在人類歷史上,計算工具的發明和創造走過了漫長的道路。在原始社會,人們曾使用繩結、壘石或枝條作為計數和計算的工具。我國在春秋戰國時期有了籌算法的記載,到了唐朝已經有了至今仍在使用的計算工具——算盤。歐洲16 世紀出現了對數計算尺和機械電腦。 在20 世紀50 年代之前,人工手算一直是主要的計算方法,算盤、對數計算尺、手搖或電動的機械電腦一直是人們使用的主要計算工具。到了20 世紀40 年代,一方面由於近代科學技術的發展,對計算量、計算精度、計算速度的要求不斷提高,原有的計算工具已經滿足不了應用的需要,另一方面,計算理論、電子學以及自動控制技術的發展,也為現代電子電腦的出現提供了可能,在20 世紀40 年代中期誕生了第一代電子電腦。
第一台電腦的誕生
正式交付使用的、由美國賓夕法尼亞大學研製的ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator即電子積分電腦)標誌著第一代電子電腦的誕生。它是為了解決新武器彈道問題中的許多複雜計算而研製的。它採用電子管作為電腦的基本元件,由多個電子管,多個繼電器,多隻電容器和多隻電阻構成,占地,重量30噸,每小時耗電30萬千瓦,是一個龐然大物,每秒能進行次加法運算。由於它使用電子器件來代替機械齒輪或電動機械進行運算,並且能在運算過程中不斷進行判斷,作出選擇,過去需要多名工程師花費1年才能解決的計算問題,它只需要2個小時就能給出答案。
電腦不同於以往任何計算工具,其主要特點如下:
第一,在處理物件上,它已不再局限於數值資訊,而是可以處理包括數位、文字、符號、圖形、圖像乃至聲音等一切可以用數位加以表示的資訊。
第二,在處理內容上,它不僅能做數值計算,也能對各種資訊做非數值處理,例如進行資訊檢索、圖形處理;不僅可以做加、減、乘、除算數運算,也可以做是、非邏輯判斷。
第三,在處理方式上,只要人們把處理的物件和處理問題的方法步驟以電腦可以識別和執行的“語言”事先存儲到電腦中,電腦就可以完全自動地對這些資料進行處理。
第四,在處理速度上,它運算高速。目前一般電腦的處理速度都可以達到每秒百萬次的運算,巨型機可以達到每秒近千億次運算。
第五,它可以存儲大量資料。目前一般微型機都可以存儲幾十萬、幾百萬、幾千萬到上億個資料。電腦存儲的資料量越大,可以記住的信息量也就越大。需要時,電腦可以從浩如煙海的資料中找到這些資訊,這也是電腦能夠進行自動處理的原因之一。
第六,多個電腦借助於通信網路互連起來,可以超越地理界限,互發電子郵件,進行網上通訊,共用遠端資訊和資源。
電腦具有超強的記憶能力、高速的處理能力、很高的計算精度和可靠的判斷能力。人們進行的任何複雜的腦力勞動,如果可以分解成電腦可以執行的基本操作,並以電腦可以識別的形式表示出來,存放到電腦中,電腦就可以模仿人的一部分思維活動,代替人的部分腦力勞動,按照人們的意願自動地工作,所以有人也把電腦稱為“電腦”,以強調電腦在功能上和人腦有許多相似之處,例如人腦的記憶功能、計算功能、判斷功能。電腦終究不是人腦,它也不可能完全代替人腦;但是說電腦不能模擬人腦的功能也是不對的,儘管電腦在很多方面遠遠比不上人腦,但它也有超越人腦的許多性能,人腦與電腦在許多方面有著互補作用。
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