计算机还会发生怎样的创新？

2023-03-23 19:01:02电脑教程012

计算机还会发生怎样的创新？,第1张

据newsfactor.com10月31日消息，对那些在20世纪80年代早期就开始使用体积巨大型个人计算机的人们来说，当时根本无法想象计算机技术将会发展地如此迅速。随着20世纪最后四分之一个世纪里计算机技术发展的加快，计算机功能的提高和计算机小型化的实现已经超出了人们的想象。20世纪60年代，当未来派动画片《杰特逊一家》在电视上播出并受到观众一致欢迎的时候，大部分计算机幻想家都看到了希望。他们开始想象：所有的家用电器都会根据需要自动开关；计算机通过用户的口令或电话就能自动在电子版黄页上搜寻比萨店，然后做出订购等等。目前，随着智能电话、无线掌上电脑、平板电脑等高科技产品的问世，人们可能很难想象，计算机还会有什么比较大的进步吗？但很多专家相信，计算机的下个重大转变将是面临一个更便携、功能更强大的计算机时代。无线运算美国半导体制造商Alereon公司首席技术官James Lansford正在准备开发新一代计算机，将利用无线超宽带技术（ultra wideband， UWB）取代现有电缆来连接主机和计算机外围设备。这就好比是无线USB（通用串行总线）技术的发展过程。Lansford指出，到时候所有的电线都将不见了，UWB技术在低耗能的情况下就可以进行高速数据传输。消费者将会像手机和手提电脑上的蓝牙技术一样使用计算机外围设备。举例来说，人们如果走进一间装有UWB功能数码照相机的房间， UWB技术就会立即将相机与计算机相连显示出照片，而无需将设备插入USB接口。所有设备，从打印机、扫描仪到鼠标、键盘，都将直接可用，根本不需要用电线插入计算机插口中。Lansford认为，这一技术将于2006年出现在家庭迷你音乐站的UWB功能设备中，进一步的全面开展将到2007年。UWB功能设备的价格曲线将会类似于目前消费者所使用的蓝牙设备出现的价格曲线。电脑个性化美国克雷顿大学信息技术系副主任Brian Young指出，在不久的将来，计算机不仅能提供无线连接外，还将拥有一系列无线设备为用户提供更为个性化的信息需求。人们只需要通过口令和声音模式就能对计算机进行操控。小型化的个人电脑就如同我们衣着的一部分，传统的输入设备如键盘和显示屏将不再存在。用户只需要用手指触摸就能操纵中央处理器，而类似眼镜一样的设备就取代了显示屏。Young说：“那时的计算机灵活性也将超过目前使用的手提式电脑。我们不再需要传统电源，因为将出现更多基于太阳、风、和机械运动的能量来源。”他认为不出5年时间，计算机就可以摆脱电能了。在克雷顿大学校园内，早已经有学生展示了可以不断充电的、用在手提电脑内的太阳能电池。手提电脑将成为主流联想集团台式型和移动型电脑开发部主要设计师Howard Locker非常同意Young的观点，他也认为不久的将来手提电脑将成为主流，但他并不觉得手提电脑会很快就一统天下。台式电脑不久将会消失，但是高端服务器将会继续存在，以满足企业级的需要，手提电脑将会满足其他类型的需求。由于显示屏和键盘尺寸的限制，台式电脑的基本贝壳式外形将仍然延续。虽然更为先进的智能电话还将出现，键盘的功能也将逐渐减小，但人们仍然需要手提电脑。因此，在智能电话和手提电脑技术的发展过程中，这两种技术的协调与融合将是人们真正所需要的。便携式电脑的主要制造趋势早已在全球明显呈现出来了。通过到处存在的接入点，无线计算机用户在任何地方都能持续上网。更新的无线技术规范将减少电线的需要，增强灵活性。比如WiMAX技术是一种基于标准的技术，可以替代现有的有线和DSL连接方式，来提供最后一英里的无线宽带接入；此外，DSL宽带技术作为一种利用普通电话线实现宽带网络接入的技术，将在便携式计算机的发展过程中起到至关重要的作用。值得信赖的计算机无论将来的计算机发展方向如何，消费者们还将依赖于互联网，因此网络的安全需求仍然是最重要的。软件制造商Wave Systems公司总裁Steven Sprague认为，一系列的规范将使得未来个人电脑在设备和网络方面的诚信度大大提高。他说：“我们生产的所有设备都保证安全性，个人电脑随时可以安全地通过网络共享和复制数据。因此，未来电脑不再需要用户ID和密码，因为所有的验证程序都将通过设备本身来进行。”一旦实现这样的技术，所有计算机设备都将出现在网上，而且每一个应用程序都可以通过用户个人授权的设备验证后在网上找到后使用。计算机发展历程19世纪之前一、机械计算机时代的拓荒者在西欧，由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革，大大促进了自然科学技术的发展，人们长期被神权压抑的创造力得到空前释放。其中制造一台能帮助人进行计算的机器，就是最耀眼的思想火花之一。从那时起，一个又一个科学家为把这一思想火花变成引导人类进入自由王国的火炬而不懈努力。但限于当时的科技总体水平，大都失败了，这就是拓荒者的共同命运：往往见不到丰硕的果实。后人在享用这甜美的时候，应该能从中品出一些汗水与泪水的滋味……1614: 苏格兰人John Napier (1550-1617)发表了一篇论文，其中提到他发明了一种可以计算四则运算和方根运算的精巧装置。1623: Wilhelm Schickard (1592-1635)制作了一个能进行六位以内数加减法，并能通过铃声输出答案的计算钟。通过转动齿轮来进行操作。1625: William Oughtred (1575-1660) 发明计算尺1642: 法国数学家Pascal 在WILLIAM Oughtred计算尺的基础上将计算尺加以改进，能进行八位计算。并且还卖出了许多，成为一种时髦的商品。1668: 英国人Samuel Morl和 (1625-1695)制作了一个非十进制的加法装置，适宜计算钱币。1671: 德国数学家Gottfried Leibniz设计了一架可以进行乘法，最终答案可以最大达到16位。1775: 英国Charles制作成功了一台与 Leibnizs 的计算机类似的机器。但更先进一些。1776: 德国人Mathieus Hahn成功的制作了一台乘法器。1801: Joseph-Maire Jacuard 开发了一台能用穿孔卡片控制的自动织布机。1820: 法国人Charles Xavier Thomas de Colmar (1785-1870),制作成功第一台成品计算机，非常的可靠，可以放在桌面上，在后来的90多年间一直在市场上出售。1822: 英国人Charles Babbage (1792-1871)设计了差分机和分析机，其中设计的理论非常的超前，类似于百年后的电子计算机，特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用。1832: Babbage 和Joseph Clement 制成了一个差分机的成品，开始可以进行6位数的运算。后来发展到20位、30位，尺寸将近一个房子那么大。结果以穿孔的形式输出。但限于当时的制造技术，他们的设计难以制成。1834: 斯德哥尔摩的George Scheutz用木头做了一台差分机。1834: Babbage 设想制造一台通用的分析机，在只读存储器（穿孔卡片）中存储程序和数据，Babbage在以后的时间继续他的研究工作，并于1840年将操作数提高到了40位，并基本实现了控制中心（CPU）和存储程序的设想，而且程序可以根据条件进行跳转，能在几秒内作出一般的加法，几分钟内作出乘除法。1842: Babbage的差分机项目因为研制费用昂贵，被政府取消。但他自己仍花费大量的时间和精力于他的分析机研究。1843: Scheutz 和他的儿子Edvard Scheutz 制造了一台差分机，瑞典政府同意继续支持他们的研究工作。1847: Babbage 花两年时间设计了一台较简易的、31位的差分机，但没有人感兴趣并支持他造出这台机器。但后来伦敦科学博物馆用现代技术复制出这台机器后发现，它确实能准确的工作。1848: 英国数学家George Boole创立二进制代数学。提前差不多一个世纪为现代二进制计算机铺平了道路。1853: 令Babbage感到高兴的是，Scheutzes制造成功了真正意义上的比例差分机，能进行15位数的运算。象Babbage所设想的那样输出结果。后来伦敦的Brian Donkin又造出了更可靠的第二台。1858: 第一台制表机被Albany的Dudley天文台买走。第二台被英国政府买走。但天文台并没有将其充分利用，后来被送进了博物馆。而第二台却被幸运的使用了很长时间。1871: Babbage 制造了分析机的部分部件和印表机。1878: 纽约的西班牙人Ramon Verea，制造成功桌面计算器。比前面提到的都要快。但他对将其推向市场不感兴趣，只是想表明，西班牙人可以比美国人做的更好。1879: 一个调查委员会开始研究分析机是否可行，最后他们的结论是：分析机根本不可能工作。此时Babbage 已经去世了。调查之后，人们将他的分析机彻底遗忘了。但Howard Aiken 例外。1885: 这时期更多的计算机涌现出来。如美国、俄国、瑞典等。他们开始用有槽的圆柱代替易出故障的齿轮。1886: 芝加哥的Dorr E. Felt (1862-1930), 制造了第一台用按键操作的计算器，而且速度非常快，按键抬起，结果也就出来了。1889: Felt推出桌面印表计算器。1890: 1890美国人口普查。1880年的普查人工用了7年的时间进行统计。这意味着1890年的统计将会超过10年。美国人口普查部门希望能得到一台机器帮助提高普查的效率。Herman Hollerith，建立制表机公司的那个人，后来他的公司发展成了IBM公司。借鉴了Babbage的发明，用穿孔卡片存储数据，并设计了机器。结果仅仅用了6个周就得出了准确的数据（62622250人）。Herman Hollerith大发其财。1892: 圣多美和普林西比的William S. Burroughs (1857-1898),制作成功了一台比Felt的功能更强的机器，真正开创了办公自动化工业。1896: Herman Hollerith创办了IBM公司的前身。1900～19101906: Henry Babbage, Charles Babbage 的儿子，在R. W. Munro的支持下，完成了父亲设计的分析机，但也仅能证明它能工作，而没有将其作为产品推出。二、电子计算机最初的日子里在这之前的计算机，都是基于机械运行方式，尽管有个别产品开始引入一些电学内容，却都是从属与机械的，还没有进入计算机的灵活：逻辑运算领域。而在这之后，随着电子技术的飞速发展，计算机就开始了由机械向电子时代的过渡，电子越来越成为计算机的主体，机械越来越成为从属，二者的地位发生了变化，计算机也开始了质的转变。下面就是这一过渡时期的主要事件：1906: 美国的Lee De Forest发明了电子管。在这之前造出数字电子计算机是不可能的。这为电子计算机的发展奠定了基础。1920～19301924年2月:IBM，一个具有划时代意义的公司成立1930～19401935: IBM推出IBM 601机。这是一台能在一秒钟算出乘法的穿孔卡片计算机。这台机器无论在自然科学还是在商业意义上都具有重要的地位。大约造了1500台。1937: 英国剑桥大学的Alan M. Turing (1912-1954)出版了他的论文，并提出了被后人称之为图灵机的数学模型。1937: BELL试验室的George Stibitz展示了用继电器表示二进制的装置。尽管仅仅是个展示品，但却是第一台二进制电子计算机。1938: Claude E. Shannon 发表了用继电器进行逻辑表示的论文。1938: 柏林的Konrad Zuse 和他的助手们完成了一个机械可编程二进制形式的计算机，其理论基础是Boolean代数。后来命名为Z1。它的功能比较强大，用类似电影胶片的东西作为存储介质。可以运算七位指数和16位小数。可以用一个键盘输入数字，用灯泡显示结果。1939 1月1日: 加利福尼亚的David Hewlet和William Packard 在他们的车库里造出了Hewlett-Packard计算机。名字是两人用投硬币的方式决定的。包括两人名字的一部分。1939年11月: 美国John V. Atanasoff和他的学生Clifford Berry 完成了一台16位的加法器，这是第一台真空管计算机。1939: 二次世界大战的开始，军事需要大大促进了计算机技术的发展。1939: Zuse和Schreyer 开始在他们的Z1计算机的基础上发展Z2计算机。并用继电器改进它的存储和计算单元。但这个项目因为Zuse服兵役被中断了一年。1939/1940: Schreyer利用真空管完成了一个10位的加法器，并使用了氖灯做存储装置。1940～19501940年1月: Bell实验室的Samuel Williams和Stibitz制造成功了一个能进行复杂运算的计算机。大量使用了继电器，并借鉴了一些电话技术，采用了先进的编码技术。1941夏季: Atanasoff和学生Berry完成了能解线性代数方程的计算机，取名叫ABC（Atanasoff-Berry Computer），用电容作存储器，用穿孔卡片作辅助存储器，那些孔实际上是烧上的。时钟频率是60HZ，完成一次加法运算用时一秒。1941年12月: 德国Zuse制作完成了Z3计算机的研制。这是第一台可编程的电子计算机。可处理7位指数、14位小数。使用了大量的真空管。每秒种能作3到4次加法运算。一次乘法需要3到5秒。1943: 1943年到1959年时期的计算机通常被称作第一代计算机。使用真空管，所有的程序都是用机器码编写，使用穿孔卡片。典型的机器就是： UNIVAC。1943年1月: Mark I，自动顺序控制计算机在美国研制成功。整个机器有51英尺长，重5吨，75万个零部件，使用了3304个继电器，60个开关作为机械只读存储器。程序存储在纸带上，数据可以来自纸带或卡片阅读器。被用来为美国海军计算弹道火力表。1943年4月: Max Newman、Wynn-Williams和他们的研究小组研制成功Heath Robinson，这是一台密码破译机，严格说不是一台计算机。但是其使用了一些逻辑部件和真空管，其光学装置每秒钟能读入2000个字符。同样具有划时代的意义。1943年9月 : Williams和Stibitz完成了Relay Interpolator，后来命名为Model II Relay Calculator。这是一台可编程计算机。同样使用纸带输入程序和数据。其运行更可靠，每个数用7个继电器表示，可进行浮点运算。1943年12月: 最早的可编程计算机在英国推出，包括2400个真空管，目的是为了破译德国的密码，每秒能翻译大约5000个字符，但使用完后不久就遭到了毁坏。据说是因为在翻译俄语的时候出现了错误。1946: ENIAC (Electronic Numerical Integrator 和 Computer): 第一台真正意义上的数字电子计算机。开始研制于1943年，完成于1946年。负责人是John W. Mauchly和J. Presper Eckert。重30吨，18000个电子管，功率25千瓦。主要用于计算弹道和氢弹的研制。

1、中职学校要重视计算机教学的改革与创新,正所谓态度决定一切，中职学校重视计算机教学的改革与创新是促进其改革与创新发展的前提。只有有了学校方面的支持，在改革与创新的过程中才会整合到最好的资源，比如资金、网络信息技术的应用、教学师资等。这些都需要中职学校的有关领导认识到促进计算机教学改革与创新的紧迫性与巨大作用。假如学校都不重视，那么仅仅依靠任课老师的努力是不行的，甚至可以说，计算机教学的改革与创新是一项长久的工程，需要学校方面的支持才行。2、创建中职学校计算机“一体化”教学资源包,“一体化”教学资源包是在新形势下提出来的一种新的教学资源集合体。它是指把中职学校中计算机教学能利用的教学资源都充分的利用起来，并进行优化整合，进行一定的系统化整理，包括对计算机教学目标的设置、内容的确定、教学开展的形式等都进行一定的总结，形成教学资源，教师在日常的教学中也可以把自己的教学经验接纳进来，甚至可以把企业用人单位的要求也结合起来，形成一个全方位的教学系统。只有这样，才会真正地做到在教学中把理论与实践结合起来，也才有利于创新的发展。3、实行中职学校计算机教学校企合作的模式,据报道，株洲中职学校召开计算机网络技术专业校企合作研讨会上，表示今后学校将依托企业开展订单培养、工学结合来不断提升专业建设内涵，按照合作育人、合作发展、服务行业、服务学生的思路，大力推进校企双方在人才培养、技术创新、教育培训等方面的深入合作，进一步拓展合作的空间和领域，不断探索在新形势下校企合作的新途径、新方式，为网络技术专业注入新的生机与活力。这种教学模式的创新，正是中职计算机教学改革的方向。因为中职学生都是面向就业市场来培养的，直接地与企业合作，把企业的最真切要求直接告诉学校，提高了中职学校计算机教学的针对性与专业性，并且企业还可以为计算机专业的学生提供实习岗位，让学生亲身体验以后的工作环境，并增加对自身所学的认识，懂得计算机创新的重要性，才会有意识地提高创新能力，为今后在工作中积极进行创新做好准备。4、要加强与其他兄弟计算机教学改革与创新的联系,在现在的二十一世纪，随着网络信息技术的飞速发展，不仅各行各业间的联系交流越加密切，同领域间的学习交流也越加紧密。教学信息资源应该是开放性，这样才会促进教育教学的全面发展，而不是出现教育发展不平衡的状况。加强与其他兄弟中职学校计算机教学

计算机通过机器语言表达信息并进来逻辑运算进行计算的。

电压变化引起，把高低电压转换当成二进制，即0和1。

第一，二进制的运算算术运算二进制的加法：

0+0=0

0+1=1

1+0=1

1+1=10(向高位进位)

第二，二进制的减法：

0-0=0

0-1=1(向高位借位)

1-0=1

1-1=0 (模二加运算或异或运算)