计算机应用开发
1.1计算机发展概述
1946年2月，世界上第一台计算机ENIAC(电子数值积分器和计算机)在宾夕法尼亚大学诞生。它使用18000个电子管，10000个电容和7000个电阻，面积170平方米，重30吨，耗电150千瓦，每秒可进行5000次加减运算，价值40万美元。当时是为美国陆军弹道实验室解决弹道特性的计算问题而设计的。虽然不能和现在的计算机相比，但在那个时候，它可以把计算一次发射弹道的时间缩短到30秒以内，把工程师从繁重的计算中解放出来。在当时，这是一项伟大的创举，开创了计算机的新时代。
从第一台计算机诞生至今50多年，每隔几年就有一次软硬件的重大突破。到目前为止，计算机的发展经历了以下四代。
第一代计算机(1946~1955)。
从1946到1955，一些著名的计算机相继出现，它们的用途也从军用变成了服务大众。都属于第一代计算机，特点是用电子管做逻辑元件，一开始用水银延迟线或静电存储器，后来用磁芯，有纸带、卡片、磁带等。作为外部记忆。运算速度可以是每秒几千到几万次。编程语言是用二进制代码表示的机器语言和汇编语言。第一代计算机体积大、价格贵、速度慢，主要用于科学计算。
第二代计算机(1955~1964)。
1955年第一台全晶体管计算机问世。从1958开始，以IBM的7000系列为代表的全晶体管计算机成为第二代计算机的主流产品。二代计算机的主要特点是:全部采用晶体管，磁芯作为主存储器，磁盘或磁带作为外存储器，运算速度达到每秒几十万次。编程语言在这个时期也取得了很大的进步，比如ALGO 60，FORTRAN，COBOL。编程方便，通用性增强，计算机的应用也扩展到事务管理和工业控制。
第三代计算机(1964~1970)。
1964年，IBM公布了用集成电路制成的System/360系列计算机，并为系列计算机开发了OS/360操作系统，使系列计算机中的低端计算机升级为高端计算机时，原有的操作系统和应用软件可以继续使用，使360系列计算机本身成为第三代计算机的主流产品。第三代计算机的特点是用中小规模集成电路代替分立晶体管元件，存储器采用半导体存储器。运算速度可达几十万到上百万次，个别次数可达千万次，内部存储容量可达兆字节。这一时期，计算机设计提出了系列化、通用化和标准化的思想。比如把机器的系列扩展到大中小，满足不同层次的需求；在硬件设计中，使用了标准的半导体存储芯片和输入/输出接口元件。在软件设计上，提倡模块化、结构化设计，既降低了计算机的成本，又扩大了计算机的应用范围。
第四代计算机(1971年~现在)。
1971年，Intel公司制造了第一代微处理器，集成了2250个晶体管组成的电路。它标志着计算机的发展已经进入了大规模集成电路的应用时代。大规模集成电路的应用是第四代计算机的基本特征。在这一代计算机中，采用集成度更高的半导体芯片作为存储器，计算机的速度可以达到每秒几百万到几亿次。操作系统不断完善，应用软件层出不穷。计算机体系结构发展了分布式计算机、并行处理技术和计算机网络。在此期间，计算机的发展进入了一个以计算机网络为特征的时代。
中国从1956开始研制计算机。1958年第一台计算机研制成功，1964年我国研制的第一台晶体管计算机问世。1971年，集成电路计算机研制成功。第一台IBM PC兼容微型计算机于1985年研制成功。2001中国第一款通用CPU？龙芯？该芯片研制成功，并于2002年上市，拥有完全自主知识产权。龙腾？服务器。
微型计算机属于第四代计算机，但单从微型计算机的角度来看，在30多年的发展中可以分为五个时代。
第一代是从1971开始的4位微机。它的芯片集成了2000个晶体管，时钟频率为1MHz。
第二代是从1973开始的8位微机。其芯片集成度为4000-9000个晶体管，时钟频率为4MHz。其典型产品有英特尔的8080、摩托罗拉的M6800等。
第三代是从1978开始的16位微机。芯片集成度20000 ~ 70000个晶体管，时钟频率5MHz~10MHz。典型的产品是英特尔的8086和80286。IBM用这一代芯片开发了IBMPC、IBMPC/XT和IBM PC/AT。
第四代是1981以来的32位微机。芯片的集成度为654.38+万~ 654.38+0万个晶体管。时钟频率为10MHz~33MHz。用这种微处理器制成的微型计算机的性能达到或超过了70年代的大中型计算机。
第五代是从1993开始的64位微机。芯片的集成度超过100万个晶体管，每年都有不同类型的新产品出现。
微处理器的发展极大地促进了计算机的发展。目前性价比大幅跃升，使用几十个微处理器芯片的采用多处理器技术的主机产品已经系列化。新一代操作系统采用友好的图形界面，更便于用户学习和使用电脑。面向对象编程语言的使用使程序员能够更快更好地设计出高质量的软件。未来计算机的发展趋势将表现在以下几个方面:
1.多极化
虽然今天个人电脑已经席卷全球，但由于计算机应用的不断深入，对大型机和超级计算机的需求也在稳步增长。巨、大、小、微机各有应用领域，形成多极局面。
2.建立工作关系网
利用现代通信和计算机技术，将分布在不同地方的计算机按照网络协议互联互通，共享软件、硬件和数据资源。网络是计算机技术和通信技术相结合的产物。虽然出现了近30年，但直到近几年才开始形成热潮，开始走向家庭。
3.多媒体
多媒体是80年代末90年代初发展起来的新技术。以前人机交互的媒介只有文字，而多媒体技术是利用图形、图像、声音、文字等多种媒介进行人机交互。短短几年时间，多媒体技术已经成熟，计算机辅助教学的蓬勃发展完全依赖于多媒体技术的支持。多媒体技术被认为是90年代信息领域的一场革命。
变得聪明
智能化是新一代计算机的目标，日本公布的第五代计算机发展计划就是发展智能计算机。神经网络计算机和生物计算机强调计算机具有像人一样的听、说、逻辑思维能力。智能的主要研究领域有:模式识别、机器人、专家系统、自然语言的生成和理解等。目前，这些领域都取得了不同程度的进展。随着第五代计算机的诞生，未来计算机技术将发展到更高、更先进的水平。
电脑最重要的核心部件是CPU芯片。以硅片为基础的芯片制造技术的发展不是无限的，在不久的将来可能会达到发展的极限。目前可能引发下一次计算机技术革命的技术主要有纳米技术、光学技术、量子技术和生物技术。计算机未来的发展方向是:光学计算机、生物计算机、分子计算机、量子计算机。
光计算机的发展方向是将超细激光束与快速芯片相结合，主要解决芯片之间的数据传输问题。由于光子的传播速度极快，如今计算机数据的最高传输速度为每秒654.38+0亿字节，采用光学技术后其传输速度可达每秒万亿字节。另外，光子不像带电电子那样相互作用，所以在通过同样狭窄的空间时，可以传输更多的数据。同时，光的传输不需要物理连接。发展光计算机的关键技术是制造能耗少、体积小、易制造、价格低的光电转换器和光计算机定位系统。
生物计算机比光学计算机更难实现。它是以生物工程技术生产的蛋白质分子为主要原料制成的生物芯片。它不仅有巨大的存储容量，还能以波的形式传播信息。它的处理速度比现在最快的计算机快一百万倍，能耗只有现代计算机的十亿分之一。许多科学家认为，21世纪很可能是生物计算机的时代。
分子计算机的基础是制造单个分子，其功能与今天的三极管、二极管等微电路的重要元件相同或相似，然后将数以亿计的分子器件牢固地连接到某个衬底表面。这方面还有很长的路要走。
目前量子计算机处于理论和实现之间。大多数科学家认为量子计算机将在未来几十年内出现。它是基于量子力学原理的计算机，采用深度计算模式。这种模式只由物质世界中一个原子的行为决定，不像传统的二进制计算机将信息分为0和1，对应晶体管的通断。他的计算模式非常有利于并行计算。量子计算机的原型正在研究中，还需要很多年的艰苦研究，但是科学家预见有一天会出现针尖上的超级计算机。
1的特征和分类。2台电脑
1.2.l计算机的特点
1.快速操作。
计算速度快是人们从计算机出现到现在使用计算机的主要目的。现代计算机的运算速度已经达到了每秒几百亿到几万亿次。很多以前做不到的事情，现在用高速电脑就能做到。正如众所周知的天气预报，如果不使用高速计算机，就不可能对几天内的天气变化作出更准确的预测。另外，中国十几亿人口的普查，没有计算机是无法完成的。
2.计算精度高
计算机采用二进制数运算，通过增加表示二进制数的位数可以获得计算精度。在编程中也可以运用一些技巧，使计算精度满足人们的要求。众所周知，一位美国数学家花了15年才把圆周率p算到707位，但小数点后的位数通过使用计算机已经达到了上亿位。
3.有记忆和逻辑判断的能力
计算机的内存不仅可以存储原始数据和计算结果，还可以存储用户编制的程序。其容量以兆为单位计算，可以存储几十万到几千万的数据或文件，需要时可以快速、准确、无误地取出。计算机在运行时，从内存中高速取出程序和数据，并根据程序的要求自动执行。
计算机还具有逻辑判断能力，这使它们能够解决各种问题。比如判断一个条件是真还是假，根据判断结果自动决定下一步做什么。比如数学中的著名问题？四色问题是对于任何地形图，用四种颜色使相邻区域颜色不同就足够了？是美国数学家在1976用了百亿次判断，用了三台电脑* * * 1200个小时才解决。
4.高可靠性和通用性。
现代计算机由于使用了超大规模集成电路，可靠性非常高，可以安全地用于各行各业，特别是要求高可靠性的行业，如银行。由于计算机同时具有计算和逻辑判断的功能，所以它不仅可以用于数值计算，还可以用于处理非数据信息，如图形图像处理、文本编辑、语言识别、信息检索等。这样计算机的应用就能在各行各业发挥作用。
L.2.2计算机类型
计算机有很多种分类方法，包括数字计算机、模拟计算机和混合计算机。按用途也有通用机和专用机两大类；这里根据美国电气与电子工程师协会(IEEE)科学超级计算机委员会在1989中提出的计算机分类报告，分别介绍各种类型的计算机。按照这种分类方法，计算机分为六类:超级计算机、小型机、大型机、小型机、工作站和个人计算机。现将它们介绍如下:
1.超级计算机
超级计算机是六种计算机中最强大的，当然也是最贵的。它也被称为超级计算机。它速度快，容量大，可以实时处理高质量的动画。超级计算机的指标通常用每秒浮点运算次数来表示。20世纪70年代的第一代超级计算机每秒钟有1亿次浮点运算。上世纪80年代，第二代超级计算机每秒有6543.8+0000亿次浮点运算。上世纪90年代开发的第三代超级计算机速度已经达到每秒万亿次浮点运算。目前很多超级计算机都采用多处理器结构，利用大规模并行处理来提高整机的处理能力。
目前，超级计算机多用于空间技术、中长期天气预报、石油勘探、战略武器实时控制等领域。生产超级计算机的国家主要是美国和日本，俄罗斯、英国、法国和德国也研制出了自己的超级计算机。中国发展于1983？银河一号？速度为每秒1亿次浮点运算的超级计算机。1992开发的？银河二号？速度为每秒1亿次浮点运算的B型超级计算机，1997年推出？银河ⅲ？Model-I超级计算机是每秒进行百亿亿次浮点运算的型号，相当于第二代超级计算机。2001在中国成功上市？黎明3000？巨型计算机，其速度为每秒4000亿次，联想于2003年6月推出。沈腾6800？达到每秒4万亿次，于2004年6月发射？黎明4000A？达到每秒11万亿次，进入世界前十。
2.小型超级计算机
小型超级计算机是一些厂商为了满足市场需求，在保持或略微降低超级计算机性能的前提下，大幅度降低价格而形成的一种机型。小型机的发展一是将高性能微处理器组合成并行多处理器系统，二是将一些超级计算机技术引入小型机，使其功能巨型化。目前流行的小型超级计算机的处理速度为每秒250亿次浮点运算，价格仅为超级计算机的十分之一。