电脑知识篇(上)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：王月霞

出版社：远方出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

电脑知识篇(上)试读：

前言

人类社会已经进入一个崭新的新世纪，科学技术正以人类意想不到的发展速度深刻地影响并改变着人类社会的生产、生活和未来。《科普知识百科全书》结合当前最新的知识理论，根据青少年的成长和发展特点，向青少年即全面又具有重点的介绍了宇宙、太空、地理、数、理、化、交通、能源、微生物、人体、动物、植物等多方面、多领域、多学科、大角度、大范围的基础知识。内容较为丰富，全书涉及近100个领域，几乎涵盖了近1000个知识主题，展示了近10000多个知识点，字数为800多万字，书中内容专业性强，同时又易于理解和掌握，每个知识点阐述的方法本着从自然到科学、原理、论述到社会发展的包罗万象，非常适合青少年阅读需求。该书是丰富青少年阅历，培养青少年的想象力、创造力，加强他们的探索兴趣和对未来的向往憧憬，热爱科学的难得教材，是青少年生活、工作必备的大型工具书。

本书在内容安排上，注意难易结合，强调内容的差异特点，照顾广大读者的理解力，真正使读者能够开卷有益，在语言上简明易懂，又富有生动的文学色彩，在特殊学科的内容中附有大量图片来帮助理解，具有增加知识，增长文采的特点，可以说该书在当今众多书刊中是不可多得的好书。

该书编撰得到了各部门专家、学者的高度重视。从该书的框架结构到内容选择；从知识主题的阐述到分门别类的归集；从编写中的问题争议到书稿最后的审议，专家、学者都提供了很宝贵的修改意见，使本书具有很高的权威性、知识性和普及性。

本书采用分级管理、分工负责的办法编写，在编写的过程中得到了国家图书馆、中国科学院图书馆、中国社会科学院图书馆、北京师范大学图书馆的大力支持和帮助，在此一并表示真诚的谢意！在本书编写过程中，我们参考了相关领域的最新研究成果，谨向他们表示衷心的感谢！

由于编写时间仓促，加之水平有限，尽管我们尽了最大努力，书中仍难免有不妥之处，敬请广大读者批评指正。本书编委会2006年1月

电脑的诞生

诞生

正如许多新技术的产生一样，计算机的诞生也与战争需要有密切联系。

1943年，第二次世界大战正如火如荼，美国陆军军械部阿伯丁弹道研究实验室承担了繁重的鱼雷、炮弹轨迹计算任务。当时，该实验室共同负责为陆军炮弹部队提供火力表。这项任务非常困难和紧迫。因为每张表都要计算几百条弹道，而一个熟练的计算员用台式计算机计算一条飞行时间仅60秒的弹道要花费20小时，用大型的微分分析仪也需要15分钟。从战争一开始，阿伯丁实验室就不断地对微分分析仪作技术上的改进，同时聘用了200多名计算员，日夜加班。即使这样，一张火力表也往往要算上二三个月，且还不能保证计算完全无误。浩瀚的数据海洋埋没了大批才华横溢的工程师，他们迫切需要强有力的计算工具。

经过多次论证，1943年6月5日，宾夕法尼亚大学莫尔学院电工系与美国陆军军械部正式签订合同，研制用于分析弹道轨迹的计算机。研究工作进行了两年半，1945年底，人类一项伟大的发明——使用电子管制造的通用电子数字计算机诞生了：1946年2月15日在美国正式举行了揭幕典礼。这台计算机的名称为“埃妮娅卡”，译成中文是“电子数值积分和计算机”。

虽然有许多许多的不足，但“埃妮娅卡”毕竟标志了一个时代的开始，为破译密码和计算武器弹道立下大功，它每秒钟可以进行5000次运算。比起在电子计算机问世之前的机械式计算机或是机电式计算机要快了上万倍。尽管在50年后的今天，这样的计算能力还不如在掌上使用的每台售价仅几十元的计算器，但是50年前发明的它确确实实是人类伟大的发明之一。它的能力使许多研制它的科学家都很惊奇，至于日后计算机会有如此的巨大发展，是当年的科学家们始料未及的。

要明白“埃妮娅卡”的神奇能力，得从它的基本元器件电子管说起。20世纪初，一位名为德·福列斯特的青年发明家在家里烧制各种各样形状的玻璃管，把它们抽成真空，装上金属线做电极，做各种实验。这位青年人宣布，用他的发明可以把声音传递到大西洋彼岸。这在当时，简直是在说梦话。加上这位青年人穷困潦倒，甚至衣衫褴褛，所以，当时美国纽约联邦法院竟审理了他，指控他诈骗和私办通信。这种被糊涂的法官说成是没有任何价值的“玻璃管”，其实就是世界上最早的电子管，是20世纪最伟大的发明之一，它的开关速度比继电器快了1万倍。1919年，爱克尔斯和乔丹把一对电子三极管连起来制成了第一个电子触发器，这就是电子计算机所需要的最基本的电子线路。电子触发器的研制成功推动了电子线路的理论和应用的蓬勃发展。“埃妮娅卡”问世后引起了全世界的极大关注。虽然有一个灵秀的名字。但这个小婴儿体态臃肿，由18000只拳头大小的电子管组成，重达30万吨，占地200余平万米，且“饭量”惊人。只启动一小会，却“吃掉”了上百度电。更麻烦的是，小婴儿太娇贵了。电子管坏了少数几个就全身瘫痪，检修起来非常麻烦。战后多家研究所和大学沿着“埃妮娅卡”工作组的思路不断前进，他们脑子里想的，无非是如何让体积更小、功能更强、性能更稳。办法只有一个——用更轻巧有效的元器件来取代电子管。

1947年，这种梦想中的元器件终于被发明出来了——晶体管。发明人是美国贝尔实验室的研究员威廉·肖克利等。晶体管是一种很简单的半导体器件，由一块很小的固体材料和三个细细的电极线构成，它与电子管一样，能将电子信号放大，不过所需的电流以及产生的热量和自身的体积都远小于电子管。这项发明使计算机的体积与造价都减少了上万倍，将计算机从锁在装有空调器的实验室内的神秘、昂贵、易出错的机器改变为一种价格低廉、性能更可靠、使用日益广泛的工具。威廉·肖克利的这项发明通常被认为是开拓固体电子学时代的关键器件。为此，他和研究伙伴巴丁、布拉顿共同荣获了1956年度诺贝尔物理奖。

随着晶体管应用的日益广泛，特别是制造工艺的发展，科学家们不由得想到：为什么不把组成电路的元器件和连线都像制造晶体管那样，集中在一块硅片上来实现电路的微型化呢？经过近十年的努力，这个天才想法才得以实现。1958年，大规模集成电路、超大规模集成电路相继问世，性能更强成本更低。这无疑引起了计算机技术的巨大变革。计算机的心脏——中央处理器和其他电路的高度集成化，使计算机小型化、微型化成为现实。“埃妮娅卡”房间大小的内部系统，采用集成电路后。就变得像一张扑克牌那么小。晶体管和集成电路，“都是微电子技术发展的结果，和传统电子技术相比，微电子技术立足于电子设备和系统的微型化。这是一门从60年代以来新兴的技术学科，它兼有精妙的理论和诱人的实用前景，研究起来极具挑战性。大批优秀的年轻人加入到这一领域，许多商家也被这一领域内不可估量的市场前景所吸引，将巨资投入到这一领域。两者的结合实现了几十年来微电子技术的飞速发展。”

微电子技术的发展，使计算机真正成为人类历史的传奇。随着计算机处理能力的加强和工业造价的一再下降，电脑这“昔时王谢堂前燕”，如今也“飞入寻常百姓家”，个人电脑出现了，功能也开始摆脱单一的数值计算。在办公、教育、娱乐等多方面表现出威力。

今天，微电子技术几乎影响了所有的电子产品，而不仅仅是电脑。我们日常生活中的电视机、电话机、微波炉、音响、电子玩具、游戏机等，里面都有集成电路和微处理芯片。就电视机而言，一小块集成电路就取代了传统的由大量分立元件组成的功能电路，成本大大下降，功能却大大增强，因为微电子数字调谐技术，使电视机可以对多达100个频道任选，且提高了图像和声音的保真度。

由于微电子技术的迅速发展，以计算机技术为核心的现代信息技术群逐步形成，使工业生产与管理、通信邮电、教育、医疗等等方面都产生了变革，成为既代表国家现代化水平，又与人民生活息息相关的一项高新技术。

最聪明的孩子

一谈到计算机很多人就想到了袖珍计算器，计算器是用来进行数值计算的，你可以用它来算账，进行数值的加减乘除。而计算机的用途则要广泛得多，它不仅可以用来进行数值计算，还可以用来进行事务管理、文字处理、图像处理，自动控制、数据处理等。所以要用信息加工或信息处理的概念去了解计算机，科学计算仅是计算机广阔应用领域的一个方面。

刚接触计算机的人，往往被它的种种神奇功能所折服。它能够在浩瀚的太空中，使航天飞机准确地捕捉住卫星；它能够在浩如烟海的资料中迅速查到所需的数据；能够对不测的风云及时作出预报；能够面对错综复杂的市场作出正确决策；不仅能对科学、技术课题进行复杂精确的计算，还能对企业的生产、经营进行全面细致的管理；不仅能够绘画、作曲，还能同世界棋王对奕。总之，它几乎无所不能，它使人类长期的梦想一件件变为现实。

然而，对如此神通广大的东西细加剖析，可以看到计算机又是异常平凡，甚至可以说是最“笨”的东西。因为它无论如何神机妙算，无论能进行多么复杂的计算和推理，归根结底都必须变换成“0”和“1”这两个数值的运算。就是说，计算机用的是二进制运算。

而且对“0”和“1”这两个数值，也还只能做“加法”和“移位”这两种运算。因此，可以说计算机是够“笨”的了。然而这么笨的家伙，怎么就变得那么了不起呢？关键在于它的运算速度比人要快千万倍、甚至几百亿倍。

譬如，一个孩子聪明伶俐，告诉他求25+76，他花0.1秒钟时间便能心算得出结果是101。另一个孩子笨头笨脑不会心算，只会数豆子。告诉他求25+76，他要先数25个豆子，再数76个豆子，然后把它们放在一起，再从头数起，才知道答案是101。这样，他总共要数202次豆子才能得出答案。但是，假如他数得非常快，每秒钟能数2万次豆子，因此他只要0.01秒，便能得出正确答案。所以，从客观效果看，后一个孩子反而比前一个孩子聪明。

在这里，“快”可以一俊遮百丑，“快”是使笨人反而显得聪明的奥秘。只要能够灵活、娴熟地运用最基本的简单动作，便能演出一场场精彩的好戏；只要快到一定程度就能使笨变得聪明。

计算机，顾名思义就是用于计算的机器。自从出现了人类社会以来，人们就一直在提高自身征服自然、改造自然的能力，不断地创造和发明工具。一般的工具将人类从繁重的体力劳动中解放出来，而计算机则是把人们从复杂的脑力劳动中解脱出来，计算机可代替人脑进行繁杂的脑力劳动，因此，计算机又俗称“电脑”。

把电子计算机叫电脑，是因为电子计算机有许多功能，如记忆、计算、识别功能，这和人的大脑很相像。人的大脑大约有150亿个脑神经细胞，相当于银河系中恒星的总数。它们时刻产生着千变万化的电信息、化学信息。大脑的信息贮存量比最大刑的计算机多100万倍。大脑的思考能力、判断力、逻辑推理能力、想像力，都是计算机无法比的。

目前我们接触最多的是微型计算机。微型计算机由微处理器、存储器、输人输出设备等构成微处理器也叫中央处理器，就是我们常说的CPU。存储器，包括内存储器和外存储器。内存储器又叫内存，外存储器通常指磁盘，包括软盘和硬盘。输人输出设备有监视器、键盘、鼠标、打印机等。

当前，计算机已广泛运用于社会各个领域，引起了社会的重大变革。各行各业使用计算机，计算机极大地提高了工作效率，并成为人类进入信息时代，步人信息社会起牵引作用的核心技术之核心，其经济和社会地位都不可动摇。

60年代初期，当第一部高能且具一般使用功能的电脑开发成功时，科学家们不再讨论电脑的操作守则，转而讨论电脑语言。将电脑语言比喻为一种“语言”是完全正确的，因为电脑“语言”有特定的语法、叙述方式、执行动作与问问题的方式。

最早的电脑语言是机器语言，因为它是依照机器运作的方式来形成架构，运作过程中的每一个步骤都仔细地编成机械码，简单来说，“A与B相加结果为C”，可能被编写为“取得输入值A，移至记录1；取得输入值B，移入记录2；将记录1与记录2相加，存储于记录3，取出记录3并打印为值C”。较新的机械语言并非自新的硬件发展出来，而是来自于新的组织思维与表达方式，由于数学逻辑是构成许多电脑语言的模式，数学家们对这方面一直拥有独到的洞察力，至今亦然。电脑语言的下一波演进，便是易于使用，人们只要用简易的英语即可撰写程序，之后再由一种称为解读器的程序解读指令，并将其译成机器语言。机器语言至今仍被普遍使用，不过电脑用户并不易见到，因其仅供电脑本身读取。

尽管如此，电脑程序设计仍旧不是一件容易的事，因此电脑语言与释义的终极目标，便是自然语言的程序设计，如此一来，操作者仅需与电脑交谈，而其所下的指令便会自动转译为电脑所能了解的版本。

生了病怎么办？

人感染了病毒要生病，可是你知道吗？电脑感染上了病毒也会生病的。由于电脑总是忠实地执行人们编制的程序，如果有人故意编制程序，让电脑犯错误，它当然要“生病”了。这种故意使电脑犯错误的程序，就被称作“电脑病毒”。计算机一旦患病，就会使一大片网络内的计算机瘫痪。

1975年，美国科普作家约翰·布鲁勒尔写了一本名为《震荡波骑士》的小说，书中第一次描写了信息社会中将计算机作为争议和邪恶双方斗争的工具的故事，引起了人们的广泛兴趣，成为当年的畅销书之一。两年后，美国的另一位科普作家托马斯·雷恩又推出了一本轰动一时的《PI的青春》。在书中作者构思了一种神秘的能够自我复制、利用信息通道传播的计算机程序，并称之为计算机病毒。这些计算机病毒漂泊于电脑之内，游荡于硅片之间，控制了7000多台电脑的操作系统，引起了混乱和不安。

然而，这些幻想在不到十年的时间内就成为现实，并引起了大规模的泛滥。

当前出现的计算机病毒有好多种。比如一种叫“苹果病毒”的它在汉字系统中每半小进在屏幕上出现“我要吃苹果”，若输入“苹果请”3个字，一切恢复正常；一种叫“两只老虎”的病毒，

电子计算机

一种叫“巴基斯坦病毒”，也是由恶作剧造成的。1986年巴基斯坦的一对兄弟巴西特和阿姆杰德编了一个计算机程序。他们的目的只是为了娱乐，编完后随便把它拷贝送给了一个朋友。当时他们正经营一个出售电子计算机的商店，对社会上互相交换软盘很感兴趣，想从中做点小游戏。他们在病毒程序上写下自己真实的姓名和地址。可谁想到，这久这个病毒传入美国，广泛蔓眨，随后澳大利亚、新西兰、英国、法国、荷兰、香港和台湾也发现了“巴基斯坦病毒”。

有的人制造计算机病毒却有其险恶用心。1989年12月，肯尼亚一些大公司、银行、国家机关的计算机系统相继感染上病毒。经调查发现这是一家叫“西布格”公司制造的软盘造成的。西布格公司免费向世界许多地方寄送了近万片磁盘，磁盘上标有“爱滋病信息磁盘”字样。附信说，这磁盘程序是专为爱滋病防护者和医务人员编制的，但警告使用者：凡使用本磁盘，先要向西布格公司支付378美元。否则，违约者的计算机系统将遭到破坏。肯尼亚一些部门使用了此种磁盘，损失惨重。

计算机病毒也曾侵入我国。1988年底在我国统计部门就发现了“小球计算机病毒”。遭到这种病毒侵袭的计算机在运行时，屏幕上会出现滚动的小球，影响屏幕显示，使用效率降低。1989年大连市统计局的计算机全部染上“小球病毒”，当时正在编制1988年统计年度报表，计算机中心下发的拷贝全部带病毒，致使下级单位的计算机都感染上此病毒。据统计当时全国有3000台电子计算机感染上了计算机病毒，“小球病毒”严重干扰了国家统计工作的顺利进行。

1989年夏，在北戴河专门召开了“全国统计系统计算机病毒研讨会”，向各省、市统计局介绍了防治病毒的方法，提供了消除小球病毒的方法。随后公安部又编制了检测和杀死一般病毒的程序，对抑制病毒的传播起了一定作用。

但是，病毒很难消灭干净。时隔不久，“小球病毒”又在许多计算机上出现。中国有色金属总公司所属的昆明、天津、成都、湖南公公司也遭受“小球病毒”入侵。到1989年底，我国已有5万台计算机感染上了“小球病毒”。

计算机的应用越来越普及，计算机病毒的滋扰也越来越司空见惯。计算机操作员会眼睁睁地瞅着屏幕上的信息有如秋风扫落叶般地消失，字母从词中“掉”下，堆成了一撮，不一会儿，屏幕上的东西已经无法辨认了。这正是计算机病毒在作祟。

计算机“病毒”不同于一般的病毒，它不是一个生物体，不会把疾病传染给人类，只能在计算机之间传染。它是不怀好意的人故意编制的一小段巧妙而能扩散的程序。

计算机自己是不会工作的，只有当人们把事先编好了的程序“装”进计算机以后，它才能工作。程序让它干什么，它就干什么。如果有一小段“病毒”程序悄悄地混入了一个很大的正常程序里，那么计算机就不能正常工作了。这就叫计算机染上了“病毒”。不同的“病毒”程序，危害程度不同，轻者使原有程序不能发挥作用，重者则销毁计算机中储存的所有资料信息。前者叫做“良性”病毒，后者叫做“恶性”病毒。在“良性”病毒中有许多是属于开玩笑性质的。比如使你的计算机突然发出一阵怪叫声，吓你一跳；或者使计算机荧光屏上出现“不要慌”、“跳舞吧”之类的废话；或者只是使你的计算机出现暂时性故障，过一会儿就恢复正赏了。

1987年5月，美国罗德岛《普罗威斯顿日报》编辑部发现存储在计算机中的文件变成了如下字符串：“欢迎进入土牢，请小心病毒，如需要疫苗，请与我们联系。×××与×××敬上，帕金斯坦尼电脑公司”。当专家进一步追查时，发现这个病毒程序早已广泛传播，遍布于该报社计算机网络系统的各个结点。事后了解获悉，该程序是帕金斯公司防止非法复制的自卫性病毒。

1987年12月，IBM公司接到了一份电子邮件，内容是祝贺圣诞的，但其中含有能够自我复制的计算机病毒，每当用户显示其内容时，它就以链式反应的方式自我复制到用户的目录下，最后导致网络拥挤，部分停机。

1988年3月2日，早已潜伏并广泛散布于苹果机的计算机病毒发作。这天受感染的苹果机停止工作，只是在显示器上出现了“向所有苹果电脑的使用者宣布世界和平的信息”的字样，以此来庆贺苹果机的生日。

1989年11月13日，星期五，一个被称作“黑色星期五”的恶性计算机病毒在长期潜伏、广泛传播后，在全世界数十万台运行DOS的微机上发作。这天每运行一个文件，则被删除一个，许多微机用户被迫停机，在全世界造成了难以估计的损失。

现在究竟有多少病毒，由于病毒涉及的范围广，品种繁多，又存在同毒异名现象，因而无法做出确切的估计。有人初步估计，1995年初，世界的计算机病毒数已达10000多种。并且自1987年发现首例病毒后，病毒的发展呈加速度的趋势。

随着国外软件的引进和计算机技术在我国的普及，计算机病毒已在我国出现和蔓延，计算机病毒的泛滥和危害同样令人惊骇，几乎无一行业系统能幸免，严重威胁着我国信息系统的安全。虽然病毒主要来自境外，但国产病毒也相继出现，例如“中国病毒一号”、“中国炸弹”等。

尽管在计算机安全方面人们尽了很大的努力，采取软硬多种预防措施，并取得了一定的成效。但计算机病毒在今后较长的一段时间内仍然是威胁计算机安全的最大敌人。“恶性”病毒所带来的危害往往是难以估量的。无怪乎美国的一些防卫专家惊呼，军用计算机一旦被病毒扰乱，就有可能导致爆发一场核大战。因为用来控制导弹的计算机系统所储存的资料信息一旦被毁，那么核导弹就会失去控制，其后果不堪设想！

究竟谁是制造计算机病毒的罪魁？众说纷坛，莫衷一是。有人说始作俑者是巴基斯坦一对自学成才的计算机工程师兄弟，是他们制作的病毒被引入美国之后，引起争相模仿。也有入说，有两种病毒是从德国“出口”到美国的，起初在美国的一些大学校园内流传，后来由学生传到了美国各地。还有人说，计算机病毒实际上最初是由美国的一些计算机“神童”想出来的。这些孩子们从小喜欢摆弄计算机，最初只是编出一些恶作剧的程序来整一整自己的朋友，开个玩笑，借以开心。久而久之，这种“玩笑”越开越大，居然把病毒程序暗藏在软盘中。在与不知情的使用者交换软盘的过程中，就把病毒传播开了。这种恶作剧很快引起人们争相仿效，导致计算机病毒泛滥成灾。

多数的病毒程序都有一定的“发病潜伏期”，有的病毒编制者有意把它当成“定时炸弹”。比如国外有一种“特洛伊程序”，它与计算机内的时钟相连，会在某日某时发作。有的程序编制者因不相信雇主会及时付给报酬，就故意在程序中设置“定时炸弹”。一旦他的劳动报酬不能及时兑现，“定时炸弹”就会爆炸开来，而且相互传染，非常迅速。

目前世界上已知的计算机病毒已达数千种之多，并且还在不断增加。对计算机病毒的肆虐，人们已经找到了一些防范的办法。目前采用的防范措施不外乎以下几个方面：

一是计算机用户应提高警惕。尽量使用原装软件而不用复制的软件。不要与别人交换软件，也不要让外人在自己的计算机上用他自带的软盘进行操作。对于配备有计算机系统的公司、商号来说，不能轻易让外人接触本公司、商号的计算机。

二是加强法制。例如，1988年9月，美国得克萨斯州一家贸易公司的计算机系统突然丧失记忆，资料库中的全部资料信息都消失掉了，公司的16.8万个销售委托书毁于一旦，给公司带来难以估量的损失。后经查实，是该公司的一名被裁减的职员由于心怀不满，于离职之前在公司计算机系统内“埋设”了一种病毒，并连通一个定时装置，直到他离职之后一段时间病毒才发作。结果得克萨斯州法院判决那位职员赔偿该公司损失1.2万美元，同时对他处以10年监禁。法律无情，能对病毒散布者起到一定的镇慑和遏制作用。现在，美国已有48个州通过了禁止故意破坏计算机的法律。

三是使用“计算机疫苗”。它的基本原理是：在病毒最易藏匿的某些计算机软件控制部位设下保护性程序。当有来历不明的信号企图通过这些部位时，“疫苗”便会出来加以阻挡，同时发出警告信号，以提请计算机用户注意。

四是清除病毒。计算机一旦受到病毒侵害，可以运用一种特殊的“审查程序”来找出病毒之所在，然后加以清除。最简便的清除方法就是把计算机关掉，以清除所有资料信息，然后再重新建立资料信息库。但要注意，在重新建立资料信息库时一定要使用原厂出品的新软盘，并且在新软盘使用之前要先扫描一遍，看其中是否藏有来历不明的信号。

电子计算机怎样会被病毒感染呢？

一条途径是软盘的复制。存有计算机程序的磁性软盘可以像录音带一样相互复制，交换使用。

另一条途径是随着计算机网络的建立而传播开的。由通信线路将分散的计算机连接起来，构成网络系统。这样可以提高计算机的使用范围和利用率。这样做的同时，也为病毒的散布提供了可乘之机，许多病毒就是通过电话线传播的。

计算机病毒于1989年传入我国，由于人们对此不够重视而四处蔓延，在我国许多计算机房中都可以找到国外最新的计算机病毒。科学家把计算机病毒称作“电子计算机的爱滋病”。电子计算机

电子计算机是一种能自动、高速、正确地完成数值计算、数据处理、实时控制等功能的电子设备。一般来说，电子计算机可分为电子数字计算机、电子模拟计算机两大类。电子数字计算机是一种以数字形式的量值在机器内部进行运算的计算机，它处理和产生的是脉冲信号；电子模拟计算机是一种用连续变化的物理量表示被运算变量，并用电子电路构成基本运算部件的模拟计算装置，它处理和产生的是连续信号。目前大量应用的是电子数字计算机。我们习惯上说的和我们下边要说的计算机都是指电子数字计算机。

计算机按其规模还可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等多种类型。这里所说的规模不是指计算机的设备多少或体积大小，而是指计算机的运算速度、字长、主存储器容量等几个主要性能指标。按其使用的主要元器件来划分，计算机的发展大致经历了四个阶级。即：第一代，以电子管为主要元件的电子管计算机；第二代，以晶体管为主要元件的晶体管计算机；第三代，计算机使用了集成电路；第四代，计算机使用的是大规模和超大规模集成电路。现在，计算机已进入了在技术上：概念上和功能上都不同于前四代计算机的第五代计算机的发展阶段。总之，随着计算机技术的发展，计算机的体积是越来越小，容量越来越大，功能越来越强，使用和维护越来越方便。

——台能被人们很好应用的计算机，应该是由硬件、软件和外部设备组成的计算机系统。其中，硬件是实现各种功能的物质基础，例如主机、外存储器、显示器、键盘或终端机、打印机等等。软件是指人们为了让计算机实现各种管理、计算等功能而编制的各种各样的程序。软件大致可以分为两类。一是系统软件。计算机制造公司在生产出一套计算机硬设备的同时，必须给它配上一整套系统软件，否则，一台没有软件的裸机，用户是无法使用的。系统软件承担管理计算机系统资源、给应用软件的开发提供手段与环境等任务。另一类是应用软件。包括计算机制造公司和软件开发公司为用户提供的各种通用软件包、用户自己开发的各种应用程序等等。

打一个通俗的比喻：计算机主机好比我们的大脑，软件就像我们的思想和思想方法，而显示器、键盘、打印机便是我们的眼睛、嘴和手，是人与计算机交流的窗口。一般来说，具有相同硬设备的不同计算机系统，其功能的强弱主要取决于软件功能的强弱。就像同样健康的两个人，谁的思想敏锐、学识渊博，谁的能力就强。

电脑，作为电子计算机的另一名称，已广为人知。

为什么会把电子计算机称为电脑呢？这是因为电子计算机作为信息处理的工具，已经部分代替了人类大脑的功能。特别是20世纪70年代后，微处理机的出现，使电子计算机的应用越来越广泛。它不仅在传统的科学计算领域发挥越来越大的作用，而且在其他领域的应用也是大有作为的。它的足迹几乎涉及人类生活的各个领域，它能帮助人们处理办公室事务，帮助各级领导制定实施正确的决策，帮助各行各业的专家工作。许多需要人类大脑思维的工作；都可以用计算机代替。

辅助决策系统可以帮助各级领导者，实施正确的决策，使企业或地区的经济效益明显提高。另一方面各种专家智能系统，可以代替有经验的专家进行工作。如北京市中医院著名的关幼波教授的肝病治疗技术给病人治病，只需一名具有中医基础知识的一般工作人员操作，即可为病人诊治。只需十几秒钟，就可完成对病人的医疗服务，治疗痊愈率很高。又如，现已广泛应用的电子计算机X光断层扫描诊断仪（CT），它利用计算机的精确计算，以X光作为眼睛，诊断人体各部位的疾病，可以发现直径在10mm左右异物，为人们方便地检查出疾病。

电子计算机下棋，已经在世界上广泛应用，计算机棋手不仅可以下棋，棋艺还很高明呢，它已经击败了许多国际象棋的特级大师。

在体育上，用计算机辅助教练员对运动员进行训练。找出运动员技术、身体素质的不足，提出训练方法，提高运动员的能力。还可以利用计算机分析对方的技术、战术特点，相应的制定我方的战术，从而赢得赛场上的胜利。20世纪80年代，美国女排曾利用计算机训练其队员，战胜了世界冠军中国队。后来中国队又用计算机帮助分析美国队的情况，制定了相应的战术，战胜了美国队。

在人类生活的各方面都可以找到计算机辅助人脑工作的事例，从而可以看出，它已能够代替人脑的部分劳动。称其为电脑是名副其实的。

谁最先发明了电子计算机

今天的社会已进入了信息社会，作为信息处理工具的电子计算机已经家喻户晓，应用到日常生活的各个领域。那么电子计算机是谁发明的呢？

第1台电子计算机是1946年由美国宾夕法尼来亚大学两位年轻的工程师埃克特（Eckert）和莫克莱（Mauchley）制造的。这台计算机叫ENIAC（电子数字积分计算机），它采用了18000个电子管，70000个电阻，6000个开关，重30吨，占地140平方米，每秒可运行5000次加法计算。但埃克特和莫克莱只是制造了第一台电子计算机。而最早研制自动化计算工具的是英国人查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage，1791～1871）。他19岁就学于剑桥大学，他是运筹学和企业科学处理的创始人，英国皇家学会会员。但巴贝奇毕生的精力都用于研制计算机。31岁时研制的机械式的加法机，能够自动完成整个计算过程。后来他又设想搞一台大型自动工作的分析机，包括五部分：输人命令的穿孔卡，控制运算自动进行的控制装置，称为工场：的运算装置和称为“仓库”的存储装置以及自动输出结果的打印装置。与今天的计算机何其相似。但由于当时的技术水平和工艺水平所限，终未能完成。巴贝奇死后73年（1944年）美国哈佛大学的艾肯（Aiken）在IBM公司的支持下，研制了一台自动程序控制的数字计算机MKl号，完全是按照巴贝奇的设想制作的。但艾肯比巴贝奇幸运，他使用了继电器，但这仍不是电子计算机，只是机电式的。两年后，埃克特和莫克莱用电子管制造出了真正的电子计算机。现在，计算机已成为不可缺少的信息处理工具。

电脑的成长

童年时代

在人们致力于发展电子计算机的同时，电子技术也在迅速地发展。1904年，英国工程师约翰·安布罗斯·弗莱明研制成功了二极管。为了进一步增加阴极电子发射能力，1906年，美国的德福雷斯特在二极管的两个电极加了一栅状的金属网，做成了第一只电子三极管。它比继电器开关速度快1万倍。1919年，爱克尔斯和约尔丹把一对三极管连接起来，制成了一个电子管触发器，出现了脉冲电路技术，使电子技术的发展和应用更加迅速而广泛。到20世纪40年代初，设计和制造电子计算机的主要技术条件已经成熟。

军事上的迫切需要是加速计算机研制的巨大推动力。1942年，美国宾夕法尼亚大学莫尔学院电子系与美国陆军设在附近的阿贝丁弹道研究试验室合作，负责为陆军计算火力表。这项任务紧迫而又困难，每张表都要计算几百条弹道，而一个熟练的计算员用台式计算机计算一条飞行时间为60秒的弹道要花20小时，用大型的微分分析仪也需要15分钟。这与当时的战争需要极不相称。从战争一开始，阿贝了试验室就不断地对微分分析仪作技术上的改造以满足战争的紧迫需要。要解决这一严峻问题，就必须研制新的高速计算工具。

当莫奇利提出了一份题为《高速电子计算装置》的报告后，立即受到了协作组军方代表戈德斯泰因的高度重视，并在1943年4月9日的方案讨论会上取得了陆军的支持。当时估计，大约需要1.7万个电子管，7万个电阻，1万个电容，经费15万美元，这确实是一项巨大的风险计划。这台被命名为“电子数值积分计算机”，简称ENIAC的第一台高速计算机，于1943年6月开始试制。

承担研制工作的莫尔小组包括戈德斯泰因、莫奇利及24岁的工程师艾克特等人。整个研制过程曲折而又艰辛，但他们齐心协力，克服了重重困难。1945年底，这台标志人类计算工具历史性变革的巨型机宣告竣工。该机共用了18000多个电子管，重达30多吨，运算速度为每秒5000次，用它进行弹道计算，速度比人工计算提高了数千倍。电子计算机的初露头角就显示了巨大的威力。

埃妮娅卡的计算机历史上开创了一个新的纪元。它采用电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存贮信息，为高速计算机的研制展示了一个广阔的天地，使电子计算机真正进入了现代发展的新时期。自此，人们倾注了巨大的热情来研究和发展这一崭新的计算工具。

埃妮娅卡的诞生也存在许多缺点。首先，它是个庞然大物，重30多吨，占地面积16.7平方米，耗电高达150千瓦。其次，它的存贮容量很小，由于计算结果无处可存。只能穿在卡片上再次输入，这就使得电子计算机的快速特点无法发挥（输入卡片是机械操作）。第三，埃妮娅卡也没有真正的控制器（它的程序是外插型的），每算一题，须事先把大量的运算部件像积木一样重新插接，组成新的解题布局，这样，为了进行几分钟的数学计算，准备工作要几小时甚至一两天的时间，这种情况犹如慢牛配快马，极不适应。

从历史上看，计算机作为科学计算用的机器而诞生的，当时软件很简单，用户又是专家，因而如何降低造价便成了主要矛盾，早期的计算机设计人员便以降低造价为宗旨，追求计算机硬件设计的简洁性，而把大量的功能扩展工作留给了软件，几十年过去了，计算机的硬件结构几乎未变，但是软件却由几百条指令发展到几万条、几十万条指令，使得软件设计、检查、维护、修改都十分困难，成为计算机设计的主要矛盾。

50年代后期，随着晶体管制造工艺逐步成熟及其实用化和大批量的生产，为计算机过渡到第二代准备了条件。同时，美籍华人王安提出了利用磁性材料进行存贮的原理，麻省理工学院的德福雷斯特提出了用圆环小磁芯存贮数据的观点，并于1956年制成了磁芯存贮器。这样，第二代计算机的制造指日可待。

最初的第二代计算机采用的是分立的晶体管器件，由于成本价格等因素，当时制成的只是供军用的小型机。1958年以后，美国才开始生产第一批非军用的通用晶体管计算机。

1958年4月，IBM公司经过认真细致的反复比较，最终决定生产晶体管计算机，以取代电子管计算机。同年11月，美国费尔克公司生产的大型通用晶体管计算机，其性能远远超过了以往的电子计算机。此后，原联邦德国、法国、意大利、前苏联，也都先后开始批量生产晶体管计算机。这样，计算机开始大踏步进入了第二代。

随着集成电路的问世，计算机的研究也进入了新的发展时期。1961年，得克萨斯仪器公司与美国空军共同研制成功第一批试验性的装载在飞机或导弹上的集成电路计算机。1962年，美国出现了许多集成电路机载火箭用计算机。1964年4月7日，IBM公司宣布研制成功360系列计算机，该系统机成为第三代计算机的代表。随后，原联邦德国、英国、前苏联、日本等相继研制了自己的计算机。我国从1971年起开始生产集成电路计算机。

第三代计算机的发展重点是小型机。集成电路的应用，使计算机体积减小，功能增强，体积、重量和功能之间的矛盾得以缓解。第三代计算机的重要标志是集成电路。集成电路使计算机的可靠性、体积、速度、功能、成本等方面有了大幅度的改善。第三代计算机的运算速度和内存容量比第二代计算机提高了一个多数量级，价格性能比大幅度下降，通用性提高，软件支持成倍增加，有力地推动了计算机的普及。

少年时代

第四代计算机是主要的机型就是微型计算机，也称为微型电脑、微电脑。微型计算机被广泛应用于军事、科研、生产、生活等各个领域。微型计算机是一种通用的器件，放在哪儿，就可以在哪儿起作用。它具有计算机、储存、分析等多种功能，从飞机、导弹、卫星、家用电器、自控机床到电子游戏机都可见到微型计算机的身影。

在美国西海岸加利福尼亚的旧金山以南的克拉拉有一个狭长的山谷。以前是一片果园，如今成了世界四大微电子基地之一，文明世界的“硅谷”。

随着半导体集成技术和工艺的快速发展和大规模集成电路的制造成功，美国开始制造大规模集成电路计算机。1967年，美国无线电有线公司制成了军用试验型的大规模集成电路计算机LIMAC。1969年，自动化公司制成了大规模集成电路计算机D一200。军用大规模集成电路试验机的成功，为制造民用大规模集成电路机积累了经验。ILLIAC—IV计算机，是世界上第一台全面使用大规模集成的计算机，它的制造成功标志着第四代计算机的开始。

青年时代

具有远见卓识的日本通商产业省提出了研制用于90年代的新型计算机——第五代计算机的目标。与前四代相比，这代计算机无论在设计思想、体系结构、应用领域等各个方面都将产生革命性的变化。

这项计划是早在1978年就由日本通产省提出的。基于计算机产业的发展趋势和为了在信息产业战胜美国，日本决定在新一代机上下功夫，以期在90年研制成功“以知识信息处理”为主体的第五代计算机，成为日本经济、工业、学术文化、教育、日常生活等社会活动的重要工具。

1981年10月，在东京正式召开了第五代计算机的国际学术会议，并把他们的设想公布于众。接着，置国外计算机界的各种疑虑和批评于不顾，在1982年4月正式成立了新一代计算机研究所，全国各大公司和试验室精选出来的40多位年轻计算机专家聚集在一起，投资总数达9亿美元。

新一代计算机的功能将以计算为主过渡到以推理、联想和学习为主；处理的对象将以数据为中心过渡到以知识为中心；它的工作方式将以迁就机器的限定式过渡到迁就用户的自然方式，包括应用自然语言、图像、声音等各种手段与机器打交道。新一代的计算机完全可以称为知识信息处理系统。

就在日本五代机计划提出之时，超大规模集成电路技术日趋成熟。在软件方面，从70年代初人工智能技术逐步实用化后，其中的推理与知识库技术，向人们展示了计算机处理符号、处理知识的可能性。

这样，新型计算机的软件、硬件技术基础已基本具备，日本人正是抓住了这个机会，不失时机地决定让第五代计算机发挥出超大规模集成电路的技术特点，利用人工智能技术处理符号、处理知识，使第五代计算机成为知识信息处理系统。

1984年11月，第二届五代机大会在日本召开了，新一代计算机研究所的研究人员在会上详细地介绍了他们第一阶段取得的成果。日本第五代机初期的研究成果是惊人的，它也进一步证明了第五代机的计划是明智的，代表着计算机发展的必然趋势。

日本第五代机的初步成功给世界以猛烈的一击，世界各国纷纷行动起来，并展开了第五代机的激烈竞争。后来居上的美国

日本的第五代机一上马，立刻引起了美国有关方面的高度重视。面对这次挑战，美国人并没有等闲视之，而是和日本展开了激烈的竞争。美国的目的很明确：遏制日本在超级计算机领域的发展势头。

虽然美国计算机界表面上并不承认日本的威胁，但在行动上却没敢怠慢。与日本不同的是，美国不只是一个计划，而是好几个计划同步进行。美国国防部计划研制能看、听、说和思维的计算机，在6年内投资6亿美元。1983年，在政府的支持下，13家高技术公司集中了他们最优秀的科研人员在得克萨斯创办了“微电子技术和计算机技术研究中心”。在软件工程方面，国防部提出了STARS计划，其重点在于开发高质量的软件开发支持环境。不甘寂寞的英国

英国有着十分坚实的科学研究基础。在计算机的历史上，年轻的数学家图灵曾在理论上为计算机的发展奠定了基础，世界上最具权威的计算机科学奖就是以他的名字命名的。在人工智能方面，也有十分雄厚的理论基础。但由于种种原因，英国计算机的发展稍有些落后，特别是新一代计算机方面起步较晚。

在新的挑战面前，英国急起直追。英国政府组织了一个专门委员会研究第五代计算机，并计划在以后的5年时间内，拨出2.5亿英镑发展第五代计算机。西欧：群策群力

不论是在现代物理学还是在其它科学方面，西欧各国的合作研究都显示出了强大的联合优势。这个极具凝聚力的团体在新一代计算机研究方面也决心与美日争雄。1985年7月17日，巴黎会议宣布尤里卡计划正式诞生。在这项旨在大力发展高技术的尤里卡计划中，第五代计算机的发展是重点之一。

计划中，欧共体准备研究速度为每秒300亿次浮点运算，存储容量为64位10亿字节的大型向量计算机；速度为每秒100亿次浮点运算的高速并行计算机；研制新式的巨型磁盘和多处理机系统；建立软件工程研究中心，开发多语言的电子文件信息系统；重视人工智能研究，研制专家系统开发工具；在半导体电子技术和微处理技术方面有所突破。前苏联：不甘落后

就在尤里卡计划提出的几天之后，在莫斯科的国家首脑会议上，前苏联通过“东方尤里卡”计划——“经互会到2000年科技发展综合纲要”。其中也包括了新一代计算机的研制计划：如研制每秒100亿次的大型机、先进的工业机器人、微电子技术等。

与此同时，世界其它国家也纷纷行动起来，向新一代计算机进军。我国领导人也十分重视新一代计算机和人工智能的开发，力争跟上世界先讲水平。五代机，美国独占鳌头

在日本，通产省带头进行了第五代机研制后，的确取得了不小的成绩。但对于日本来说，“第五代”的确是个极困难的课题。它不仅包括了成百上千个硬件的复杂组合，而且还有软件难题。“同步处理”问题尤其使日本计算机专家为难，这对于计算机历史并不十分悠久、计算机理论基础不如美、西欧雄厚的日本计算机界来说，是不难理解的。而具有雄厚实力的美国，成功地解决了这些技术难题，并跃到日本之前。

1989年，英特尔公司研制成了一种新型的个人计算机芯片80486，集成度从30万个一跃超过了100万个晶体管。80486能极大地加快计算机的运算速度。一块80486芯片能完成以前的三种芯片，这样就减少了三块芯片之间联系所需要的时间，从而极大地提高了运算速度。

1989年，美国超级计算机也有了创新，克雷-1型超级计算机研制成功，它运用单个高速处理器达到了令人惊奇的计算能力。

在新一代机的研制成本上也有大幅度下降。超级计算机通常高达200万-1000万美元。美国思维机器公司开发了CM一ZA的新型超级计算机，它有4000个处理器，每秒能处理1.5亿条指令，价格降到50万美元，从而具有极强的竞争力和吸引力。

“五代机”与“人工智能”

第五代电子计算机，实际上就是人工智能机器。

计算机实现“人工智能”化，就是使它具有人的某些智能，如理解能力、适应能力和思维能力等。这就要求计算机具有高速运算处理的能力，通过视觉、听觉、触觉和嗅觉等传感器接受各种信号，利用合理的程序进行判断、推理，并及时作出正确的反应。它的“表现”就像人一样，所以叫做“人工智能”。例如：

下棋是一种高级的智力活动。如果把各位“大师”的下棋经验输入计算机，那么，计算机就可以与人对垒，并且战胜棋手。

利用计算机进行逻辑推理，证明大量的数学定理，也是人工智能的表现。

利用计算机把一种文字翻译成另一种文字，这也是一种人工智能。目前，这种文字翻译的准确率已达到80%～90%。

现在，邮局里的邮件自动分拣机能够识别邮政编码，以便按地区分拣信件，每小时可分拣几万封信哩！

以上便是第五代电子计算机的部分功能。人工智能实际上是一门脑力放大的科学。

1920年，捷克作家卡雷尔·卡柏尔以机器人与人类对立为主题，写了一部名叫“洛萨姆万能机器人公司”的歌剧，剧中设想该公司生产大量的高性能机器人，并向世界各国输出，于是各国工厂的失业者剧增，这激起了工人们的愤怒，他们涌进工厂，砸毁机器人。公司方面则把武器交给机器人对工人进行镇压。后来又研究出了带有感情的机器人。这些机器人突然反过来憎恨驱使他们的人。于是。他们开始袭击人类，想把人类全部杀光。作者借此来诅咒现代文明。

1950年，英国科普作家阿西莫夫写了一本书名为《我们是机器人》的书。该书反映了把人作为助手而征服人类的机器人形象。书中告诫人们不要忽视技术发展引起的社会后果，还提出了使机器人不致于加害人类的发展原则——机器人学三原则。

1954年，美国的戴柏尔发表了《运用于重复进行业的通用工业机械人》一文，并申请了专利。但他所设计的只是重复进行放下和抓起操作的机器。1960年美国机械和铸造公司研制成功实用化的产品“伐荷杜兰”型机器人。后来尼梅特公司又开发“尼梅特”型机器人，并使其成为产品。

然而，真正称得上人工智能研究工作的第一个奠基人是英国的图灵。1937年，当时年仅24岁的他就在一篇关于“理想计算机”的论文中提出了天才的设想，这就是大家知道的图灵机。他令人信服地论证和说明了任何需要精确地加以确定的计算过程能够由图灵机来完成。1950年，他在《计算机能思维吗？》一文中不仅给人工智能下了定义，而且还论证了人工智能的可能性。他的许多思想都大大超过了同时代的人。

控制论的创始人维纳等人，信息论的奠基人申农，神经控制论的创始人麦克卡洛和匹茨，以及博养论的创始人，被称为“计算机之父”的冯·诺依曼，还有阿什比等都是人工智能的第一批先驱者，他们的理论和工作为人工智能的创立奠定了基础。50年代，有许多科学家和工程在这方面进行了探索。1956年，申家和麦卡锡广泛收集了有关人工智能研究的13篇论文，汇编了《自动机研究》一书。

1956年夏季，在美国新罕布什尔州的达特莫斯大学，正式以人工智能为名义的一次创造性聚会标志着人工智能的诞生。

参加这次聚会的有当时的年轻数学助教、现斯坦福大学教授麦卡锡，以及他的三位朋友：哈佛大学年轻数学和神经学家、现麻省理工学院教授明斯基，IBM以及公司信息研究中心负责人洛切斯特和贝尔试验室信息部数学研究员香农，还有IBM公司的莫尔和塞缪尔，麻省理工学院的塞尔夫利奇和索罗孟夫，以及兰德公司和卡内基工科大学的纽厄尔和西蒙等十几名青年学者。他们举办了为期两个月的夏季学术谈论班，讨论机器能智问题。经麦卡锡提议，在会上正式使用人工智能这一术语，从而开创了人工智能作为一门独立学科的研究方向。麦卡锡因而被称为“人工智能之父”。

电脑辅助软件工程及物件导向程序设计，系利用电脑本身已具备的功能，来协助程序设计师，但是，若我们让电脑自己来撰写程序，又是什么样的情形呢？这个想法触动了人工智能的发展，人工智能一词曾被用来叙述电脑自我思考的能力。人工智能己被无数的科幻小说当作主题，特别是描述关于具有人性的机器人，配备人工智能的“头脑”！

这其实并不难想像，在不久的将来，当机器人的制造、程序设计及电脑科技不断地突飞猛进，“人工人类”的出现其实是指日可待的。值此进步的同时，人工智能在许多更实际的应用上有所发展，其中最普遍的就是专家系统。专家系统是将一系列规则依逻辑顺序编码，使电脑能依照过去的经验来预测未来发生的状况，最常见的例子，便是个人电脑上的“辅助”屏幕，通常当你“卡”在某个电脑程序时，它就会显现出来。根据以往的经验，专家系统会“知道”用户的难处大概在什么地方，进而提供有用的协助。

人工智能程序设计的另一个例子是语音辨识、电脑辅助软件工程及自动机械控制。在人工智能的研究上，最新的大转变是在神经网方面的发展，这与局域网（LANs）、广域网（WANs）没有任何关联，反而是一个根据动物脑中的互动所模拟出的电脑程序。根据生物学者的观点，个别的电脑细胞——神经细胞单位，并不记得任何东西，或是执行任何逻辑反应，必须要与其他神经细胞同工，就像古老的谚语所说的：“一个完整的个体，要比由各部分所组成的总合来得好。”在电脑程序设计中，神经网络代表具有副程序的程序，而这些副程序已被设计成具有经验累积的功能，所以程序越经使用，功能越强，目前这个领域的发展尚未明朗化，但前途看好。

人工智能工作的成功面可分为二，一是人工智能已成功地应用在许多的商业产品上，例如专家系统，而且这些应用已与其他电脑程序设计产生了密不可分的关系；其次则如自然语言程序设计或神经网络一般，虽然在商品化上仍有许多争议，但这些人工智能的研究学者仍在学术界、电脑制造业与软件业的基础实验室中努力的工作。

生物计算机

被称为第六代计算机的生物计算机，其主要原材料是借助生物工程技术（特别是蛋白质工程）生产的蛋白质分子，以它作为生物集成电路——生物芯片。在生物芯片中，信息以波的形式传递。当波沿着蛋白质分子链传播时，会引起蛋白质分子链中单链、双键结构顺序的改变。因此，当一列波传播到分子链的某一部位时，它们就像硅集成电路中的载流子（电流的载体叫做载流子）那样传递信息。由于蛋白质分子比硅芯片上的电子元件要小得多，彼此相距很近很近，因此，生物元件可小到几十亿分之一米，元件的密集度可达每平方厘米10～100万亿个，甚至1000万亿个门电路。

生物芯片具有天然的立位化结构，它的密集度比平面型的硅集成电路高3～5个数量级。这就意味着，生物计算机每完成一项运算，所需的时间仅为目前硅集成电路计算机的万分之一。与普通计算机不同的是，由于生物芯片的原材料是蛋白质分子，所以，生物计算机既有自我修复的功能，又可直接与生物活体结合。同时，生物芯片具有发热少、功耗低、电路间无信号干扰等优点。

电子计算机的发展

第一台电子计算机于1946年在美国制成，取名叫恩尼亚克。它是一个由1万8千多个电子管制成的庞然大物，占地面积达140平方米，重量有30多吨，耗电约140千瓦，它的计算速度为每秒5干次。

此后，电子计算机的发展十分迅速，迄今已发展了4代。

第一代电子计算机（1947年-1957年）的主要特征是采用电子管组成的基本逻辑电路，使用机器语言或者汇编语言编制程序。它主要应用于科学计算。

我国电子计算机的研制工作始于1956年，到1958年制造出我国第一台电子管计算机。它的运算速度为每秒两千次。

第二代电子计算机（1957年～1967年）的主要特征是采用晶体管作基本逻辑电路，同时开始使用面向过程的程序设计语言，如ALGOL、FORTRAN、COBOL语言等，第二代电子计算机的运算速度已提高到每秒几十万次至上百万次。它的使用范围也由科学计算扩展到数据处理、自动控制、企业管理等各方面。

我国的第一台晶体管计算机于1967年制成。它的运算速度是每秒5万次。

第三代电子计算机（1965年-1970年）的主要特征是采用中小规模集成电路作基本逻辑电路。所谓集成电路就是将多个晶体管和电阻元件等集中做到一块硅片上，而制成门电路、触发器等具有一定逻辑功能的电路器件。第三代电子计算机的操作系统得到发展与普及。会话语言如BASIC语言、APL语言等被广泛应用。计算速度可达到每秒几百万次甚至上亿次。我国的第一台集成电路计算机于1970年研制成功。

第四代电子计算机（1970年至今）的主要特征是使用了大规模集成电路。一般把一块硅片上集成100个门电路以上或上千个晶体管元件以上的集成电路叫做大规模集成电路。在这一代，电子计算机的发展趋势是向两端发展，即出现了运算速度超过亿次的巨型计算机和极其灵活的微处理器及以微处理器为核心组装的微型计算机。目前，在普通中小学及家庭中使用的电子计算机就是这种微型电子计算机。

近十多年来，软件系统的飞速发展是这一代计算机的又一明显特征。高级语言、操作系统、数据库、各类应用软件的研究和应用越来越深入、完善，使计算机的应用普及到现代社会的每个领域。

我国于1975年开始研制大规模集成电路。亿次巨型计算机于1983年研制成功。微型计算机在我国的产量成倍增长，并且推出了面向青少年和家庭的中华学习机。

第五代电子计算机目前还在设想和研制阶段。虽然某些国家的一些部门宣称他们研制出了第五代电子计算机，但都没有得到公认。

对第五代电子计算机有如下一些设想。

一些人按照前四代电子计算机的发展规律推断，认为第五代电子计算机将是超大规模集成电路计算机。即由集成度超过万个门或超过10万个元件的集成电路组装的电子计算机。

也有人认为第五代电子计算机将在结构形式的元器件上有一个较大的飞跃，即光计算机。所谓光计算机是用光学元器件取代部分电子元件做成的计算机。目前磁光记录技术得到了迅速的发展，磁光存储器不久将进入实用阶段。

生物计算机的研制工作也取得了很大的进展。目前生物计算机的研制工作正沿着两个不同的方向进行。第一种，是在传统数字式计算技术的轨道上发展起来的，其主攻方向是用某种有机物分子取代半导体元器件，因此这种生物计算机也被称作分子计算机。第二种，是设想计算机的转换开关由蛋白质（酶）来承担，这种生物计算机的运算过程实际上是蛋白质分子与周围环境相互作用的过程。生物计算机在图像识别和“感知”化学物质等方面将可能优于现在的电子计算机。

另外一些专家对第五代电子计算机主要是从功能方面提出了设想。他们认为，第五代电子计算机除了在高速度、大容量方面继续保持发展势头外，在功能方面应从以计算为主过渡到以推理、联想和学习为主，它处理的对象应从以数据为中心过渡到以知识为中心，它的工作方式应对用户更为“友好”，用户可以使用自然语言、图像、声音等各种手段与它打交道。到那个时候“计算机”这个名词就应该改了。第五代电子计算机应该被称为知识信息处理系统。

电脑时代话电脑

电脑时代

当人类告别茹毛饮血、刀耕火种的蒙昧时代，经过了数千年的血雨腥风、艰辛跋涉，终于迎来了一个新的时代，新发明使人类成就了超过过去数千年创造的文明总和几百倍的业绩。

在人类历史上曾经有过旧石器文化、新石器文化、青铜器文化、铁器文化等等，它们都是以主要的生产工具作为标志来说明当时的社会发展水平。与之类似。从电脑在当今社会所起的作用看，可以说如今已进入电脑文化时代。

当你通过卫星转播欣赏世界杯足球赛的时候；当你用移动式电话和客户洽谈生意的时候；当你用国际直拨长途电话和远隔重洋的亲人畅叙思念之情的时候；当你在办公室通过荧光屏观察车间生产进度的时候；你有没有想过，近30年来高新技术的发展给我们的工作、生活和生产带来的变化有多么大啊！

世界上最重要的发明

有史以来人类有过千千万万的发明，其中最重要的发明非计算机莫属。过去各种发明不过是加强。扩大了人的四肢和五官的功能。例如，飞机、火车可以达到靠双腿无法实现的旅行；起重机、铲车可以举起用双手搬不动的东西；显微镜、望远镜可以观察到用肉眼无法看到的物体；电话、电视可以使千里之遥近若咫尺等等。但人作为万物之灵，最重要的是有大脑，能思考、有智慧。而人类以往所有的发明，都不能直接对人的思维有什么帮助。计算机则不同，它不仅能做各种计算，而且还能进行推理、作出判断。由于计算机具有人脑的部分功能，所以被誉为“电脑”。

计算机同其他发明相比，还有一个重大特点。这就是所有其他发明，落实到一个产品上后，这个产品的功用便是“死”的。例如，一架客机制造好以后，只能用来运输旅客。而计算机产品的功用则是“活”的，一台计算机制成后，只要人们给以不同的程序，它便可按人的要求做不同工作，起不同作用。正是因为计算机有这一特点，所以它可以用于人类社会的所有领域，达到遍地开花、无孔不入的程度。可以说，世界上没有任何一种发明，拥有计算机这样广泛的用途。

计算机还能给各种机器、设备插上智慧翅膀，使它们也“活”起来。现在，我们经常听到的“智能化仪表”、“机电一体化”等等，就是给传统的仪器、机器装上“电脑”，使它们脱胎换骨、面目一新。

正像成千上万人的力气加在一起，也许顶得上一枚火箭的推力，但决不可能靠众多的人同心协力就把卫星送上天一样，虽然计算机完成的工作，可以相当于多少人多少年的工作量，但决不可能靠人多来取代计算机的作用。这说明，尽管计算机是人的智慧的产物，但在它所能完成的工作领域，其能力是人的脑力劳动所望尘莫及的。

由于计算机有智慧，由于计算机的作用是“活”的，因此计算机对促进人类社会发展所起的作用，无论就广度还是深度来说，都是其他各种发明所无法比拟的。可以毫不夸张地说，计算机是人类有史以来最重要的发明。

计算机本身发展之快，也是其他各种发明所不及的。现在个人计算机的性能，为早期最好计算机性能的10万倍以上。至于巨型计算机的性能，作为商品出售的，每秒钟已能运算3000多亿次，而性能最高的已达到每秒运算1万亿次。就是说，计算机发明了50年，性能便提高了几亿倍。而飞机发明了100年，性能才提高几十倍；火车、汽车发明了100多年，性能提高还不到10倍。何况计算机发展的速度还在加快，近10年个人机的性能便提高了近千倍。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

下载完整电子书