【簡介:】1946年2月14日,標(biāo)志現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生的ENIAC(The Electronic Numerical Integrator And Computer)在費(fèi)城公諸于世。ENIAC代表了計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑,它通過不同部分之間的重
1946年2月14日,標(biāo)志現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生的ENIAC(The Electronic Numerical Integrator And Computer)在費(fèi)城公諸于世。ENIAC代表了計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑,它通過不同部分之間的重新接線編程,還擁有并行計(jì)算能力。ENIAC是第一臺普通用途計(jì)算機(jī)。
它是由美國政府和賓夕法尼亞大學(xué)合作開發(fā)研制的,美國物理學(xué)家莫奇利任總設(shè)計(jì)師,這個(gè)世界上第一臺電子管計(jì)算機(jī),用了18000個(gè)電子管,1500多個(gè)繼電器,耗電150千瓦,占地達(dá)170平方米,重30噸,運(yùn)算速度每秒鐘5000次。
應(yīng)用
計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已滲透到社會(huì)的各行各業(yè),正在改變著傳統(tǒng)的工作、學(xué)習(xí)和生活方式,推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域如下:
1.科學(xué)計(jì)算(或數(shù)值計(jì)算)
科學(xué)計(jì)算是指利用計(jì)算機(jī)來完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問題的計(jì)算。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)工作中,科學(xué)計(jì)算問題是大量的和復(fù)雜的。利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算、大存儲(chǔ)容量和連續(xù)運(yùn)算的能力,可以實(shí)現(xiàn)人工無法解決的各種科學(xué)計(jì)算問題。
例如,建筑設(shè)計(jì)中為了確定構(gòu)件尺寸,通過彈性力學(xué)導(dǎo)出一系列復(fù)雜方程,長期以來由于計(jì)算方法跟不上而一直無法求解。而計(jì)算機(jī)不但能求解這類方程,并且引起彈性理論上的一次突破,出現(xiàn)了有限單元法。
2.數(shù)據(jù)處理(或信息處理)
數(shù)據(jù)處理是指對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、整理、分類、統(tǒng)計(jì)、加工、利用、傳播等一系列活動(dòng)的統(tǒng)稱。據(jù)統(tǒng)計(jì),80%以上的計(jì)算機(jī)主要用于數(shù)據(jù)處理,這類工作量大面寬,決定了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主導(dǎo)方向。
數(shù)據(jù)處理從簡單到復(fù)雜已經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段,它們是:
①電子數(shù)據(jù)處理(Electronic Data Processing,簡稱EDP),它是以文件系統(tǒng)為手段,實(shí)現(xiàn)一個(gè)部門內(nèi)的單項(xiàng)管理。
②管理信息系統(tǒng)(Management Information System,簡稱MIS),它是以數(shù)據(jù)庫技術(shù)為工具,實(shí)現(xiàn)一個(gè)部門的全面管理,以提高工作效率。
③決策支持系統(tǒng)(Decision Support System,簡稱DSS),它是以數(shù)據(jù)庫、模型庫和方法庫為基礎(chǔ),幫助管理決策者提高決策水平,改善運(yùn)營策略的正確性與有效性。
目前,數(shù)據(jù)處理已廣泛地應(yīng)用于辦公自動(dòng)化、企事業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理與決策、情報(bào)檢索、圖書管理、電影電視動(dòng)畫設(shè)計(jì)、會(huì)計(jì)電算化等等各行各業(yè)。信息正在形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè),多媒體技術(shù)使信息展現(xiàn)在人們面前的不僅是數(shù)字和文字,也有聲情并茂的聲音和圖像信息。
3.輔助技術(shù)(或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)
計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)包括CAD、CAM和CAI等。
⑴計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design,簡稱CAD)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)計(jì)效果的一種技術(shù)。它已廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、機(jī)械、電子、建筑和輕工等領(lǐng)域。例如,在電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)過程中,利用CAD技術(shù)進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)模擬、邏輯模擬、插件劃分、自動(dòng)布線等,從而大大提高了設(shè)計(jì)工作的自動(dòng)化程度。又如,在建筑設(shè)計(jì)過程中,可以利用CAD技術(shù)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、繪制建筑圖紙等,這樣不但提高了設(shè)計(jì)速度,而且可以大大提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
⑵計(jì)算機(jī)輔助制造(Computer Aided Manufacturing,簡稱CAM)
計(jì)算機(jī)輔助制造是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作的過程。例如,在產(chǎn)品的制造過程中,用計(jì)算機(jī)控制機(jī)器的運(yùn)行,處理生產(chǎn)過程中所需的數(shù)據(jù),控制和處理材料的流動(dòng)以及對產(chǎn)品進(jìn)行檢測等。使用CAM技術(shù)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。
將CAD和CAM技術(shù)集成,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)自動(dòng)化,這種技術(shù)被稱為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)。它的實(shí)現(xiàn)將真正做到無人化工廠(或車間)。
⑶計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(Computer Aided Instruction,簡稱CAI)
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用課件來進(jìn)行教學(xué)。課件可以用著作工具或高級語言來開發(fā)制作,它能引導(dǎo)學(xué)生循環(huán)漸進(jìn)地學(xué)習(xí),使學(xué)生輕松自如地從課件中學(xué)到所需要的知識。CAI的主要特色是交互教育、個(gè)別指導(dǎo)和因人施教。
4.過程控制(或?qū)崟r(shí)控制)
過程控制是利用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集檢測數(shù)據(jù),按最優(yōu)值迅速地對控制對象進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)或自動(dòng)控制。采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過程控制,不僅可以大大提高控制的自動(dòng)化水平,而且可以提高控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性,從而改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量及合格率。因此,計(jì)算機(jī)過程控制已在機(jī)械、冶金、石油、化工、紡織、水電、航天等部門得到廣泛的應(yīng)用。
例如,在汽車工業(yè)方面,利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)床、控制整個(gè)裝配流水線,不僅可以實(shí)現(xiàn)精度要求高、形狀復(fù)雜的零件加工自動(dòng)化,而且可以使整個(gè)車間或工廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
5.人工智能(或智能模擬)
人工智能(Artificial Intelligence)是計(jì)算機(jī)模擬人類的智能活動(dòng),諸如感知、判斷、理解、學(xué)習(xí)、問題求解和圖像識別等。現(xiàn)在人工智能的研究已取得不少成果,有些已開始走向?qū)嵱秒A段。例如,能模擬高水平醫(yī)學(xué)專家進(jìn)行疾病診療的專家系統(tǒng),具有一定思維能力的智能機(jī)器人等等。
6.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立,不僅解決了一個(gè)單位、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國家中計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通訊,各種軟、硬件資源的共享,也大大促進(jìn)了國際間的文字、圖像、視頻和聲音等各類數(shù)據(jù)的傳輸與處理。