計算機技術課件

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編前語

伴隨著時光的流逝，人類歷史上一個重要的世紀一20世紀，在高科技文明的掩映下，正

悄然地離我們而去，一個希望與挑戰(zhàn)并存的21世紀則滿懷著強烈的激情向我們走來。

適逢世紀更迭的關鍵時刻，我們除了重溫以往的舒適與優(yōu)越之外，更應理智地立足現(xiàn)實，總

結過去，展望未來。21世紀將是科技時代的預言已成為人們共知的真理，至哪時，現(xiàn)今的

中小學生無疑將是駕馭科技的主體。

而遍觀我國目前的中小學教育，相關的科技內(nèi)容卻卜分匱泛，很不利于學生科技意識利能力

的培養(yǎng)?；诖?，山國家教委普教處和北京市科協(xié)組織部分專家學者，從現(xiàn)實出發(fā)，選取與

我們的關系密切的內(nèi)容為寫作對象，策劃編寫了《21世紀科技大趨勢》叢書。全書分1

4冊，包括氣象科學、醫(yī)療技術、計算機技術、海洋工程、機器人技術、生物工程、交通科

學、軍事科技、信息技術、環(huán)境科學、航空航天工程、材料科學、能源科學等方面的內(nèi)容。

希望通過這套叢書使同學們從中了解當今科技熱點發(fā)展的動態(tài)及趨勢，提高和培養(yǎng)同學們發(fā)

明創(chuàng)造的素質與能力。

當然，由于時間等多方面原因所致，不足之處在所難免，還望同行與讀者批評指正。

編者1996年12月28日于北京

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1電于計算機的產(chǎn)生

電子計算機是信息時代的標志，是現(xiàn)代科學技術的一項偉大的成就，由于能自動、高速、精

確地運算，具有存儲、記憶信息、判斷推理功能，所以在現(xiàn)代科技、生產(chǎn)、社會和生活中得

到廣泛應用。它能夠代替人的部分腦力勞動，甚至許多功能比人腦還強，所以又被稱為"電腦

電子計算機是信息技術的基礎設備，信息業(yè)之所以有今天這樣大的發(fā)展局面，在很大程度

上是與計算機的飛速發(fā)展密切相關的。它的迅速發(fā)展，推動了人類的智力解放，使科技、生

產(chǎn)、社會和人類活動發(fā)生了重大變化。

計算機說得簡單些，就是用來計算的。在遠古，人類的祖先沒有計算工具，只有用石子、繩

結來計數(shù)。拉丁文中計算這個詞的原意，就是計算用的石子。隨著社會的發(fā)展，計算的問題

越來越多，石子、繩結已不能適應社會的需要。于是人們發(fā)明了計算工具。世界上最早的計

算工具是算盤，出現(xiàn)在中國的春秋時代。到了元代，算盤傳遍世界各地，開始普遍使用。

即使到了現(xiàn)在，也還有很多地方使用算盤，如中國的許多小學生們就學習過珠算的課程，中

國許多財會學校，更是將珠算列為正式科目，一些地方的銀行和郵局也都在使用。

近代以來，由于生產(chǎn)利商業(yè)的發(fā)展，手工計算已不能勝任。當時法國著名的數(shù)學家巴斯卡的

父親是政府的會計人員，每天要做大量的計算工作，經(jīng)常加班加點，超時到深夜，時間一長，

身體已不堪重負。巴斯卡看在心里，非常難過，決心要為父親制造一種計算工具，來減輕父

親工作的繁重計算負擔。1642年，巴斯卡終于制成了一臺機械計算機。它不像算盤那樣

靠人手撥動算珠，利用口訣運算，而是用手搖操作機器進行運算。當時這臺機器只能做加法

運算，即使這樣，它已經(jīng)有了非凡的歷史意義。

1671年，德國數(shù)學家萊布尼茨設計了可以加、減、乘、除的計算機，使計算機的發(fā)展

進了一步。

19世紀初，英國劍橋大學數(shù)學教授巴貝奇在前人設計的基礎上，制成了他稱為"善分機"

的計算機，這種機器已經(jīng)能夠進行開平方運算。接著，他又設計制造了“分析機”，這次因為

當時加工技術還達不到設計要求的精度，沒有成功。但其設計思想?yún)s非常接近現(xiàn)代計算機的

設計原理，甚至從結構來看已大致與現(xiàn)代電子計算機相同。以致一百多年以后，當人們重新

發(fā)現(xiàn)巴貝奇的天才設計以后，不禁驚呼：”如果巴貝奇現(xiàn)在還活著的話，我們就要失業(yè)了?！?/p>

1888年，美國工程師霍勒瑞斯制造出了電動機械計算機，并在1924年創(chuàng)立了國際

商業(yè)機器公司，這就是世界著名的IBM公司。

在這之前的計算機都是機械計算機，用電子元件制造計算機是本世紀的事情。

當時第二次世界大戰(zhàn)正在進行，美國賓夕法尼亞大學英爾學院同阿伯

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丁試炮場協(xié)作，為陸軍計算火力表，可是小小的一張火力表，用當時的計算機來算，200

人花二、三個月才能完成，結果還不一定可靠。這要放在打仗的緊要關頭，一點實際用處都

沒有。為了解決計算速度難題，賓夕法尼亞大學的發(fā)明家莫希利接受了研制電子計算機的任

務。經(jīng)過努力，在前人的設計構想和實踐基礎上，于1945年底制成了世界公認的第一

臺電子計算機。它被命名為"電子數(shù)值積分計算機該機重達30噸，占地面積170平

方米，運算速度比已有的各式機械計算機快一千多倍。它的成功，為提高計算機速度開辟了

廣闊的天地，也為現(xiàn)代計算機的發(fā)展奠定了基礎，從此開始了現(xiàn)代計算機的新紀元。

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2電子計算機的特點

電子計算機具有非常快的計算速度?，F(xiàn)在的電腦運算速度可達每秒上億次，這大大提高了人

類的工作效率。

在20年代，需要64,000人日夜不停地用手搖計算機對氣象數(shù)據(jù)進行計算，才能

跟上天氣變化，而今天用現(xiàn)代電腦，只需兒分鐘就可完成。

在戰(zhàn)爭中，電腦可以高速地處理雷達收集到的信息，以便控制攔截導彈去截擊入侵的匕機和

導彈。1991年的海灣戰(zhàn)中，美國的“愛國者”導彈多次成功地攔截伊拉克發(fā)射的"飛毛腿"

導彈，其中就有電腦的功勞。衛(wèi)星、航天飛機、宇宙飛船，由電腦計算出軌道，才能保證其

成功飛行和安全返回地面。

現(xiàn)在，電腦快速計算與現(xiàn)代通信相結合，使得世界上兩地區(qū)調(diào)撥資金只需幾秒鐘時間，每天

全世界通過電腦通信網(wǎng)絡劃撥資金高達數(shù)萬億美元。

電子計算機能''記憶"信息，或者說存儲信息。存儲在電腦中的信息可以很容易的拿來使用。

中國古代，民間流傳著關于王安石驚人記憶力的佳話。據(jù)說，有一回蘇東坡想試一試王安石

的記憶力，從他書房里專門挑出一本積滿灰塵的書，并且隨手翻了幾頁。王安石居然當場將

所指的內(nèi)容一個字不差地全部背誦出來。即便如此，九百多年前的王安石比起今天的電子計

算機要遜色幾百倍。現(xiàn)在的電子計算機，能把一套900萬字的百科全書存入一張激光磁

盤中，把一年的報紙內(nèi)容存儲在直徑為12厘米的一張激光磁盤中。即使是一張5。25

英寸的高密磁盤，也可保存60萬字的內(nèi)容。

電腦存儲容量大，可以對大企業(yè)、銀行、巨大的系統(tǒng)工程進行管理。

美國的阿波羅登月計劃，動員了42萬人，兩萬多家公司和廠家，120所大學和實驗

室，歷時11年，完成了人類登上月球的偉大使命。只有采用電腦實現(xiàn)科學管理，才能保

證這樣大的工程按計劃實施。

電子計算機計算精度特別高。電腦是用數(shù)字進行計算，其數(shù)字位數(shù)可根據(jù)實際需要而取舍。

電腦在這方面比人腦勝了一籌。

圓周率的計算從古至今，有一千多年的歷史了，我國古代數(shù)學家祖沖之只算得TT值為小數(shù)點

后八位，德國人魯?shù)婪蛴昧艘簧木Π裈T值精確到35位。法國的謝克斯花了15年

時間，把TT值算到了707位，此后再沒有人能勝過他了?？傻谝慌_電子計算機只用了7

0小時，就把TT值精確到2035位，并且只用了40秒鐘就發(fā)現(xiàn)了謝克斯計算的TT值

在第528位上出了錯，當然，528位以后也全都錯了?，F(xiàn)在，電子計算機已把TT值算

到1。億位以上。有意義的是，TT值仍然沒有出現(xiàn)循環(huán)，若人類以后發(fā)現(xiàn)了其中的奧秘，應

該也有電子計算機的一份功勞。

電子計算機有邏輯判斷和推理能力。這里主要是指未來的電腦，是現(xiàn)

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今電腦的發(fā)展方向。

到那時，可以用電腦控制生產(chǎn)過程，駕駛飛機和汽車、輔助學習、診治疾病、進行翻譯、處

理文件、識別圖象、控制機器人等。那時的汽車里將沒有司機，而都是乘客，人們只要把要

到的目的地傳給電腦，就可以放心大膽地在車里看書、看報。即使汽車時速高達100公

里，車與車相距很近，也不用擔心，汽車完全可以自動控制。

現(xiàn)在國外利用計算機模擬一些大型實驗，使得在自然界有些完成起來困難大、麻煩多的事情

可以在計算機上輕而易舉地實現(xiàn)。

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3電子計算機的結構

31,1硬件

硬件包括五個部分：運算器、存貯器、控制器、輸入裝置、輸出裝置。

運算器、內(nèi)存貯器、控制器稱為主機部分，輸入、輸出裝置、外存貯器稱為外部設備。

輸入、輸出設備有人將電子計算機說成"電腦”，不僅僅因為它的功能強大，更因為它同人腦

相比確實有許多相似之處。

我們的大腦能夠通過我們的感覺器官，如眼、耳、鼻來感覺外部世界。

當我們置身迷人的大自然，我們的眼睛看到的是美麗的風景，我們的鼻子聞到了沁人心脾的

花香，耳朵聽到的是悅耳的鳥鳴聲，這時人們不禁要發(fā)出由衷的贊嘆；而我們看到令人討厭

的事，聞到有臭味的東西，就會馬上走開，遠離它們，在電影院觀看恐怖影片時，會嚇得失

聲驚叫。這些不同的表現(xiàn)，都是由我們的感覺器官將各種感覺傳給大腦的結果。

電腦也有這樣的“感覺器官"，那就是像打字機那樣的鍵盤、鼠標器、光筆等。它們能夠把計

算機所需的各種信息輸入計算機。

鍵盤是常用的輸入設備，早期的鍵盤有八十多個鍵，現(xiàn)在增加到101個鍵，這些鍵上標

了各種字母、數(shù)字、符號，只需按動這些鍵，就可以向計算機輸入各種命令。

鼠標器是使用非常方便的輸入設備。它的外形像一只胖胖的小老鼠，上面有兒個控制鍵。只

需在桌上移動鼠標器，并按動控制鍵，就能夠在屏幕上發(fā)出命令。

光筆的外形像一支普通的圓珠筆。利用光筆可以直接在屏幕上繪畫、寫字，如果畫得不太好，

計算機會幫你修正。

人輸出信息的方法很多，主要有說話、唱歌等語言方式，手寫或用打字機打印的文字或圖形

方式。口、手是人的信息輸出器官。電子計算機也有它的信息輸出"器官"，那就是顯示器、

打印機或繪圖機。

顯示器像電視機，但比電視機要復雜得多，它能在屏幕上顯示圖表、圖形或字符。

打印機的外形像一只長方形的箱子，箱子上面有一個開口，像咧著的嘴，能吐出一條條的紙

帶，紙帶上可以是字符，也可以是圖形。

存貯器1995年，美國前總統(tǒng)里根突然發(fā)表了一封告全美人民書，說是經(jīng)醫(yī)生診斷，他

不久將患老年性癡呆癥，得了這種病，記憶力會完全喪失，整個人生活不能自理，將不再有

任何思想，為防止那一天到來時無法向美國人民訴說，特此提前向全美人民告別。讀來情真

意切，讓人無限嘆惜。由此

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可見人沒有記憶功能的可怕。

電子計算機也有記憶功能，它如果失去了記憶功能,就會同人一樣，整個機器形同一堆廢物，

無法使用。人的記憶是靠大腦，電子計算機的記憶靠的是存貯器。

存貯器有內(nèi)存貯器和外存貯器兩種，內(nèi)存貯器是計算機的主要存貯器。

早期的電子計算機的存貯器山磁芯組成。它是用鐵磁材料做成一個圓環(huán)，圓環(huán)的中間小孔穿

幾根導線，這就是磁芯。在磁芯的導線上接通不同方向的電流，磁芯就能具備記憶功能，成

了電子計算機的''大腦"，它能將外部發(fā)來的數(shù)據(jù)和指令保存住。目前的存貯器主要是半導體

存貯器。

電子計算機的記憶能力用"存儲容量”來表示，也就是指電子計算機能記住的數(shù)據(jù)和指令。存

儲容量的單位一般用〃字節(jié)”來表示，一個字節(jié)占據(jù)一個存儲單元，可以存放一個數(shù)據(jù)，或者

存放一條指令。什么是存儲單元呢？形象地說，存儲器是一個大旅館，有成千上萬個房間，

一個存儲單元相當于一個房間。在存儲單元里既可以存儲字節(jié)，也可以空著。

存儲容量表示存貯器能放的字節(jié)數(shù)，一般用KB和MB表示。1MB=1024KB,

1KB的容量為1024個字節(jié)，目前微型計算機存儲容量最多可達1024MB=1G

B以上。

存貯器的"記憶力”很強，記下幾部大百科全書的內(nèi)容是輕而易舉的事。1992年初，美

國國際通用機器公司推出只有手指甲大小的存儲芯片，它能儲存的信息相當于1600頁

英文打字稿存儲的內(nèi)容。隨后美國科學家又成功地在一塊方糖大小的存貯器上存放了100

0億個數(shù)據(jù)。

電子計算機外存貯器包括磁盤存貯器、磁帶機、磁鼓存貯器。

磁盤存貯器有些像激光唱機，張磁盤上可以記錄許多信息，把它放在磁盤存貯器內(nèi)，通過

磁頭工作，就能"寫"能"讀"。磁盤的存儲容量是很大的，而且用戶之間可以相互交換存儲的

信息。

磁鼓，外形像個筒，筒的表面是薄薄的磁性材料，就是記錄信息的"紙”。筒的四周有許多排

列整齊的磁頭，筒在馬達的帶動下高速旋轉，磁頭就像〃筆”一樣在筒的表面上記錄信息。由

于磁鼓體積龐大，現(xiàn)在很少使用它。

內(nèi)存貯器是衡量電子計算機性能好壞的標準之一。內(nèi)存貯器容量越大，解決問題的能力就越

強。

運算器人腦有運算功能。小學生們學算術時，老師經(jīng)常要求要心算，指的就是運用這種功能。

計算機，顧名思義，是進行計算的機器。在它的內(nèi)部，也有一個進行運算的器件，叫運算器。

不過運算器只會做加法運算，對此，你也許會感到迷惑不解：運算器只做加法運算，那么多

復雜的計算，是如何完成的呢？

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其實也不難，我們知道，力口、減、乘、除都可以轉化為加法運算。比如3減去2,可以變

成3+(—2),3X2可以變?yōu)?+3；6+2可以變?yōu)?+(-3)；其它復雜的計

算在電子計算機里也可變成加法運算。而計算機在做加法運算時的速度奇快無比，有的一秒

鐘可運算上億次，比人要快千萬倍，甚至上億倍。假如一個人用算盤一天可運算5000次,

那么每秒運算上億次的計算機運算一秒，相當于這個人計算54年，或者兩萬人不停地運

算一整天。

不過有的人會提出不同的看法。他們說經(jīng)常在電視的晚會上看到主持人要被測試人同電子計

算機同算一道算術題，而往往是人先得出答案，而計算機落在后面，這怎么能說計算機的運

算速度比人快呢？其實不然，這就好比一個人同汽車賽跑，如果全程只有十米，恐怕人已到

終點，而汽車還沒有發(fā)動起來，不過尚未有人宣稱比汽車跑得快，因為距離一長，跑上個一

公里，就會立即分出高下了。同計算機比賽也是這樣，如果算2+3等于幾，那么只要不是

傻子，任何人都會比電子計算機快，但要算從1加到52,或者算從1乘到77呢？

有誰還會說比計算機算得快呢？

計算機做加法題的方法與人不同。人通過心算靠記憶直接得出答案，而計算機則只會一個一

個簡單機械地相加。

比如算10+12,它會先數(shù)出10個數(shù)，再數(shù)出12個數(shù)，然后，把兩堆數(shù)合在一

起又從頭數(shù)起，最后得出答案22。方法笨是笨，可是它數(shù)得太快了，每秒能數(shù)兩萬個數(shù)。

人算出這個答案要0。1秒時，可計算機只要0。01秒。計算機就是這樣變得"晦明"

起來。

計算機的運算精度極高，運算結果很準確，這是?般計算工具無法比擬的。

控制器學過生理衛(wèi)生的人都知道，人類的神經(jīng)系統(tǒng)由大腦、脊髓及與它相連的神經(jīng)組成。其

中，大腦是人的司令部，在大腦皮層中，有一百多億個神經(jīng)細胞，這些細胞各有各的專門任

務，有的掌管人的運動，有的掌管呼吸，有的專管記憶等等。

當大腦細胞通過人的外部感覺器官得到信息后，立即發(fā)布命令將信息通過其它神經(jīng)傳給相應

的身體部位，比如手腳碰到太燙的東西會急忙縮回來，胳膊、身體被東西擋住了會挪到別處

等等，總之能做出相應的反應和動作。神經(jīng)中樞的作用就是對輸入的信息進行分析、綜合、

貯存和處理，并發(fā)出指令對身體各部分適當調(diào)控。

電子計算機中這樣的"神經(jīng)中樞"就是控制器，它能使存貯器、運算器以及輸入、輸出設備有

秩序地工作。

舉例來說，當計算機從輸入設備接受到“2X10+12”的運算命令后，控制器立即命令存

貯器將"10〃、"2"、"12"三個數(shù)據(jù)保存起來，然后從存貯器中取出"2"和"10",送到

運算器中相乘，或者說以極快的速度

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相加，得出結果20后，將其仍放在運算器中，再從存貯器提取"12”,送往運算器，與

積"20”相加，得出答案"32”,又返回存貯器保存起來，最后控制器命令輸出設備將結果

輸出，再執(zhí)行下一個指令。

控制器完全像人類的神經(jīng)系統(tǒng)，對每一條信息進行分析、判斷，然后發(fā)出各種控制信號，協(xié)

調(diào)計算機各個部件的工作。沒有控制器，計算機就無法正常工作。

我們一般將內(nèi)存貯器、運算器和控制器合稱中央處理機，常用CPU表示。

3。2軟件

電腦的軟件和語言計算機是用來處理信息，用來計算的，但如何處理，如何計算卻是軟件的

事。我們操作計算機，為使硬件有條不紊地工作，必須給計算機發(fā)指令，安排合理的工作順

序，這個指令就叫程序。而電子計算機的整個程序系統(tǒng)就叫軟件。

電子計算機的程序有兩大類，一種是應用程序，另一種是系統(tǒng)程序。

我們也可把它們叫做應用軟件或系統(tǒng)軟件。按照使用者所給出的一串串指令和數(shù)據(jù)進行工作,

指令串就構成了應用程序；供用戶使用的、常與電腦硬件直接聯(lián)系的軟件叫系統(tǒng)軟件。它一

方面負責人與電腦之間交換信息，另一方面負責組織、協(xié)調(diào)電腦各部分的工作。

軟件的種類很多。僅電腦游戲就至少有一兩千種軟件，漢字輸入軟件也有四五百種，還有數(shù)

不清的工具軟件、編輯軟件等等。

軟件可以擴大電腦的功能，所以世界各國對軟件的研究開發(fā)都非常重視。

不過我們通過程序給計算機發(fā)指令時用的不是人類語言。如果你對計算機說：”請計算這道

難題吧?！彼^對是置之不理，無動于衷，因為它聽不懂。要計算機能執(zhí)行人發(fā)出的命令，必

須找到一種人和機器都能接受的語言，人用這種語言發(fā)出指令，計算機就會在人的指揮下完

成各項任務。

計算機的這種語言叫機器語言，是用二進制表示的。

什么叫"二進制”呢？這也是計數(shù)的一種方法。平時，我們用十進制計數(shù)，逢十進一。在日常

生活中，除了十進制外，還有種各樣的計數(shù)制，比如一年12個月，是十二進制，逢十二

進一。二進制只有兩個數(shù)"0"和"1",是逢二進一。

計算機采用二進制計數(shù)，使得它的計算和存儲都很方便。因為二進制數(shù)的運算規(guī)律最簡單,

比如0+0=0；1+0=1；0+1=1；1+1=10,這樣計算機內(nèi)部的操作也簡單。

我們知道，電燈有兩種狀態(tài)，按上電鍵就亮，關上電鍵就滅，如果我們把‘'亮"當"1",把"

滅"當"0",這樣就起

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到計數(shù)的作用。電子計算機里的電子元件絕大部分是開關器件，有"開"、"關"兩種狀態(tài)，正

好可利用這兩種狀態(tài)來表示數(shù)碼"0〃和"1用二進制可以和十進制、十六進制等不同的計

數(shù)制進行互換，如對十進制來說，2可換成10,3換成11,4換成100,5換

成101...........,這樣，在計算機里只要有足夠的''開關器件”排列起來，就能表示任意大的

一個數(shù)。

我國兩千多年前的《周易》中就有八卦圖，它用和來表示，是采用二進制記數(shù)的典

型圖形。

讓計算機采用二進制計數(shù)，主要是美國科學家馮。諾依曼的功勞。他對電子計算機的發(fā)展有

兩項重大貢獻，其-是使計算機實行存貯程序運行，即事先把編好的程序存貯在機器中，而

機器能自動地按照程序執(zhí)行一條條指令；其二就是采用了二進制，這樣才能充分發(fā)揮電子元

件的高速特性。我們今天的計算機，又稱之為馮。諾依曼型機。

計算機只懂機器語言，但這種語言太難學，太難記了。人們又創(chuàng)造出自己使用時易學易懂的

語言：匯編語言、高級語言。其中匯編語言是用助記符表示的語言，是低級語言；高級語言，

接近于人的習慣用語。用這些語言編制程序較簡單、容易；使用時，只要通過電腦的翻譯程

序，把高級語言翻譯成電腦懂得的機器語言就可以了。一般使用電腦的人只學習高級語言。

現(xiàn)在全世界流行的計算機高級語言有上百種，各有各的特點，最常見的有：用于科學計算方

面的BASIC語言，F(xiàn)ORTRAN語言、C語言等；用于數(shù)據(jù)處理方面的COBO

L語言；實現(xiàn)機器人控制的VAL語言等等。

計算機病毒1980年6月的一天，美國內(nèi)布拉斯加州的美國戰(zhàn)略空軍司令部指揮中心,

計算機終端突然發(fā)出了前蘇聯(lián)洲際導彈和核潛艇開始襲擊美國的信號。值班軍官立即發(fā)出戰(zhàn)

時警報，并報告了美國總統(tǒng)。

頓時100架載有核武器的B-52戰(zhàn)略轟炸機立即準備升空；153個戰(zhàn)略導彈發(fā)射

分隊在發(fā)射臺待命；1054枚民兵式和"大力神”式洲際彈道導彈準備就緒；24艘裝有

氫彈頭的核動力潛艇也進入了戰(zhàn)斗狀態(tài)；總統(tǒng)的坐機''空軍一號"作好升空準備；美國國家空

中指揮所E-4型飛機已經(jīng)起飛，以便在地面指揮系統(tǒng)被摧毀后，接替指揮。

正當人們惶恐不安地等待總統(tǒng)最后下達核反擊命令時，核襲擊的警報卻出人意料地解除了。

戰(zhàn)略司令部和北美防空司令部都發(fā)現(xiàn)前蘇聯(lián)并沒有對美國發(fā)起核攻擊，而是防御系統(tǒng)的神經(jīng)

中樞一電腦，跟人們開了一個不小的玩笑，電腦感染了病毒，發(fā)出了錯誤的信息。

電腦是機器，怎么會感染病毒呢？原來這里的''病毒"不是指醫(yī)學上的病毒，而是指能起破壞

作用的計算機程序或指令，也就是說計算機''病毒"是一種程序，或者叫一種軟件。不過它與

醫(yī)學上的病毒有很多相似的地方，在醫(yī)學中，病毒是一種能傳染疾病的小東西，大約兩萬個

病毒聚在

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一起才有一個細菌大，只有靠電子顯微鏡才能看清它的真面目。病毒進入細胞后依附在細胞

上，當細胞繁殖時，病毒也得到了繁殖，制造出更多的病毒。在某種特定的情況下，病毒會

被激發(fā)，產(chǎn)生作用，毀壞感染有機體，比如我們?nèi)顺；疾《拘愿忻啊⑿郝楸园Y等，就是病

毒搞的”破壞

計算機的病毒”感染〃計算機時，也不易被發(fā)現(xiàn)，有很強的隱蔽性；進入計算機后也不立即“

發(fā)作“，而是有一定的潛伏期，當滿足了一定的條件后，計算機"病毒"就會被"激活”，按照設

計者的要求〃大發(fā)作“，使計算機內(nèi)存儲的命令或數(shù)據(jù)遭到破壞，從而使計算機“患病"病倒，

甚至"胡言亂語"。計算機病毒還有傳染性，它能不斷地進行自我復制，將''毒性"傳播到計算

機的每個角落，并通過其它途徑向其它計算機傳播，危害十分巨大。因此人們將計算機病毒

定義為能夠自我復制的惡意軟件。

著名的計算機病毒如"黑色星期五〃，潛入計算機后，平時與計算機相安無事，老老實實，一

旦有一天是13號，而且是星期五，病毒立即"死灰復燃"，開始破壞計算機的正常工作。

計算機病毒的程序內(nèi)容少，小巧玲瓏，“感染”計算機非常容易，讓人著實煩惱。人們不禁要

問：在這個毫無生機、"呆頭呆腦”的機器世界里，怎么會產(chǎn)生這樣的''病毒"呢？說起來，罪

魁禍首還是人類自己。最早是由誰制造出世界上第一個計算機病毒，現(xiàn)已無從查起，不過計

算機病毒的發(fā)源地在美國卻是不容置疑的。

據(jù)說，當時美國一些計算機實驗室的工作人員，在工作之余，利用電腦玩一種"戰(zhàn)斗"游戲,

他們各自編制"炸彈"程序想方設法進入對方的計算機，然后"引爆""炸彈"，使對方失去抵抗

能力，迫使"繳械投降”，以此來顯示自己的高明，從中尋求樂趣。這種程序就是最早的計算

機病毒。

沒過多久，通過人們在言談當中不斷涉及電腦病毒的秘密，計算機病毒很快傳播開去，這就

像打開了"潘多拉魔盒”，計算機世界里從此沒有了寧靜.

1988年11月，美國發(fā)生了轟動世界的病毒侵害事件。事件是由23歲的美國青年

羅伯特。莫里斯出于惡作劇制造的"蠕蟲”病毒引起。這種病毒會使計算機工作起來像蠕蟲爬

行那樣緩慢，最后不堪重負而癱瘓。這次事件使六千多臺計算機被感染，導致?lián)碛形鍌€計算

機中心，二十多萬臺計算機的美國最大的計算機網(wǎng)絡癱瘓24小時。據(jù)估計，直接經(jīng)濟損

失就達9600萬美元。電腦病毒的危害由此可見一斑。

現(xiàn)在計算機病毒的種類、數(shù)量不斷地增加、翻新，大有愈演愈烈之勢。

有一種"雨滴”病毒，又叫"落花"病毒。當計算機染上后，原來顯示屏幕上好端端的字符，就

會莫名其妙地、像下雨般地一個接一個往下掉，直到把整個屏幕堆滿。

星期天病毒在電腦認定的星期天發(fā)作，屏幕上顯示出“今天是星期日，何必這么辛苦？”之后，

將你的計算機貯存的內(nèi)容全部洗掉。

12

蘋果病毒在漢字系統(tǒng)中的表現(xiàn)是，每隔半小時左右，在屏幕上出現(xiàn)”我要吃蘋果”，只有用戶

輸入”蘋果請〃三個漢字，系統(tǒng)才能恢復正常。

小球病毒在計算機工作恰逢整點時開始發(fā)作，這時屏幕上出現(xiàn)小圓點，作有規(guī)則的或無規(guī)則

的運動，當小圓點碰上漢字，就會把漢字削去一半或全部，使屏幕顯示內(nèi)容無法辨認，而且

電腦運行速度大大減慢。

比較惡性的病毒如"磁盤殺手”病毒，它的來源不明，但從屏幕顯示看，這種病毒是198

9年4月1II愚人節(jié)所設計或傳出的。這種病毒的傳染范圍較廣，當病毒發(fā)作時，屏幕

上會顯示："當磁盤殺手工作時，請不要關機或拿開磁盤?！眱好腌姾?，病毒將磁盤上的信息

全部刪除，這時屏幕顯示：”現(xiàn)在可以關機了，祝你好運。”

還有些病毒，如果你無意鍵入了里根、撒切爾等人的名字后，屏幕上就會出現(xiàn)令人討厭的注

解。

病毒的種類太多了，而且危害又是多種多樣的。但主要可歸納為：電腦的屏幕上出現(xiàn)異常，

破壞存儲數(shù)據(jù)；改變磁盤中的存儲內(nèi)容和數(shù)據(jù)；干擾正常操作，使運行速度下降，直至最后

停止工作；顯示屏幕上出現(xiàn)蹦跳的小球，干擾用戶工作。

如果說最初的病毒,是在開"科學玩笑”或為了保護自身軟件不被非法復制而采取的報復措施,

那么以后的病毒就大多是惡意的了。

計算機病毒雖然可怕，但人們對它并不是束手無策，毫無辦法。因為我們知道，電腦病毒的

巨大危害，主要在于它有傳染性，所以，防治計算機病毒，第一條，加強管理，嚴禁在科研、

辦公用電腦上私自拷貝和進行任何游戲，軟件不能隨意外借；第二條，必須嚴格檢查、監(jiān)視

軟、硬件和通訊，凡外來軟件必須經(jīng)過病毒檢查才能使用，新購入微機、軟件及聯(lián)網(wǎng)等均要

進行病毒檢查才能投入運行；第三條，建立電腦病毒防疫系統(tǒng)。就像醫(yī)生給人體接種疫苗預

防病毒一樣，計算機學家給計算機也"接利」了疫苗程序，預防計算機病毒感染。這個程序駐

留在計算機內(nèi)部，如果有病毒入侵，疫苗程序就會讓計算機發(fā)出警報，告之病毒的存在，使

人們能及時的處理，有效地阻止病毒的入侵。一旦計算機感染上病毒也不用害怕，人們已經(jīng)

研制出很多檢測和殺毒軟件，專門對付這些病毒。比如1992年美國第五代系統(tǒng)公司發(fā)

明的防電腦病毒”不可接觸者”軟件，它可以在病毒造成危害之前就把它查出來。找出病毒后

可用殺毒軟件將其殺滅，比如我們現(xiàn)在常用的Kill軟件，就是一種有效的殺毒軟件。

為了防止病毒造成嚴重損失，除上述措施外，還必須加強法制，打擊、制裁制造病毒的罪魁

禍首；并且將重要的存儲內(nèi)容進行復制以防被破壞；加強保密措施等。

計算機病毒己經(jīng)成為一種公害，不過要在近期內(nèi)完全清除、消滅計算機病毒也是不大可能的,

和計算機病毒的斗爭，是一個長期、艱巨的過程。

13

4電子計算機的發(fā)展

電子計算機從問世到現(xiàn)在已近50年，大約每隔8~10年就更新?lián)Q代一次，運算速度

提高10倍，可靠性提高10倍，價格降為原來的十分之一。

電子計算機從產(chǎn)生到今天歷經(jīng)了五個階段：電子管時代、晶體管時代、中小規(guī)模集成電路時

代、大規(guī)模集成電路時代、超大規(guī)模集成電路和人工智能計算機時代。

4。1電子管時代

最早的計算機是美國賓夕法尼亞州大學莫爾學院的莫希利負責研制的。這臺機器的名字叫“

電子數(shù)值積分計算機”，取它們每個英文單詞的第一個字母就是“ENIAC",簡稱為"埃尼

愛克"。這臺機器看上去像個龐然大物，機內(nèi)使用了一萬多個電子管，七萬個電阻、一萬個電

容以及600個開關，整個機器長30米，高三米，寬一米，占地面積約一百七十多平方

米，相當于上課教室的四倍，整個機器重三十多噸，相當于7-8輛解放牌大卡車的載重

量。

這種計算機的運算速度比機械式計算機快得多，?般每秒幾千至兒萬次。由于"埃尼愛克”

是利用電子管制造的，所以，也稱為電子管計算機。

從1946年到1957年生產(chǎn)的電子管計算機，是世界上公認的第一代電子計算機。

什么是電子管？電子二極管是由一位名叫費萊明的英國工程師在1904年發(fā)明的。電子

二極管一端是燈絲，另一端是金屬片做成的電極。當金屬片帶正電時，電流才能通過。因此，

在電子二極管中，電流只能朝一個方向流動，它可以用來檢測無線電波。電子二極管的發(fā)明，

是電子技術的?個重大突破。

與此同時，世界上第一支電子三極管也誕生了。這是由杰出的英國科學家德福雷斯發(fā)明的。

它是20世紀最偉大的發(fā)明之一。電子三極管有放大微弱信號的功能。后來，人們又制造

出四極管、五極管等等。

電子管計算機雖然較以前的各種計算機有了很大改進，但它體積太大，笨重、造價高、可靠

性差、操作困難、維修復雜、耗電量高，不能進行批量生產(chǎn)，無法得到普及，沒過多少年，

它就被晶體管計算機所取代。

4o2晶體管時代

早在古代,人們就發(fā)現(xiàn)了物體帶電現(xiàn)象，當時的書籍記我說用毛皮摩擦琥珀可以吸引小紙片、

毛發(fā)等輕微物體。又經(jīng)過了很長時間，到18世紀，人們發(fā)現(xiàn)在自然界，有些材料允許電

流通過，比如：金、銀、銅等金屬，

14

人們把這些材料叫導體；有些材料不允許電流通過，如玻璃、橡皮等，人們把這些材料叫絕

緣體。后來，人們又發(fā)現(xiàn)，在自然界中還有一些材料?，它們既不是導體，也不是絕緣體，它

們允許電流通過的程度，介于導體和絕緣體之間，比如錯硅的氧化物，人們把這些材料叫半

導體。

半導體有一個顯著的特點：一旦它們受到光照或在它們中摻入極少量的雜質后，它們允許電

流通過的能力會成百上千倍地提高。因此，科學家用半導體制成許多電子元件和器件。

1947年，世界著名的貝爾電話實驗室研制出了第一個半導體三極管，也就是晶體管。

晶體管有三個電極，通過三根導線引出管外。三個電極中有一個電極能起控制作用，如果給

這一個電極通上電流，晶體管內(nèi)部的電子開關就接通，另外兩個電極就會有電流通過；如果

不給這個電極電流，開關就斷開，另外兩個電極也就沒有電流，這是晶體管的基本功能。晶

體管還有放大功能，在它的一個電極上，給以一個微弱的信號，在另外兩個電極上就能得到

較大的信號。

晶體管既能代替電子管工作，又能消除電子管的所有缺點，它沒有玻璃管殼，不需要真空,

體積很小，生產(chǎn)成本很低，它的壽命比電子管長得多。因此，晶體管問世后，立即得到了迅

速發(fā)展并且代替了電子管的位置。

現(xiàn)在，我們?nèi)粘Ｉ钪幸呀?jīng)到處可見它的蹤影。

1956年，美國首先研制成軍用小型晶體管計算機，1958年底到1959年初，

第一批批量生產(chǎn)的民用晶體管計算機投入運行，這就是IBM1403機。

它們標志著晶體管計算機時代的到來。人們又稱晶體管計算機為第二代電子計算機。

晶體管計算機重量輕、體積小、耗電量小、成本低，因而在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研

等各行業(yè)逐步得到應用。

4o3中小規(guī)模集成電路時代

我們知道，在電子計算機里有許許多多電路，這些電路像?個個小型的交通控制系統(tǒng)，控制

電流的往來。電流流通的路線由電路的形式?jīng)Q定。

在電子管計算機中，電路是由單個電子管、電阻、電容等元件，經(jīng)過焊接組裝成的；在晶體

管計算機中，電路是由單個晶體管、電阻、電容等元件，經(jīng)過焊接組裝成的。當科學家們采

用先進的工藝技術，把微型化的晶體管、電阻、電容等元件集中組成電路，再把許許多多這

樣的電路集中在一塊相當小的半導體硅片上，這就是集成電路。集成電路塊只有大拇指那么

大。

是在1969年由美國英特爾公司年輕的工程師霍夫研制成功的。

所謂中小規(guī)模集成電路是相對后來的“大規(guī)模”集成電路而言的。1960年誕生的第一塊集

成電路，是小規(guī)模集成電路，在一平方毫米的硅片上形

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成一個電路。

采用中小規(guī)模集成電路制成的電子計算機，是第三代電子計算機。比如1964年生產(chǎn)的

IBM360機。因采用了集成電路，大大縮短了信息傳輸?shù)臅r間，降低了電路的故障，因

而使計算機可靠性顯著提高，運算速度大增，已達到每秒幾百萬次，重量、體積、功耗、成

本也大大減少。

我們知道，電子和光的速度是每秒30萬千米。電子計算機的線路越短，電子走過的路程

就越短，所花的時間也越少。我們以萬分之一秒計算，第一代電子計算機中電子線路的累計

總長度是30千米左右，第二代縮短到3000米，第三代只有30厘米左右了。

集成電路促進了電子計算機的小型化。1965年美國數(shù)字設備公司制成12位小型機后,

各種小型機紛紛出現(xiàn)，迅速發(fā)展。

4o4大規(guī)模集成電路時代

1970年出現(xiàn)了能裝1000個電路的大規(guī)模集成電路，它們的大小只有我們平時吃

的方塊糖那樣大。采用大規(guī)模集成電路制造的計算機，是第四代計算機，比如1972年

美國IBM公司生產(chǎn)的IBM370系列機。目前世界上使用的電子計算機大多數(shù)是第

四代電子計算機。

如果現(xiàn)在我們拿第四代電子計算機同第一代電子計算機"埃尼愛克”

相比，我們會發(fā)現(xiàn)，它們的功能一樣，但第四代電子計算機的體積卻只有"埃尼愛克"的3

0萬分之一，重量是它的六萬分之一，耗電量是它的五萬分之一，可靠性卻提高了一萬倍。

創(chuàng)造這個奇跡的是看起來平淡無奇的小硅片一集成電路。在顯微鏡下觀察這些硅片，如同從

空中看到一座現(xiàn)代化城市。由它組成的各種類型和用途的電腦，正對人類社會產(chǎn)生著巨大而

深刻的影響。

電子計算機進入第四代的時候，開始朝兩個方向發(fā)展：一是發(fā)展微型電子計算機；二是發(fā)展

大型電子計算機。

微型電子計算機現(xiàn)今社會，在大街小巷經(jīng)常見到“電腦培訓"、"電腦打字”的招生廣告，這里

說的電腦就是指微型電子計算機。

微型電子計算機是由小型計算機演變而來的，它比小型機體積小，重量輕，用起來方便靈活,

可靠性高，比小型機更適應信息時代的要求，更有發(fā)展前途，一般人們叫它"微機"，也稱"

微電腦”。

第一代微機是1970年4月由美國英特爾公司首先研制成功的。它比小型機的體積要

小，但該機工作速度較慢，不適應信息時代的快節(jié)奏。

于是英特爾公司動員人力、物力、運用新工藝、新技術對第一代微機做了改進，很快研制出

了第二代微型計算機。第二代微機比第一代性能大幅度提高，運算速度大大加快，具有抗干

擾和抗輻射能力，同時降低了耗

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電量。

1974年，后來居上的摩托羅拉公司研制成了第三代微型計算機8080A,性能超過

了英特爾公司的產(chǎn)品，它比第二代微型計算機運算速度更快，體積進一步縮小。之后，微型

計算機迅猛發(fā)展，1978年出現(xiàn)了8086型微機，指令執(zhí)行時間比8080A快7

倍，完全可以和小型計算機相媲美了。

1981年又研制出了功能能和70年代中期的大中型計算機相比的微型計算機。

1979年世界微機有5000臺，1985年超過一億臺，現(xiàn)在發(fā)展更是迅猛。

8086型微處理機已經(jīng)發(fā)展到了80286、80386、80486以及奔騰(8

0586)

機，功能一代比一代強，不僅可做文字處理，還能進行繪圖、設計，加上多媒體功能，就可

以聽音樂、看光盤、打電話、看電視、玩游戲等等。

微型計算機有許多突出的特點和優(yōu)點：第一是新。技術新、工藝新、產(chǎn)品新。它運用最新科

學技術，產(chǎn)品花樣翻新，層出不窮，成為計算機系統(tǒng)的佼佼者。

第二是快。革新快、換代快、生命力強。微型計算機的更新?lián)Q代速度驚人。1969年8

月設計、1970年4月第一代微型計算機問世，1973年第二代微型計算機問世，

1975年第三代微型計算機問世。之后，其性能、質量迅速提高，微型計算機產(chǎn)業(yè)猛烈擴

張，競爭對手云涌。美國加州甚至出現(xiàn)了以計算機為主導的電子產(chǎn)業(yè)基地"硅谷"，它的發(fā)展

速度，遠遠超過了美國當年的汽車工業(yè)。

第三是多。品種多、產(chǎn)量多。人1970年到1985年，產(chǎn)量增加了30倍。到現(xiàn)

在不僅有普通微機，還出現(xiàn)了筆記本、膝上機等。第四是便宜。

體積小，用材少，價格低，平均每兩年降價一半。第五是廣。涉及面廣，用途廣?，F(xiàn)在，微

型計算機在科研、生產(chǎn)、社會和生活中得到了廣泛應用，可以說已滲透到社會生活的各個方

面。

我們平時喜歡用''傻瓜"照相機照相，因為它不需人工調(diào)節(jié)，能自動對光圈定速度、測距離，

就是因為在照相機里安裝了微型計算機；電視廣告上經(jīng)常說的全自動洗衣機，不需人工操作

就完成洗衣工作，也是微機的功勞。微型計算機用于交通可進行自動信號控制、節(jié)約燃料、

減少污染、自動剎車；用于商業(yè)可自動售貨、自動結算、自動加油；用于教育，出現(xiàn)了電腦

教師。

今天電腦已廣泛進入家庭，微型計算機已邁向一人一機的個人電腦時代。據(jù)美國一家電臺報

道，美國個人電腦1991年擁有量為5500萬臺。日本電子工業(yè)振興協(xié)會對日本個

人電腦市場調(diào)查預測，個人電腦已進入一人一機的時代。

美國一家市場調(diào)查公司的調(diào)查表明，1991年，在二千八百多萬個家庭中，有3000

萬臺個人電腦，研究預測指出，到1999年每個美國家庭平均將有2。2臺個人電腦，

比每個家庭的子女平均數(shù)量還多，并預測到1999

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年，在美國的學校中使用手提式個人電腦，就像現(xiàn)在使用小型計算器那樣普遍。

個人電腦已經(jīng)從業(yè)余愛好者手中的玩藝兒變成了一種非常普及的工具。在千百萬人的辦公桌

上，已具有了50年代中央處理機那樣計算能力的個人電腦。在家庭中，個人電腦是自從

有電視機之后作用最大的消費品，比電話普及速度還快。美國的少年兒童中有46%在家里

或在學校中使用電腦。美國人用個人電腦可以干許多工作，比如把電腦與電話線連接，直接

傳送信件、文件和其他信息。利用"電子郵局"，只要按下電腦的按鍵，幾秒鐘就能把過去幾

天才能寄到的信件內(nèi)容同時送到若干處。還可以用個人電腦構成印刷系統(tǒng)，出版自己寫的新

聞稿。最廣泛的應用是把電腦當成最完善的打字機，62%的電腦擁有者常常用電腦寫信或

書寫其他文字材料。用電腦玩游戲也很普遍。

個人電腦發(fā)展十分快。第一代個人電腦很粗糙，用戶要經(jīng)常自己編寫程序。1981年個

人電腦發(fā)展揭開了新的篇章，IBM公司的個人電腦在佛羅里達州博卡拉頓的產(chǎn)品開發(fā)實驗

室問世，IBM個人電腦很快就把很大一部分市場掌握在手中。1982年末各大公司激

烈爭奪市場，相繼大幅度削價，幾個月時間價格從1000美元跌到199美元。到該

年年底，個人電腦擺滿了商店的玩具部。第二代個人電腦，包括IBMPC機及其兼容機，

就是我們常說"攢''的微機，現(xiàn)已顯得陳舊了。目前，第三代個人電腦包含有強大的微處理機

芯片、存貯器、外部存貯器（如磁盤）、鍵盤、光筆、鼠標器、顯示器、打印機，還有能將信

號作轉換的調(diào)制一解調(diào)器。當然，除硬件之外，還要有軟件，有成套的指令，即編好的程序，

個人電腦才能完成各項工作。

個人電腦的興起是信息技術革命中的一個偉大事件。個人電腦現(xiàn)在國外和洗衣粉、飲料一樣

充斥市場，就像罐頭一樣隨時可以買到。個人電腦正朝著小型化、輕量化、高性能和直觀化

方向發(fā)展。發(fā)展的核心是力求電腦的操作更簡單，就像使用洗衣機、錄象機一樣方便。到那

時，對于用戶來說，個人電腦就更"可親”了。為了使用方便，聲控電腦也是一個發(fā)展方向。

1992年2月25日，蘋果計算機公司宣布，該公司已制出一種話控電腦，它不但

能識別口頭命令，有時還能''回答"，當它完成任務后，可以報告它已完成了任務，并問使用

者還有什么事情要做。

1992年在澳大利亞悉尼舉辦的個人電腦展上，夏普公司推出了只有手掌般大小的超小

型電腦，重量只有500克，成了名符其實的''掌上電腦”

了。

現(xiàn)在，個人電腦是整個電子計算機家庭中數(shù)量最多的成員。

大型電子計算機1990年8月2日，伊拉克入侵科威特，觸犯了美國及其它西方國

家的

18

戰(zhàn)略利益，海灣上空戰(zhàn)云密布。8月4日美國制定了代號為"沙漠盾牌”

的軍事行動計劃，應沙特國王的請求，向海灣地區(qū)增派大量軍隊。1991年1月17日,

海灣戰(zhàn)爭終于爆發(fā)。

當天夜晚，一片漆黑，幾百架多國部隊飛機對伊拉克首都巴格達進行了輪番轟炸，據(jù)美國一

位退役的將軍說："僅這一夜向伊拉克和科威特瀉下的炸彈，就相當于一個半投在廣島的原子

彈。"然而讓美國指揮部的軍官們真正感到驚奇的，是這次轟炸幾乎都命中預定的目標，參謀

部的軍官甚至認為這是一個奇跡。

人們不禁會問：多國部隊的夜間轟炸，為什么”幾乎都命中預定的目標”？

原來，早在戰(zhàn)爭爆發(fā)前幾個月，美國就專門發(fā)射了兒顆軍事衛(wèi)星上天，全天24小時不間

斷地監(jiān)視著伊拉克、科威特地區(qū)的動靜，包括伊軍通訊波段、電臺位置、雷達頻率、部隊調(diào)

動、武器位置等，然后將收集到的大量情報傳到指揮中心，在這里由大型計算機迅速加以處

理，僅僅幾分鐘，一張張清晰的照片就送到指揮官面前。照片上及時顯示出伊拉克導彈的位

置、停在跑道上和隱蔽在機庫里的各種飛機、以及伊拉克的化學工廠、核研究中心、通信中

心等要害部門，甚至連伊拉克總統(tǒng)薩達姆所處的位置，都在這些照片中標明了。于是多國部

隊根據(jù)情報制出一套作戰(zhàn)地圖，極其精確地標出了攻擊目標。戰(zhàn)爭前夕，又把截獲的數(shù)百萬

條信息輸入電腦處理分析，極其精確地制定了進攻計劃；最后對所有情報進行詳細篩選，編

入計算機程序，制成數(shù)據(jù)圖象，輸入各類作戰(zhàn)飛機的電腦。戰(zhàn)斗中，大型電子計算機及時處

理前線發(fā)回的信息，能在幾秒至十秒鐘之內(nèi)，將信息和指令發(fā)回前線，供指揮官選擇有利時

機發(fā)起攻擊?？梢哉f整個轟炸行動得以準確、利索的完成，完全得益于計算機。

海灣戰(zhàn)爭中還進行了導彈戰(zhàn)，最著名的就是"愛國者"大戰(zhàn)"飛毛腿"。

"飛毛腿"導彈是蘇聯(lián)制造的，它的飛行速度相當快，因此得名“飛毛腿

"愛國者"導彈是美國制造的反彈道導彈。

伊拉克在遭到多國部隊的沉重打擊后，使用"飛毛腿"予以反擊。美國則派出了“愛國者”導彈

進行攔截。短短十多天，伊拉克先后發(fā)射了25枚“飛毛腿”導彈，其中20枚被"愛國者"

導彈攔截并摧毀。其后向以色列發(fā)射了卜多枚，也大都被"愛國者''導彈攔截。整個戰(zhàn)事‘'愛國

者”導彈的攔截率達到了95%,因此榮獲了"飛毛腿導彈克星”的光榮稱號。

在這場反導彈的戰(zhàn)事中，計算機起了決定性的作用。"飛毛腿”導彈的射程有600千米,

"愛國者"導彈的射程只有150千米，在'‘飛毛腿"

導彈發(fā)射后四分之三的飛行路程中，不能發(fā)射“愛國者"導彈。這樣，從發(fā)射"愛國者"導彈到

擊落"飛毛腿"導彈之間，僅有一分鐘時間。在短短的一分鐘時間內(nèi)，全靠計算機計算出"飛毛

腿”導彈的飛行軌跡和控制"愛國者"導彈，在"飛毛腿”導彈逼到非常接近的時刻，才發(fā)出發(fā)射

指

19

令。在“愛國者"導彈發(fā)射后10秒的飛行中，導彈和目標的相對位置還要由計算機作出精

確的確定，以保證攔截成功。

能在這短短的時間內(nèi)，完成這么多的工作，靠的完全是有高度的可靠性、能高速運算的大型

計算機。

所謂大型計算機不是指體積和質量很大，而是運算速度快、存儲量大、功能強、可靠性好。

實際上這種計算機已經(jīng)微型化。比如裝在“愛國者”導彈頭部的計算機就是大型機的?種。

大型電子計算機又稱巨型電腦，或超級電腦，是計算機家族中運算速度最快的?種，每秒可

運算億次以上。比如我國生產(chǎn)的"銀河”億次計算機。日本生產(chǎn)的巨型計算機每秒運算160

億次,更是快得嚇人。最近德國也宣布研制成功了一種每秒運算為400億次的超級電腦，

它采用16,384個最新一代處理芯片，并且用新的方法把它們聯(lián)接起來。

美國前總統(tǒng)布什1991年向國會提出的22項對美國至關重要的技術中，有一項就是

高性能電腦，其中包括巨型電腦。美國的巨型機廠家已分別著手進行新的開發(fā)。其中克雷公

司宣布將把巨型機運算速度再提高四倍，即達每秒二千多億次。

巨型電子計算機主要用于空間技術、天氣預報、宇宙空間研究、航空動力學分析計算、尖端

工程的設計、國防等.

如果用過去的手搖計算機來運算今天的氣象預報數(shù)據(jù)，那么兒千人揮汗如雨地干兒天也干不

完，根本起不到對天氣的預報作用。這些工作讓今天的大型電子計算機來做，僅僅是幾分鐘

的事，而且又準確，又可靠。

現(xiàn)代重大的科研項目，特別是航天技術方面，離了它更是不行。比如航天匕機的主要控制部

件就是計算機。美國航天專家說：“沒有計算機，航天飛機的上天是不可想象的?！?/p>

因此，大型電子計算機是當代一個國家科學技術和工業(yè)發(fā)展水平的重要標志，體現(xiàn)了一個國

家的實力。

現(xiàn)今在計算機大家庭中以大型機、中小型機、微機為主，將來的發(fā)展將傾向于微機和大型機。

計算機網(wǎng)絡1992年，美國總統(tǒng)克林頓在競選時提出了"發(fā)展信息高速公路，振興美國經(jīng)

濟，恢復企業(yè)競爭活力”的競選綱領。此后，副總統(tǒng)戈爾言必稱信息高速公路。由此可見信息

高速公路對美國國家建設的重要性。

那么，什么是信息高速公路呢？簡單的說就是通信網(wǎng)絡與計算機網(wǎng)絡的結合。

當今，通信非常發(fā)達，當你拿起電話，可以撥通世界各地；當你投寄書信，可以到達天涯海

角，這一切當歸功于通信網(wǎng)絡。同樣，計算機的能耐很大，但擁有一臺計算機的用戶，只能

使用它存取情報、數(shù)據(jù)和信息，而不能使用其他計算機用戶存取的情報、數(shù)據(jù)、信息。同時，

一臺計算機

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不能存取大量的情報、數(shù)據(jù)和信息,不能做較大的事情,更不能利用大型計算機存儲的資料。

如果把不同地點、不同用途的計算機連接起來，形成網(wǎng)絡系統(tǒng)，這樣，就可以使參加網(wǎng)絡的

用戶，共同享用整個網(wǎng)絡中的情報、數(shù)據(jù)、信息，計算機的用途就大大擴大了。這就像一句

老話說的那樣：團結就是力量。

現(xiàn)在，計算機網(wǎng)絡般是把各地的計算機和終端設備，利用現(xiàn)有通信線聯(lián)接起來，將來可以

通過通信衛(wèi)星聯(lián)結起來，遠距離傳輸情報、數(shù)據(jù)和信息。終端設備通常是一個鍵盤和一臺顯

示器，你只需操縱鍵盤，將問題"告訴”計算機網(wǎng)絡，答案會自動顯示在屏幕上。

1993年10月，中國計算機專家訪問美國，在東部城市波士頓，他們想了解一份會

談資料，可是波士頓沒有這份材料，這些材料只有美國西部斯坦福大學保存著。求助于計算

機網(wǎng)絡，把終端與網(wǎng)絡接通，用鍵盤打入命令調(diào)閱這份會談資料，三分鐘后，電傳打字機上

印出此次會談目錄，并詢問要第幾條，回答后，又過了三分鐘，談話記錄全部打印出來。計

算機網(wǎng)絡的神速，由此可見一斑。

過去，高速公路系統(tǒng)和電力網(wǎng)為工業(yè)經(jīng)濟提供了發(fā)展基礎，而現(xiàn)今的信息網(wǎng)絡將是新經(jīng)濟的

高速公路。如果整個國家沒有先進的電子基礎設施，社會就不可能取得進步。未來的計算機

業(yè)、電信業(yè)和各種信息業(yè)正在殊途同歸，比方說，不久之后，電話、電視機和計算機將是同

一設備。

目前，大的計算機網(wǎng)絡像巨大的蜘蛛網(wǎng)，跨越國界。它把世界所有的計算機連接起來組成一

個巨大的計算機。計算機網(wǎng)絡的建立，可以使擁有小型電腦的部門，通過網(wǎng)絡來查找大型電

腦的信息，不僅為使用者提供了經(jīng)濟的手段，而且使電腦的應用能跨越地理位置所造成的障

礙。更有意思的是，還可以利用由于地理位置不同所造成的時差。例如，在一般情況下，在

白天工作時間里，電腦是處于忙碌狀態(tài)的，機器時間比較緊張。相比之下，在夜間電腦較為

空閑.正是利用這樣一點，歐洲一些國家在白天通過計算機網(wǎng)絡，可以利用正處夜間的美國

電腦。

計算機網(wǎng)絡的建立，大大促進了電腦應用的社會化。

據(jù)國外報道，1994年英國有幾百萬個家庭加入計算機情報系統(tǒng)，這個系統(tǒng)保存的消息

比一個星期出版的全部報刊還要全面。每個使用者只要打一個電話，就可以把相當于700

0頁原文的資料從電腦存貯器中提取出來，呈現(xiàn)在家用電視機屏幕上，供人選擇和查閱。

通過計算機網(wǎng)絡還可以查詢電話號碼、旅行時刻表、天氣預報、訂購火車、輪船和飛機票等

等。那時一位在巴黎的旅客，就可以在他的旅館里通過電腦訂購下一周從英國倫敦飛往美國

紐約的飛機票。前后只需一兩分鐘的時間，就可以知道他所預訂的機票的班次和座位的號碼。

計算機網(wǎng)絡應用于商業(yè)更是前景無限光明。

以制鞋工業(yè)為例，有可能使制鞋廠在大量生產(chǎn)的情況下使每件產(chǎn)品都

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能適合消費者的需要?，F(xiàn)在通常流行的作法是，人們選購幾種少數(shù)型號和尺碼的鞋子，而穿

起來并不完全合適，這也是產(chǎn)生腳病的原因之一。但是，如果將來制鞋機是用電腦控制的，

制造出來的鞋子就能按人的腳形千變?nèi)f化。當人們利用微型電腦詳細地測出每個人的腳形，

然后把這些信息輸送給制鞋廠，即可按大量生產(chǎn)的成基，制造出每個人所需要的、并且穿起

來舒適的鞋子。

顧客可以通過商業(yè)情報網(wǎng)把自己的需要告訴商店，并且可以在指定的地點提取所需要的貨物。

商業(yè)情報網(wǎng)的建立，可以使產(chǎn)銷部門建立起嶄新的關系，根據(jù)顧客的客觀需要來組織貨源和

制定生產(chǎn)計劃，從而大大避免和減少了產(chǎn)品的脫銷或大量積壓。同時也加快了貨幣的回籠和

周轉，活躍了商品市場。

現(xiàn)在很多人通過計算機網(wǎng)絡打廣告、設立電子商店、全面介紹自己的產(chǎn)品，并詢問各地的物

價、物資供應情況，適時調(diào)整經(jīng)營的對策。

一個美國小孩可以在十幾秒內(nèi)得到地中海的氣象圖，然后又迅速轉到幾千英里之外的倫敦圖

書館、法國巴黎的博物院溜?圈，這就是應用計算機網(wǎng)絡的神奇結果。

計算機網(wǎng)絡是計算機今后的發(fā)展方向。

4o5人工智能時代

1983年世界上出現(xiàn)了集成兩萬個電路的超大規(guī)模集成電路。從此科研人員開始將目光

放在了第五代計算機一人工智能計算機的研制開發(fā)上。

第五代電子計算機比前四代都要優(yōu)越，因為它采用并行式工作方法，而第一至第四代計算機

是采用串行式工作方法。

什么是串行式和并行式呢？舉個例子來說，如果有許多人要通過某一地段，是排成一路縱隊

"串行"通過快呢，還是排成一排，一路橫隊"并行"通過快呢？答案當然是后者。這種排成一

路橫隊的方式叫并行式，而排成一路縱隊，一個個走的叫串行式。

由于第五代電子計算機采用并行式的工作方法，它接受任務后，把任務分解成幾個部分，同

時對這幾部分進行處理。因此，第五代電子計算機的處理速度要比前四代電子計算機快得多，

每秒鐘可運行1000億次，比目前的高速計算機高1000-2000倍，所以，它

比前四代電子計算機更先進。

第一代電子計算機到第四代電子計算機的工作原理是由美籍匈牙利人、大數(shù)學家馮。諾伊

曼提出并創(chuàng)立的。諾伊曼工作原理是把事先編好的程序和數(shù)據(jù)存儲在計算機中，然后計算機

能自動地按照程序執(zhí)行一條條指令。這樣的工作只能完全禁錮在人的思想范圍之內(nèi)，如果程

序不正確，不周全，計算機也就跟著犯錯，難怪人們有時候把計算機稱為''偉大的傻瓜

這在很大程度上限制了計算機作為人的助手的作用。

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第五代電子計算機改變了這樣的工作模式，它不僅存儲人們編制的程序，而且能在一定程度

上給自己編制程序。到那時，人只要發(fā)出指令，或寫出方程式，或提出要求，計算機就能自

動完成所需程序，給人提供結果。

也就是說，只要按人的需要，在計算機的功能范圍內(nèi)向計算機提出“做什么"，無需告訴它”

怎樣做”，它就可以給出人所需要的結果。所以，第五代電子計算機是有知識、會學習、能進

行推理的計算機，是一種更接近于人腦的計算機。它具有能夠很好地理解自然語言、聲音、

文字、圖象的能力，并且具有說話的能力，以達到人機直接用自然語言對話的水平；它具有

利用已有的知識和不斷學習到的知識，進行思維、聯(lián)想、推理，以達到解決復雜問題、得出

結論的能力；它具有匯集、記憶、檢索有關知識的能力。

1958年，科學家預先把下棋的規(guī)律編成程序存在計算機中，設計成功了世界第一臺能

下棋的電子計算機。但是，它下棋的水平平平，跟普通業(yè)余愛好者不相上下，別人的棋藝通

過不斷學習有了提高，可是它卻不能，而且經(jīng)常下出莫名其妙的臭棋來。

一次計算機棋手錦標賽中，兩臺電腦狹路相逢，激烈廝殺，走了一二十個回合，其中一臺電

腦不知何故，突然走出了一步人們意想不到的誤著，也就是一招大臭棋?？墒菍Ψ诫娔X卻搞

不清了：這?招似乎棋譜上沒見過呀？不知如何應對。"想"了一會兒，干脆一不做二不休，

一個"殺"招使出：遺憾地是殺向自己一走了一步自殺棋。它的對手長時間的思考，一兩分鐘

都沒有動靜。走自殺棋的電腦的程序員已經(jīng)慚愧地低卜一了腦袋，因為他的電腦喪失了大好形

勢，對方電腦只要不出太大的漏洞，已經(jīng)穩(wěn)操勝券了。這時候還在"思考”，說不定是在想如

何痛快地向自己的電腦"開刀”呢?？墒怯^眾卻突然哄堂大笑：原來這臺電腦在"痛苦”地思考

了五分鐘后，做出了決定一投降！

第五代電子計算機''棋手"已經(jīng)不會再出現(xiàn)這種笑話了，它會向對方棋手學習，把別人的長處

記下來，不斷提高自己的下棋水平。

1988年，美國卡內(nèi)基―梅隆大學的四位研究生研制出專用的下棋機，稱為D。T。在

1990年2月，這臺專用電腦與1990年世界冠軍的挑戰(zhàn)者、前世界冠軍卡爾波夫

進行比賽，在開始50招內(nèi)電腦棋手一度占上風。

后來，卡爾波夫放出誘招，DoT貪吃，遭致失敗。DoT電腦每秒運算達200萬次，

并且考慮棋步已不是采用"蠻干”算法了，而是采用一種優(yōu)化分析法。所謂"蠻干”是指對所有

各種走棋法都加以考慮，從中選出最優(yōu)走法。國際象棋有可能出現(xiàn)10120種走法，用

目前的電腦是無法一一加以分析比較的。但有的專家還是預測說，2000年之前肯定有人

能編制出更高級的下棋程序，使電腦戰(zhàn)勝人。國際象棋第一高手、世界冠軍卡斯帕羅夫卻不

以為然，他傲氣地指出，在2000年前電腦絕不會戰(zhàn)勝特級象棋大師，如果誰在與電腦

對弈中遇到麻煩，他可以幫忙出主意。話音沒落多久，1995

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年電腦主動找上了卡斯帕羅夫，一場人機七局大較量開始了。整整七場比賽，我們從電視直

播中看出卡斯帕羅夫下得并不輕松，每一場都是雙手抱頭，眼睛直視，面部表情嚴肅沉重。

雖然卡斯帕羅夫獲得了最后總比分的勝利。但首場比賽就被電腦棋手殺得大敗，也讓人們知

道了電腦的利害。

不知有點自顧不暇的卡斯帕羅夫現(xiàn)在還有沒有膽量再出來替人打抱不平了。畢竟電腦還可以

再作大幅度的改進啊。

第五代電子計算機總的說來有三大特點:一是超人的記憶力，能存儲上萬條常用知識和經(jīng)驗;

二是會思考，能根據(jù)輸入的問題，通過記憶和積累的知識，進行推理，最后作出判斷；三是

能理解我們?nèi)粘Ｕf話的語言，甚至能聽懂人們說話的聲音，自己也能輸出聲音"說話"，這樣

人與計算機可以有真正的對話了。

日本是最早開始研制第五代電腦的國家，為了推動電腦的研制，組織了富士通、三菱電機、

日本電氣、日立、東芝、松下電器、夏普等八大公司共同進行開發(fā)。共籌資1000億日

元,制定了10