전자 컴퓨터는 자동으로 고속으로 산수와 논리 연산을 할 수 있는 전자 장치이다. 그것은 20 세기 과학 기술 발전에서 가장 위대한 발명품 중 하나이며, 또한 인류가 제 3 차 산업 혁명에서 가장 눈부신 성과이다.
1. 세계 최초의 전자 컴퓨터의 탄생
자연과의 투쟁에서 인류는 계산 도구를 만들고 발전시켰다. 일찍이 기원전 3000 년에 중국인들은 숫자와 대나무 조각을 발명했고, 당나라 말년에 주판이 만들어졌다. 남송 시대에는 주산과 송의 기록이 있었는데, 주산은' 계산' 과' 저장' 을 겸비한 계산 도구이다. 1633 년에 오트레드는 계산자를 발명했다. 1642 년 프랑스 수학자 파스칼은 세계 최초로 계산에 사용된 기계인 첫 번째 기어 가감산기를 제작했다. 167 1 년, 독일의 수학자 라이프니츠는 4 개의 연산을 할 수 있는 기계 컴퓨팅 기계를 발명했다. 1822 년 영국 수학자 찰스 배비지는 세계 최초의 진정한 기계 컴퓨터인 출장 내선을 설계했다. 1834 년, 배비지는 분석기를 설계했다. 이 설계는 데이터를 저장하는 창고, 데이터 조작의 공장, 기계 작업을 예약하는 제어통으로 구성되어 컴퓨터의 기본 구조 프레임워크를 위한 토대를 마련했다. 그래서 배비지는 "컴퓨터의 아버지" 라고 불립니다. 제 2 차 세계 대전에서는 신무기 개발의 탄도 문제로 인해 복잡한 연산이 많이 관련되어 고속 자동 컴퓨팅 기계가 절실히 필요했습니다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 전쟁명언) 이에 따라 미국 육군부의 지원을 받아 펜실베이니아 대학에서 교직한 물리학자 존 모즐리와 엔지니어 프레스퍼 에커트의 지도 아래 3 년간의 노력 끝에 1943 년 세계 최초의 무기를 개발하는 데 성공했다. ENIAC 는 약 170m2, 무게 약 30 t, * * 사용 17456 튜브, 1500 릴레이, 7000 개 이상의 저항,/kloc 이런 거대한 물체는 길이가 10 비트인 20 자의 십진수만 저장할 수 있으며, 연산 속도는 초당 5000 회의 덧셈에 불과하다. 그러나, ENIAC 는 인간 컴퓨터 과학 발전의 새로운 시대를 열었다.
ENIAC 의 단점을 극복하기 위해 사람들은 탐험을 멈추지 않았고, 많은 전문가 학자들이 이 방면의 연구 논문을 발표했다. 프린스턴 대학에서 가르치는 미국 수학자 폰 노이만은' 전자 컴퓨터 논리 구조에 대한 예비 연구' 라는 보고서를 발표하고, 컴퓨터에 메모리를 설치하는 프로그램 저장 패턴을 제시했다. 기호 계산 과정을 그 안에 넣고, 실행 과정에서 저장된 내용을 순차적으로 꺼내서 디코딩한 후 디코딩한 결과에 따라 계산함으로써 컴퓨터 작업의 자동화를 실현하였다. 폰 노이만은 EDVAC 컴퓨터를 개발하는 과정에서 메모리 구성 요소를 개선하여 컴퓨터 내부의 십진수 코드를 이진 코드로 변경했습니다. 저장 프로그램' 의 이념은 폰의 구조기의 설계 체계로 확립되었다. 그 이후로 프로그램 저장 방식을 채택한 컴퓨터를 폰 노이만 컴퓨터라고 합니다.
2. 컴퓨터 개발의 중요한 단계
첫 번째 전자컴퓨터가 탄생한 이래 50 여 년의 발전을 거쳐 인류 사회 정보 발전사에서 세 가지 새로운 시대, 즉 컴퓨터 발전의 세 가지 중요한 단계를 개척했다.
(1) 컴퓨터 개발의 초기 단계는 개인용 컴퓨터가 보급될 때까지 ENIAC 의 탄생을 상징한다. 당시 컴퓨터 및 관련 주변 장치의 가격은 매우 비쌌지만, 그 응용 분야도 기본적으로 군사, 과학 컴퓨팅, 대형 공업기업의 데이터 처리에 국한되어 있었지만, 인간이 일부 정신노동을 기계로 대체하기 시작한 새로운 시대를 열었다.
이 단계에서 컴퓨터는 비약적인 발전을 이루었고, 이미 여러 차례 업데이트되었습니다. 컴퓨터 대체는 일반적으로 컴퓨터 코어 부품에 사용된 논리 구성요소 유형을 기준으로 합니다.
1 세대 (1946-1956) 는 전자관을 주요 논리 구성요소로 사용하며 계산 속도는 5000 ~ 40000 (2 차/초) 입니다. 부피가 크고, 에너지 소비량이 높고, 속도가 느리고, 용량이 작고, 가격이 비싸 군사 및 과학 컴퓨팅 응용을 제한한다.
2 세대 (1957- 1964 1 세대 컴퓨터에 비해 작은 크기, 저렴한 비용, 빠른 속도, 강력한 기능, 높은 신뢰성의 장점을 갖추고 있으며, 애플리케이션은 엔지니어링 설계, 데이터 처리 및 트랜잭션 관리로 확장됩니다.
3 세대 (1965-1970), 중소형 집적 회로를 주요 논리 구성 요소로 백만 ~ 백만 회 (초/초) 의 연산 속도를 제공합니다. 이 세대의 컴퓨터는 1964 년 4 월 IBM 이 출시한 IBM360 컴퓨터를 표기하여 보편화, 시리즈화, 표준화의 특징을 가지고 있다.
4 세대 (1971-80 년대 초) 는 대규모 및 초대형 집적 회로를 주요 논리 구성 요소로 사용하여 수백만 ~ 수억 (차/초) 의 연산 속도를 제공합니다. 통합 반도체 메모리를 주 스토리지로 사용하여 병렬 처리 기술, 분산 시스템 및 컴퓨터 네트워크를 개발합니다. 소프트웨어의 경우 분산 운영 체제, 데이터베이스 시스템, 고급 언어 및 소프트웨어 엔지니어링 표준화가 개발되어 점차 소프트웨어 산업이 형성되었습니다.
(2) 마이크로 컴퓨터의 발전은 1970 년대 중반에 있을 것이다. 1975 년 미국 MITS 는 인텔 8080 프로세서를 탑재한 Altair8800 마이크로컴퓨터를 개발해 전자애호가들의 높은 찬사를 받아 개인용 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어의 발전을 촉진시켰다. 1976 년 미국 애플은 애플 PC 를 출시하여 큰 발전을 이루었다. 1980 년 IBM 은 PC 분야에 발을 들여놓았습니다. 애플과 경쟁하기 위해 PC 컴퓨터의 구조적 틀이 공개돼 빌 게이츠의 마이크로소프트와 공동으로 PC-DOS 운영체제를 출시해 많은 저렴한 호환 PC 를 선보였다. 마이크로컴퓨터는 DOS 를 운영 체제로 사용하며, 가격이 저렴하기 때문에 빠르게 보급되고 광범위하게 응용된다. 그 이후로 컴퓨터는 더 이상 소수의 전문가가 소유하고 사용할 수 없게 되었으며, 컴퓨터의 발전은 완전히 새로운 보급시대로 접어들어 컴퓨터 문화의 발전을 위한 토대를 마련했다.
(3) 컴퓨터 문화 단계 컴퓨터 문화 단계는 컴퓨터가 널리 사용될 때만 나타난다. 컴퓨터 하드웨어 기능은 지속적으로 개선되고 가격은 저렴합니다. 정보 압축 및 완전 디지털화는 다양한 멀티미디어 기술을 제공합니다. 멀티미디어 기술을 기반으로 한 가상 현실 기술, 3S(GIS, GPS, RS) 기술로 구현된 전자지도 시스템, 위성 원격 감지 위치 추적 모니터링 시스템 등이 있습니다. 인류가 세계를 인식하는 능력을 제고하여 인류를 축복하였다. 유비쿼터스 인터넷은 세계 각국 간의 거리를 좁히고, 컴퓨터 네트워크 기술을 통한 원격교육, 원격의료진단시스템, 디지털도서관, 디지털지능커뮤니티가 우리에게 다가왔다. 무선 액세스 기술 (Bluetooth 기술, WAP) 은 모바일 인터넷 및 무선 LAN (WLAN) 을 구현합니다. 컴퓨터 카드는 초기 광전 카드, 바코드 카드, 마그네틱 카드에서 오늘날의 IC 카드, 무선 주파수 카드로 발전하여 사람들에게 편리함을 가져다 주었다. 이것들은 모두 끊임없이 컴퓨터의 응용공간을 넓히고, 컴퓨터는 개인 정보기가 되어 사람들의 생활을 변화시키고 있다. 컴퓨터의 응용이 사람들의 사회생활의 모든 방면을 포괄하면 사람들의 사고방식, 행동방식, 생활방식의 중대한 변화를 초래할 수밖에 없다. 인간의 뇌의 특정 기능을 갖춘 컴퓨터를 광범위하게 사용하는 이러한 문화적 변화는 컴퓨터 문화를 형성했다. 1990 년대 초부터 멀티미디어 컴퓨터와 인터넷' 정보고속도로' 의 탄생은 컴퓨터 발전의 새로운 단계를 상징하며 자원 극대화를 위한 새로운 시대를 열었다.
3. 중국 컴퓨터 개발 개요
신중국의 탄생은 중국 과학기술의 발전을 위한 광활한 길을 열었고, 컴퓨터 기술의 발전을 위한 광활한 길을 열었다.
1952 년 중국 최초의 전기공학과 교수 민이를 비롯한 3 인 컴퓨터 연구팀이 칭화대학교에 설립되었다. 1954 년, 팀은 중과원 근대물리학연구소에 조정을 확대하고 물리학자 돈 3 강이 이끌고 중국의 컴퓨터 연구를 시작했다. 1956 년, 국가는 과학 기술의 장기 계획 12 를 제정할 때 컴퓨터 기술을 4 대 기술 중 1 위로 선정하여 컴퓨터 기술 실무팀을 설립하여 실질적인 연구개발을 시작했다. 1958 년 우리나라 최초의 전자관 컴퓨터 (103 컴퓨터) 개발 성공 1959 년 초당 100 회 성공적으로 개발한 대형 범용 전자 컴퓨터 (104 컴퓨터) 는 우리나라 컴퓨터 기술 분야의 공백을 메웠다. 화 교수는 우리나라 컴퓨터 기술의 창시자이자 우리나라 최초의 전자컴퓨터의 주요 창시자 중 한 명이다. 1960 년 우리나라 최초의 자체 설계된 범용 전자 컴퓨터 (107 컴퓨터) 가 성공적으로 개발되어 운영에 들어갔다. 1964 년 우리나라는' 108' 컴퓨터와' 109' 컴퓨터와 같은 2 세대 트랜지스터 컴퓨터를 도입하기 시작했다. 197 1 년, 우리나라 개발 성공 3 세대 집적 회로 컴퓨터' 150 컴퓨터', 1973 년, DJS- 1974 ~ 1982 는 소규모 집적 회로 컴퓨터를 대규모 집적 회로 컴퓨터로 가로지르는 것을 실현했습니다. 1983 년 우리나라는 초당 10 억 번의 벡터 연산을 위한 757 개의 대형 벡터 컴퓨터를 개발하는 데 성공했다.
슈퍼컴퓨터는 한 나라의 과학 기술 수준의 상징이다. 1980 년대 초부터 중국은 슈퍼컴퓨터를 개발하기 시작했다. 1983 년, 수억 번의 벡터 연산을 가진 거대한 전자 컴퓨터' 은하' 가 탄생했다. 1992 년, 10 억' 은하' 2 호가 투입됐다. 1996 년 가동된' 은하' ⅲ 기 속도는 초당 100 억회다. 서광 1000 은 1995 에서 성공적으로 개발되었고, 서광 2000- 나는 1998 에서 태어났다. 최고 연산 속도가 초당 200 억 회의 부동 소수점 연산에 이르면서 외국의 대규모 병렬 기술에 대한 봉쇄와 독점을 깨뜨렸다. 1999' 여명' 2000ⅱ 초당 1 1 17 억 부동 소수점 연산, 메모리 50GB 1999' 신위' 병렬 컴퓨터 개발에 성공하여 최고 연산 속도가 초당 3840 억 회 부동 소수점 연산에 달한다. 은하수',' 서광',' 신위' 컴퓨터의 연구 성공은 중국이 독자적으로 고성능 컴퓨터를 개발할 수 있는 능력을 가진 세계 소수의 국가가 되었다는 것을 상징한다.
마이크로컴퓨터는 한 나라의 과학기술 보급과 응용수준의 상징이다. 1990 년대 이후 중국은 마이크로컴퓨터 방면에서도 빠른 발전을 이루었다. 2001101013, 중국 최초의 범용 CPU 칩인' 용심' 이 탄생해 중국을 소수로 만들었다.
컴퓨터 응용 분야에서도 중국도 눈부신 성과를 거두었다. 베이징대 왕선 교수의 레이저 조판 기술은 출판 인쇄의 새로운 시대를 열었는데, 이 발명은 유럽 특허와 8 개의 중국 특허를 획득했다. 왕선은 그의 팀을 이끌고 국내외에서 선두를 달리고 있는' 화광' 과' 정방' 전자출판 시스템을 선보이며 엄청난 경제적 사회적 효과를 거뒀고, 중국 인쇄업은' 납과 불' 의 역사에서 벗어나' 전기와 빛' 의 시대로 접어들었다. 왕선은' 레이저 조열의 아버지' 라고도 불린다. 다양한 중국어 키보드 입력기 및 중국어 스캔 입력, 필기 입력, 음성 인식 입력 소프트웨어를 통해 한자를 컴퓨터에 쉽게 입력할 수 있습니다. 많은 국산 멀티미디어 소프트웨어의 개발은 컴퓨터의 보급과 응용을 촉진시켰다. 국가의' 정보고속도로' 건설에 상당한 진전이 있었다. 국가공공정보망 (금교), 대외무역기업간 정보시스템 (금문), 금융업 전자화폐 (금카드) 등' 삼금' 공사의 완성은 사회정보화 과정을 가속화했다. CNNIC 에 따르면 2002 년 7 월 23 일 중국 시민의 평균 주간 인터넷 접속 시간은 최소 1 시간 이상 4580 만 명을 넘어 세계 3 위를 차지했다.
4. 컴퓨터의 발전 추세
컴퓨터는 "디지털 컴퓨팅" 에서 "정보 처리" 로의 전환을 실현했습니다. 현재, 전자 컴퓨터의 발전 추세는 네 가지 측면, 즉 거대화, 소형화, 네트워킹, 지능화로 요약할 수 있다. 우리는 아직 컴퓨터의 미래 발전에 대해 매우 정확한 시간표를 제시할 수는 없지만, 그 발전 추세는 매우 명확하다. 즉, 고성능 컴퓨팅을 발전시키고 컴퓨팅 성능을 향상시키는 것이다.
고성능 컴퓨팅을 개발하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 첫째, 기존 반도체 집적 회로 기술과 마이크로프로세서 기술을 바탕으로 병렬 처리 능력을 높인다. 두 번째는 실리콘 반도체 부품의 물리적 한계를 극복하고 초전도 컴퓨팅, 양자 컴퓨팅, 바이오메트릭 컴퓨팅, 광 컴퓨팅 등 비전통적인 신기술을 개발하는 것입니다.
컴퓨팅 성능을 향상시키는 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 양자 장치, 초전도 칩, 광 상호 연결 및 광 저장 부품, 생체 분자 부품 등과 같은 초고성능 부품 또는 구성 요소를 개발하는 하드웨어입니다. 둘째, 계산 모델과 알고리즘 설계 방면에서 폰 노이만의 컴퓨터와 양자 계산, DNA 계산 모델 등 전자 기술의 한계를 근본적으로 돌파하여 복잡한 문제를 해결하기 위한 새로운 아이디어를 개척했다.
5. 컴퓨터 과학 연구 분야
컴퓨터 과학은 이론과 추상을 중시하고, 컴퓨터 공학은 추상과 디자인을 중시한다. 사실 둘 사이에는 본질적인 차이가 없다. 연구의 범주에서 볼 때 통칭하여 컴퓨터 과학이라고 한다. 현재 연구는 컴퓨터 시스템 구조, 프로그래밍 과학 및 방법론, 소프트웨어 엔지니어링 이론, 인공 지능 및 지식 처리, 네트워크 및 데이터베이스, 컴퓨터 지원 기술, 이론 컴퓨터 과학 및 컴퓨터 과학사 연구 등 다양한 분야를 다루고 있습니다. 컴퓨터 과학기술이 인류사회에 미치는 영향은 기초문화의 기초인 수학이 인류문화에 미치는 영향과 근대 산업혁명으로 인한 물리학이 인류문명에 미치는 영향을 능가한다. 컴퓨터의 발전은 필연적으로 인류 사회에 더 나은 미래를 가져다 줄 것이라고 예견할 수 있다.
둘째, 컴퓨터 분류
컴퓨터의 종류는 매우 다양해서 데이터 처리의 형식, 사용 범위, 규모 및 기능에 따라 분류할 수 있다.
1. 처리된 데이터의 형식에 따라 분류됩니다
(1) 디지털 컴퓨터 디지털 컴퓨터는 이진 데이터 0 과 1 으로 객체를 처리하는데, 이들은 불연속적인 숫자의 양이며 처리 결과도 숫자로 출력됩니다. 그 장점은 정확도가 높고, 저장량이 크며, 공통성이 강하다는 것이다. 우리가 일반적으로 사용하는 대부분의 컴퓨터는 디지털 컴퓨터이다.
(2) 아날로그 컴퓨터 아날로그 컴퓨터는 연속 데이터를 처리 대상으로 하며 전압, 전류, 온도 등과 같은 숫자 또는 물리적 크기의 크기를 시뮬레이션합니다. , 처리 결과도 연속 데이터로 출력됩니다. 아날로그 컴퓨터는 문제 해결 속도가 빠르지만 디지털 컴퓨터만큼 정확하지는 않고 공통성이 떨어진다. 아날로그 컴퓨터는 일반적으로 그래픽 또는 배율로 결과를 출력합니다.
(3) 혼합 컴퓨터 혼합 컴퓨터는 디지털 컴퓨터와 아날로그 컴퓨터의 장점을 결합한 컴퓨터다.
2. 사용 범위별로 분류
(1) 범용 컴퓨터
(2) 전용 컴퓨터
3. 규모 및 기능별로 분류
(1) 슈퍼컴퓨터
(2) 호스트
(3) 소형 컴퓨터
(4) 마이크로 컴퓨터
셋째, 컴퓨터의 특징
(1) 빠름.
(2) 높은 계산 정확도
(3) 스토리지 용량이 크다
(4) 자동화 수준이 높다
(5) 논리적 판단력이 강하다.
(6) 광범위한 보편성을 가지고 있다.
넷째, 컴퓨터의 주요 용도
컴퓨터 사용은 다음과 같은 측면으로 요약 될 수 있습니다.
(1) 수치 계산은 과학 연구, 기술 개발 및 엔지니어링 설계의 과학 계산입니다.
(2) 데이터 처리는 숫자, 문자, 차트 등의 정보 데이터를 적시에 기록, 정리, 검색, 분류, 통계, 통합 및 전송할 수 있도록 합니다. 트랜잭션 처리, 사무 자동화, 전자 데이터 교환, 정보 관리 및 의사 결정 지원 시 데이터 처리에 적합합니다.
(3) 프로세스 제어에는 산업 자동 모니터링, 자동 제어, 지능형 제어 등의 실시간 제어가 포함됩니다.
(4) CAD 지원 설계에는 컴퓨터 지원 제조 (CAM), 컴퓨터 지원 테스트 (CAT) 및 컴퓨터 지원 교육 (CAI) 이 포함되어 있어 설계 품질 및 자동화 수준을 향상시키고 설계 주기를 단축하며 생산 비용을 절감할 수 있습니다.
(5)AI- 인공 지능은 복잡한 시스템의 시뮬레이션에 사용되며 자연어 이해와 생성, 정리기계 증명, 자동 프로그래밍, 자동 번역, 이미지 인식, 음성 인식, 질병 진단, 다양한 전문가 시스템 및 로봇 구조를 구현합니다. 최근 몇 년 동안 인공지능의 연구가 실용화되기 시작하여 컴퓨터 응용 연구의 최전선 과제가 되었다.
(6) 컴퓨터 네트워크 및 네트워크 통신은 지역 간 및 국제 간 통신과 다양한 데이터의 전송 및 처리를 제공하여 하드웨어 및 소프트웨어 정보 자원을 공유합니다.
(7) 멀티미디어 기술은 소리, 문, 그림, 이미지의 융합을 실현하고 인류가 사용하는 정보 교류 방식에 더 가깝고 문화, 교육, 오락, 가정 응용 등 분야에 광범위하게 적용된다.