計算機發(fā)展111.doc

計算機發(fā)展計算機2班0803050202金玲計算機網(wǎng)絡是計算機技術(shù)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，它涉及到通信與計算機兩個領(lǐng)域。它的誕生使計算機體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，在當今社會經(jīng)濟中起著非常重要的作用，它對人類社會的進步做出了巨大貢獻。從某種意義上講，計算機網(wǎng)絡的發(fā)展水平不僅反映了一個國家的計算機科學和通信技術(shù)水平，而且已經(jīng)成為衡量其國力及現(xiàn)代化程度的重要標志之一。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是大量功能先進的個人計算機的問世，使得每一個人可以完全控制自己的計算機，進行他所希望的作業(yè)處理，以個人計算機（PC）方式呈現(xiàn)的計算能力發(fā)展成為獨立的平臺，導致了一種新的計算結(jié)構(gòu)-分布式計算模式的誕生。一般來講，計算機網(wǎng)絡的發(fā)展可分為四個階段：第一階段：計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，形成計算機網(wǎng)絡的雛形；第二階段：在計算機通信網(wǎng)絡的基礎上，完成網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議的研究，形成了計算機網(wǎng)絡；第三階段：在解決計算機連網(wǎng)與網(wǎng)絡互連標準化問題的背景下，提出開放系統(tǒng)互連參考模型與協(xié)議，促進了符合國際標準的計算機網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展；第四階段：計算機網(wǎng)絡向互連、高速、智能化方向發(fā)展，并獲得廣泛的應用。自50年代開始，人們及各種組織機構(gòu)使用計算機來管理他們的信息的速度迅速增長。早期，限于技術(shù)條件使得當時的計算機都非常龐大和非常昂貴，任何機構(gòu)都不可能為雇員個人提供使用整個計算機，主機一定是共享的，它被用來存儲和組織數(shù)據(jù)、集中控制和管理整個系統(tǒng)。所有用戶都有連接系統(tǒng)的終端設備，將數(shù)據(jù)庫錄入到主機中處理，或者是將主機中的處理結(jié)果，通過集中控制的輸出設備取出來。它最典型的特征是：通過主機系統(tǒng)形成大部分的通信流程，構(gòu)成系統(tǒng)的所有通信協(xié)議都是系統(tǒng)專有的，大型主機在系統(tǒng)中占據(jù)著絕對的支配作用，所有控制和管理功能都是由主機來完成。任何一種新技術(shù)的出現(xiàn)都必須具備兩個條件：即強烈的社會需求與先期技術(shù)的成熟。計算機網(wǎng)絡技術(shù)的形成與發(fā)展也證實了這條規(guī)律。1946年世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC在美國誕生時，計算機技術(shù)與通信技術(shù)并沒有直接的聯(lián)系。50年代初，由于美國軍方的需要，美國半自動地面防空系統(tǒng)SAGE進行了計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的嘗試。要實現(xiàn)這樣的目的，首先要完成數(shù)據(jù)通信技術(shù)的基礎研究。在這項研究的基礎上，人們完全可以將地理位置分散的多個終端通信線路連到一臺中心計算機上。用戶可以在自己的辦公室內(nèi)的終端鍵入程序，通過通信線路傳送到中心計算機，人們把這種以單個為中心的聯(lián)機系統(tǒng)稱做面向終端的遠程聯(lián)機系統(tǒng)。它是計算機通信網(wǎng)絡的一種。60年代初美國航空公司建成的由一臺計算機與分布在全美國的2000多個終端組成的航空訂票系統(tǒng)SABRE-1就是這種計算機通信網(wǎng)絡。隨著計算機應用的發(fā)展，出現(xiàn)了多臺計算機互連的需求。這種需求主要來自軍事、科學研究、地區(qū)與國家經(jīng)濟信息分析決策、大型企業(yè)經(jīng)營管理。他們希望將分布在不同地點的計算機通過通信線路互連成為計算機-計算機網(wǎng)絡。網(wǎng)絡用戶可以通過計算機使用本地計算機的軟件、硬件與數(shù)據(jù)資源，也可以使用連網(wǎng)的其它地方計算機軟件、硬件與數(shù)據(jù)資源，以達到計算機資源共享的目的。這一階段研究的典型代表是美國國防部高級研究計劃局（ARPA，Advanced Research Projects Agency）的ARPAnet(通常稱為ARPA網(wǎng))。1969年ARPA網(wǎng)只有4個結(jié)點，1973年發(fā)展到40個結(jié)點，1983年已經(jīng)達到100多個結(jié)點。ARPA網(wǎng)通過有線、無線與衛(wèi)星通信線路，使網(wǎng)絡覆蓋了從美國本土到歐洲與夏威夷的廣闊地域。ARPR網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展的一個重要的里程碑，它對發(fā)展計算機網(wǎng)絡技術(shù)的主要貢獻表現(xiàn)在以下幾個方面：1、完成了對計算機網(wǎng)絡的定義、分類與子課題研究內(nèi)容的描述；2、提出了資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)的兩級網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的概念；3、研究了報文分組交換的數(shù)據(jù)交換方法；4、采用了層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)模型與協(xié)議體系。 中國現(xiàn)代計算機硬件的誕生和發(fā)展 現(xiàn)代計算機問世之前，計算機的發(fā)展經(jīng)歷了機械式計算機、機電式計算機和萌芽期的電子計算機三個階段。 在中國現(xiàn)代計算機硬件中，外圍設備的價值一般已超過計算機硬件子系統(tǒng)的一半以上，其技術(shù)水平在很大程度上決定著計算機的技術(shù)面貌。外圍設備技術(shù)的綜合性很強，既依賴于電子學、機械學、光學、磁學等多門學科知識的綜合，又取決于精密機械工藝、電氣和電子加工工藝以及計量的技術(shù)和工藝水平等。 新一代計算機硬件是把信息采集存儲處理、通信和人工智能結(jié)合在一起的智能計算機系統(tǒng)。它不僅能進行一般信息處理，而且能面向知識處理，具有形式化推理、聯(lián)想、學習和解釋的能力，將能幫助人類開拓未知的領(lǐng)域和獲得新的知識。 在計算機科學與技術(shù)的研究方面，中國在有限元計算方法、數(shù)學定理的機器證明、漢字信息處理、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件等方面都有所建樹。在計算機應用方面，中國在科學計算與工程設計領(lǐng)域取得了顯著成就。在有關(guān)經(jīng)營管理和過程控制等方面，計算機應用研究和實踐也日益活躍。理論計算機科學包括自動機論、形式語言理論、程序理論、算法分析，以及計算復雜性理論等。自動機是現(xiàn)實自動計算機的數(shù)學模型，或者說是現(xiàn)實計算機程序的模型，自動機理論的任務就在于研究這種抽象機器的模型；程序設計語言是一種形式語言，形式語言理論根據(jù)語言表達能力的強弱分為O3型語言，與圖靈機等四類自動機逐一對應；程序理論是研究程序邏輯、程序復雜性、程序正確性證明、程序驗證、程序綜合、形式語言學，以及程序設計方法的理論基礎；算法分析研究各種特定算法的性質(zhì)。計算復雜性理論研究算法復雜性的一般性質(zhì)。 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 程序設計者所見的計算機屬性，著重于計算機的概念結(jié)構(gòu)和功能特性，硬件、軟件和固件子系統(tǒng)的功能分配及其界面的確定。使用高級語言的程序設計者所見到的計算機屬性，主要是軟件子系統(tǒng)和固件子系統(tǒng)的屬性，包括程序語言以及操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡軟件等的用戶界面。使用機器語言的程序設計者所見到的計算機屬性，則是硬件子系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)(硬件子系統(tǒng)結(jié)構(gòu))及其功能特性，包括指令系統(tǒng)(機器語言)，以及寄存器定義、中斷機構(gòu)、輸入輸出方式、機器工作狀態(tài)等。硬件子系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)是馮諾伊曼結(jié)構(gòu)，它由運算器控制器、存儲器和輸入、輸出設備組成，采用“指令驅(qū)動”方式。當初，它是為解非線性、微分方程而設計的，并未預見到高級語言、操作系統(tǒng)等的出現(xiàn)，以及適應其他應用環(huán)境的特殊要求。在相當長的一段時間內(nèi)，軟件子系統(tǒng)都是以這種馮諾伊曼結(jié)構(gòu)為基礎而發(fā)展的。但是，其間不相適應的情況逐漸暴露出來，從而推動了計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。 在計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定分配給硬子系統(tǒng)的功能及其概念結(jié)構(gòu)之后，計算機組織的任務就是研究各組成部分的內(nèi)部構(gòu)造和相互聯(lián)系，以實現(xiàn)機器指令級的各種功能和特性。這種相互聯(lián)系包括各功能部件的布置、相互連接和相互作用。 隨著計算機功能的擴展和性能的提高，計算機包含的功能部件也日益增多，其間的互連結(jié)構(gòu)日趨復雜?，F(xiàn)代已有三類互連方式，分別以中央處理器、存儲器或通信子系統(tǒng)為中心，與其他部件互連。以通信子系統(tǒng)為中心的組織方式，使計算機技術(shù)與通信技術(shù)緊密結(jié)合，形成了計算機網(wǎng)絡、分布計算機系統(tǒng)等重要的計算機研究與應用領(lǐng)域。 與計算實現(xiàn)有關(guān)的技術(shù)范圍相當廣泛，包括計算機的元件、器件技術(shù)，數(shù)字電路技術(shù)，組裝技術(shù)以及有關(guān)的制造技術(shù)和工藝等。 軟件 軟件的研究領(lǐng)域主要包括程序設計、基礎軟件、軟件工程三個方面。程序設計指設計和編制程序的過程，是軟件研究和發(fā)展的基礎環(huán)節(jié)。程序設計研究的內(nèi)容，包括有關(guān)的基本概念、規(guī)范、工具、方法以及方法學等。這個領(lǐng)域發(fā)展的特點是：從順序程序設計過渡到并發(fā)程序設計和分幣程序設計；從非結(jié)構(gòu)程序設計方法過渡到結(jié)構(gòu)程序設計方法；從低級語言工具過渡到高級語言工具；從具體方法過渡到方法學。 基礎軟件指計算機系統(tǒng)中起基礎作用的軟件。計算機的軟件子系統(tǒng)可以分為兩層：靠近硬件子系統(tǒng)的一層稱為系統(tǒng)軟件，使用頻繁，但與具體應用領(lǐng)域無關(guān)；另一層則與具體應用領(lǐng)域直接有關(guān)，稱為應用軟件；此外還有支援其他軟件的研究與維護的軟件，專門稱為支援軟件。 軟件工程是采用工程方法研究和維護軟件的過程，以及有關(guān)的技術(shù)。軟件研究和維護的全過程，包括概念形成、要求定義、設計、實現(xiàn)、調(diào)試、交付使用，以及有關(guān)校正性、適應性、完善性等三層意義的維護。軟件工程的研究內(nèi)容涉及上述全過程有關(guān)的對象、結(jié)構(gòu)、方法、工具和管理等方面。軟件目動研究系統(tǒng)的任務是：在軟件工程中采用形式方法：使軟件研究與維護過程中的各種工作盡可能多地由計算機自動完成；創(chuàng)造一種適應軟件發(fā)展的軟件、固件與硬件高度綜合的高效能計算機。中國計算機硬件產(chǎn)業(yè)包括兩大部門，即計算機制造業(yè)和計算機服務業(yè)。后者又稱為信息處理產(chǎn)業(yè)或信息服務業(yè)。計算機產(chǎn)業(yè)是一種省能源、省資源、附加價值高、知識和技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，對于國民經(jīng)濟的發(fā)展、國防實力和社會進步均有巨大影響。因此，不少國家采取促進計算機產(chǎn)業(yè)興旺發(fā)達的政策。 計算機制造業(yè)包括生產(chǎn)各種計算機系統(tǒng)、外圍設備終端設備，以及有關(guān)裝置、元件、器件和材料的制造。計算機作為工業(yè)產(chǎn)品，要求產(chǎn)品有繼承性，有很高的性能-價格比和綜合性能。計算機的繼承性特別體現(xiàn)在軟件兼容性方面，這能使用戶和廠家把過去研制的軟件用在新產(chǎn)品上，使價格很高的軟件財富繼續(xù)發(fā)揮作用，減少用戶再次研制軟件的時間和費用。提高性能-價格比是計算機產(chǎn)品更新的目標和動力。 計算機制造業(yè)提供的計算機產(chǎn)品，一般僅包括硬件子系統(tǒng)和部分軟件子系統(tǒng)。通常，軟件子系統(tǒng)中缺少適應各種特定應用環(huán)境的應用軟件。為了使計算機在特定環(huán)境中發(fā)揮效能，還需要設計應用系統(tǒng)和研制應用軟件此外，計算機的運行和維護，需要有掌握專業(yè)知識的技術(shù)人員，這常常是一股用戶所作不到的。 針對這些社會需要，一些計算機制造廠家十分重視向用戶提供各種技術(shù)服務和銷售服務。一些獨立于計算機制造廠家的計算機服務機構(gòu)，也在50年代開始出現(xiàn)。到60年代末期，計算機服務業(yè)在世界范圍內(nèi)已形成為獨立的行業(yè)。計算機科學與技術(shù)的各門學科相結(jié)合，改進了研究工具和研究方法，促進了各門學科的發(fā)展。過去，人們主要通過實驗和理論兩種途徑進行科學技術(shù)研究。現(xiàn)在，計算和模擬已成為研究工作的第三條途徑。 計算機與有關(guān)的實驗觀測儀器相結(jié)合，可對實驗數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場記錄、整理、加工、分析和繪制圖表，顯著地提高實驗工作的質(zhì)量和效率。計算機輔助設計已成為工程設計優(yōu)質(zhì)化、自動化的重要手段。在理論研究方面，計算機是人類大腦的延伸，可代替人腦的若干功能并加以強化。古老的數(shù)學靠紙和筆運算，現(xiàn)在計算機成了新的工具，數(shù)學定理證明之類的繁重腦力勞動，已可能由計算機來完成或部分完成。 計算和模擬作為一種新的研究手段，常使一些學科衍生出新的分支學科。例如，空氣動力學、氣象學、彈性結(jié)構(gòu)力學和應用分析等所面臨的“計算障礙”，在有了高速計算機和有關(guān)的計算方法之后開始有所突破，并衍生出計算空氣動力學、氣象數(shù)值預報等邊緣分支學科。利用計算機進行定量研究，不僅在自然科學中發(fā)揮了重大的作用，在社會科學和人文學科中也是如此。例如，在人口普查、社會調(diào)查和自然語言研究方面，計算機就是一種很得力的工具。 微處理器和微計算機已嵌入機電設備、電子設備、通信設備、儀器儀表和家用電器中，使這些產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。計算機被引入各種生產(chǎn)過程系統(tǒng)中，使化工、石油、鋼鐵、電力、機械、造紙、水泥等生產(chǎn)過程的自動化水平大大提高，勞動生產(chǎn)率上升、質(zhì)量提高、成本下降。計算機嵌入各種武器裝備和武器系統(tǒng)干，可顯著提高其作戰(zhàn)效果。 經(jīng)營管理方面，計算機可用于完成統(tǒng)計、計劃、查詢、庫存管理、市場分析、輔助決策等，使經(jīng)營管理工作科學化和高效化，從而加速資金周轉(zhuǎn)，降低庫存水準，改善服務質(zhì)量，縮短新產(chǎn)品研制周期，提高勞動生產(chǎn)率。在辦公室自動化方面，計算機可用于文件的起草、檢索和管理等，顯著提高辦公效率。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，計算機領(lǐng)域不斷取得