桑浩鑫+王雪瑩
【摘要】計算機經(jīng)過幾十年的發(fā)展,它已經(jīng)成為一門復(fù)雜的工程技術(shù)學(xué)科,它的應(yīng)用從國防、科學(xué)計算,到家庭辦公、教育娛樂,無所不在。它的分類從巨型機、大型機、小型機,到工作站、個人電腦,五花八門。但是,無論怎樣尖端,怎樣高科技,從它誕生之日起,在許多人心目中它就是一部機器,一部冰冷的高速運算的機器。
【關(guān)鍵詞】計算機;發(fā)展史
計算機(computer)俗稱電腦,是一種用于高速計算的電子計算機器,可以進行數(shù)值計算,又可以進行邏輯計算,還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行,自動、高速處理海量數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)所組成,沒有安裝任何軟件的計算機稱為裸機。可分為超級計算機、工業(yè)控制計算機、網(wǎng)絡(luò)計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類,較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。
計算工具的演化經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、從低級到高級的不同階段,例如從“結(jié)繩記事”中的繩結(jié)到算籌、算盤計算尺、古希臘人的安提凱希拉裝置的機械計算機等。它們在不同的歷史時期發(fā)揮了各自的歷史作用,也孕育了現(xiàn)代的電子計算機的雛形和設(shè)計思路要追溯計算機的發(fā)明,可以由中國古時開始說起,古時人類發(fā)明算盤去處理一些數(shù)據(jù),利用撥弄算珠的方法,人們無需進行心算,通過固定的口訣就可以將答案計算出來。這種被稱為“計算與邏輯運算”的運作概念傳入西方后,被美國人加以發(fā)揚光大。直到十六世紀,發(fā)明了一部可協(xié)助處理乘數(shù)等較為復(fù)雜數(shù)學(xué)算式的機械,被稱為“棋盤計算器”,但這時期只屬于純計算的階段,要到十九世紀才有急速的發(fā)展。
一、第一代電子管計算機(1945-1956)
在第二次世界大戰(zhàn)中,美國政府尋求計算機以開發(fā)潛在的戰(zhàn)略價值。這促進了計算機的研究與發(fā)展。1944年研制出全電子計算器,為美國海軍繪制彈道圖。這臺簡稱Mark I的機器有半個足球場大,內(nèi)含500英里的電線,使用電磁信號來移動機械部件,速度很慢(3—5秒一次計算)并且適應(yīng)性很差只用于專門領(lǐng)域,但是,它既可以執(zhí)行基本算術(shù)運算也可以運算復(fù)雜的等式。
1946年2月14日,標(biāo)志現(xiàn)代計算機誕生的ENIAC(The Electronic Numerical Integrator And Computer)在費城公諸于世。ENIAC代表了計算機發(fā)展史上的里程碑,它通過不同部分之間的重新接線編程,還擁有并行計算能力。ENIAC由美國政府和賓夕法尼亞大學(xué)合作開發(fā),使用了18,000個電子管,70,000個電阻器,有5百萬個焊接點,耗電160千瓦,其運算速度比Mark I快1000倍,ENIAC是第一臺普通用途計算機。
二、第二代晶體管計算機(1956-1963)
1948年,晶體管的發(fā)明大大促進了計算機的發(fā)展,晶體管代替了體積龐大的電子管,電子設(shè)備的體積不斷減小。1956年,晶體管在計算機中使用,晶體管和磁芯存儲器導(dǎo)致了第二代計算機的產(chǎn)生。第二代計算機體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。首先使用晶體管技術(shù)的是早期的超級計算機,主要用于原子科學(xué)的大量數(shù)據(jù)處理,這些機器價格昂貴,生產(chǎn)數(shù)量極少。第二代計算機還有現(xiàn)代計算機的一些部件:打印機、磁帶、磁盤、內(nèi)存、操作系統(tǒng)等。計算機中存儲的程序使得計算機有很好的適應(yīng)性,可以更有效地用于商業(yè)用途。在這一時期出現(xiàn)了更高級的COBOL(Common Business-Oriented Language)和FORTRAN(Formula Translator)等語言,以單詞、語句和數(shù)學(xué)公式代替了二進制機器碼,使計算機編程更容易。新的職業(yè),如程序員、分析員和計算機系統(tǒng)專家,與整個軟件產(chǎn)業(yè)由此誕生。
三、第三代集成電路計算機(1964-1971)
雖然晶體管比起電子管是一個明顯的進步,但晶體管還是產(chǎn)生大量的熱量,這會損害計算機內(nèi)部的敏感部分。1958年發(fā)明了集成電路(IC),將三種電子元件結(jié)合到一片小小的硅片上??茖W(xué)家使更多的元件集成到單一的半導(dǎo)體芯片上。于是,計算機變得更小,功耗更低,速度更快。這一時期的發(fā)展還包括使用了操作系統(tǒng),使得計算機在中心程序的控制協(xié)調(diào)下可以同時運行許多不同的程序。
四、第四代大規(guī)模集成電路計算機(1971-現(xiàn)在)
出現(xiàn)集成電路后,唯一的發(fā)展方向是擴大規(guī)模。大規(guī)模集成電路(LSI)可以在一個芯片上容納幾百個元件。到了80年代,超大規(guī)模集成電路(VLSI)在芯片上容納了幾十萬個元件,后來的ULSI將數(shù)字擴充到百萬級。可以在硬幣大小的芯片上容納如此數(shù)量的元件使得計算機的體積和價格不斷下降,而功能和可靠性不斷增強?;凇鞍雽?dǎo)體”的發(fā)展,到了一九七二年,第一部真正的個人計算機誕生了。所使用的微處理器內(nèi)包含了2,300個“晶體管”,可以一秒內(nèi)執(zhí)行60,000個指令,體積也縮小很多。而世界各國也隨著“半導(dǎo)體”及“晶體管”的發(fā)展去開拓計算機史上新的一頁。70年代中期,計算機制造商開始將計算機帶給普通消費者,這時的小型機帶有軟件包,供非專業(yè)人員使用的程序和最受歡迎的字處理和電子表格程序。這一領(lǐng)域的先鋒有Commodore,Radio Shack和Apple Computers等。1981年,IBM推出個人計算機(PC)用于家庭、辦公室和學(xué)校。80年代個人計算機的競爭使得價格不斷下跌,微機的擁有量不斷增加,計算機繼續(xù)縮小體積,從桌上到膝上到掌上。與IBMPC競爭的Apple Macintosh系列于1984年推出,Macintosh提供了友好的圖形界面,用戶可以用鼠標(biāo)方便地操作。
計算機經(jīng)過幾十年的發(fā)展,它已經(jīng)成為一門復(fù)雜的工程技術(shù)學(xué)科,它的應(yīng)用從國防、科學(xué)計算,到家庭辦公、教育娛樂,無所不在。它的分類從巨型機、大型機、小型機,到工作站、個人電腦,五花八門。但是,無論怎樣尖端,怎樣高科技,從它誕生之日起,在許多人心目中它就是一部機器,一部冰冷的高速運算的機器。
從ENIAC揭開計算機時代的序幕,到UNIVAC成為迎來計算機時代的寵兒,不難看出這里發(fā)生了兩個根本性的變化:一是計算機已從實驗室大步走向社會,正式成為商品交付客戶使用;二是計算機已從單純的軍事用途進入公眾的數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域,真正引起了社會的強烈反響。
伴隨經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整,科技興國戰(zhàn)略的進一步實施,科學(xué)、工業(yè)、國防和教育事業(yè)需要一大批高素質(zhì)的計算機專門人才。計算機行業(yè)良好的就業(yè)前景及薪酬待遇吸引了大量非計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的人。他們迫切需要依靠學(xué)習(xí)和培訓(xùn)獲得進入計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的技術(shù)能力。而另一個方面,計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)行業(yè)中職業(yè)的變化和更替也是最為頻繁的,它要求從業(yè)者必須不斷地學(xué)習(xí)才能保持這種持續(xù)工作的狀態(tài)。同時一個人學(xué)習(xí)的技術(shù)越先進,掌握的技術(shù)越全面,那么這個人的事業(yè)發(fā)展前景就越廣闊,工作選擇的機會就越大。此外,由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,很多掌握過時技術(shù)的人員也不得不重新進行培訓(xùn),以使自己能夠與最新的技術(shù)同步。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,信息化程度不斷提高,各個企業(yè)對信息化投入的比例逐步加大,因此要求在職人員必須要學(xué)會操作微機。實事求是講,在諸多專業(yè)里計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)平均起步收入應(yīng)該是很高的,而且就業(yè)面比較寬,各個行業(yè)都可以找到合適的工作。但我們也應(yīng)該注意到,計算機是一門快速發(fā)展,日新月異的學(xué)科,時時刻刻都有新的理論,知識,產(chǎn)品被推出。如果想在這個行業(yè)做好,無論作哪個層次,都得不停地充實自己,很多學(xué)校都有計算機系,就業(yè)市場是大,就業(yè)競爭也很激烈。要想有個好的計算機職業(yè),首先得有扎實的技術(shù)作為基礎(chǔ);其次,要經(jīng)常了解計算機方面的最新信息,學(xué)習(xí)最新的技術(shù);第三,實踐經(jīng)驗必不可少,在校期間通過多種渠道積累了實踐經(jīng)驗,如暑期有針對性的打工,或通過熟人關(guān)系積累實踐經(jīng)驗,也可有目的性地參加見習(xí)培訓(xùn),學(xué)校安排的實習(xí)等等。第四,了解計算機行業(yè)有哪些職位,以及這些職位需要什么技術(shù),有針對性地做好就業(yè)準備。計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)就業(yè)趨勢:從總體上講,社會對計算機人才總需求量沒有明顯變化,但畢業(yè)生就業(yè)崗位分布和崗位層次將更寬泛,需求的主體由政府機關(guān)、金融單位、電信系統(tǒng)、國有企業(yè)轉(zhuǎn)向教育系統(tǒng)、非公有制經(jīng)濟實體等中小用人單位。