段是从1946年到20世纪50年代末,以电子管为主要应用元件,通常用于科学计算,所研制的都是单机系统。第二代是从20世纪50年代末到60年代中期,以晶体管为主要元件,应用领域扩大到数据处理和工业控制方面,计算机开始向系列化方向发展。第三代是从20世纪60年代中期到70年代初,以中、小规模集成电路为主要元件,机种多样化,外部设备不断增加,软件功能进一步完善,广泛运用于各个领域。第四代即目前被广泛使用的计算机,采用大规模集成电路和半导体存储器。其系统已向网络化、开放式、分布式发展,正发挥着巨大的经济和社会效益。而在未来的信息社会中,计算机将采用超大规模集成电路及其他新的物理器件为主要元件,能处理声音、文字、图像和其他非数值数据,并有推理、联想和学习、智能会话和使用智能库等人工智能方面的功能。

现在,计算机的体积越来越小、容量越来越大、速度越来越快、价格越来越低、准确性越来越高,而且种类繁多。按用途分为:通用性计算机(应用范围较广泛,适用于科学研究,商业数据处理以及工程设计等领域)和特殊计算机(根据特殊目的而设计的计算机,例如飞弹导航、飞机的自动控制以及冷气机的温度控制等);按功能、价格、速度及容量分为超大型计算机(国防军事之用)、大型计算机(大型企业使用)、中型计算机(中小型企业办公使用)、迷你计算机(飞航管制、卫星地面接收站),以及微型计算机(又称个人计算机或家用计算机,适于日常生活小量处理)。