计算机网络线性增长

❶ 计算机网络行业未来发展趋势

1、在线多媒体技术

多媒体是指多种信息类型的综合。在线多媒体技术绝不是信息媒体的简单叠加，它是把文本（Tex）、图形（Graphics）图像（Images）、动画（ Animation）和声音（Sond）等形式的信息结合在一起，并通过计算机进行综合处理和控制能在线支持完成一系列交互式操作的全新技术。

在线多媒体技术的主要特点是：集成性、控制性、交互性、非线性、实时性信息使用的方便性以及信息结构的动态性。

在线多媒体技术的跨越式发展改变了计算机的使用领域，使其变成了信息社会的普通工具，从而能够应用于生产、教育、咨询、广告、军事等领域，甚至已进入家庭生活领域。虽然在线多媒体技术的普及还需要一段相当长的时间，但这的确是未来计算机网络技术的一个发展趋势。

2、网络应用更趋多样化

在“应用为主”的计算机网络时代，网络应用更趋多样化，网站的服务将更加过细化。在WEB2.0时代用户既是计算机网络信息的享用者也是计算机网络信息的提供者，这将是未来计算机网络技术发展的总趋势。

伴随着络应用的多样化，网络服务将会规范化，这是一个长期的过程，不可能一蹴而就。网络信息真正实现以人为本，是构建诚信繁荣、多样化计算机网络应用的要件。

3、业务综合化

所谓业务综合化，是指计算机网络不仅可以提供数据通信和数据处理业务，而且还可提供声音图形图像等通信和处理业务。

业务综合化要求网络支持所有的不同类型和不同速率的业务，如话音、传真等窄带业务：广播电视高清晰度电视等分配型宽带业务；可视电话、交互式电视、视频会议等交互型宽带业务高速数据传输等突发型宽带业务等等为了满足这些要求，计算机网络需要有很高的速度和很宽的频带。

(1)计算机网络线性增长扩展阅读：

业务综合化带来多媒体网络。一般认为凡能实现多媒体通信和多媒体资源共享的计算机网络，都可称为多媒体计算机网。它可以是局域网、城域网或广域网。

多媒体通信是指在一次通信过程中所交换的信息媒体不只一种，而是多种信息媒体的综合体所以，多媒体通信技术是指对多媒体信息进行表示存贮检索和传输的技术它可以使计算机的交互性、通信的分布性电视的真实性融为体。

❷ 计算机网络发展趋势分析

1计算机网络管理系统发展趋势
1.1分布式网络管理
基于传统集中式网络管理模式下，其利用SNMP对网络设备进行操控，并将设备集为一体，实施有效管理。但随着网络用户的逐渐增长，传统的集中式网络管理形式在音频、视频等数据传输过程中凸显出效率低等问题影响到了网络环境的整体服务水平。因而在信息化发展背景下，应逐步贯穿QOS思想，且将交互问题视为网络管理的核心问题，继而以分布式系统构建形式优化CORBA平台，并依据网络环境，设立多个域对网络设备进行管理，最终以此来为跨平台用户提供良好的信息交互环境，且就此满足其信息传递需求。此外，在分布式网络管理模式下其对网络环境的协调性提出了更高的要求，因而在此基础上应深入探究CORBA技术，且赋予网络系统数据采集、集中管理、分发代码等功能，以此来营造灵敏度较高的网络空间。
1.2综合化网络管理
综合化网络管理是基于多种级制的支撑下实现的，同时在综合化网络管理环境下应依据网络空间设置总操作台，从而透过操作台实现对子网业务、故障定位、故障排除的全面掌控，且以互连的多个网络管理形式来实现高效率的网络环境管理状态。例如，IP网络、SDH网络均为综合化网络管理形式的体现。此外，当代网络电视在系统监控、管理过程中即结合网络互联的特点，对数字干线传输、HFC综合接入网、分前端机供电方供电等多个网管系统实施互联的管理形式，最终由此缓解了网络设备复杂性问题，且就此满足了当代群众网络环境需求。另外，在综合化网络管理模式下要求相关技术人员应针对已经存在的子网管理系统进行深入分析，继而由此构建综合网络管理系统，实施高效率网络管理模式。
2可拓展视角下计算机网络管理系统技术
2.1分布式失效检测技术
2.1.1轮询方法
基于可拓展视角下为了保障网络管理系统的安全性，逐渐将轮询失效检测方法应用于网络管理环境下，即由检测者定期发送查询请求，同时以被检测对象接收信息后“回”或者“不回”的行为对其“活动”、“实效”状态进行判断。此外，基于轮询检测方法应用的基础上，要求检测者应在一轮查询完成后，针对“活动”检测对象展开新一轮的检测行为，最终由此实现对网络管理系统的有效管理。另外，由于在“轮询”过程中检测者承担着主要职能，因而在检测对象选择过程中应确保其合理性，同时赋予检测设备ICMPEcho发送功能，继而通过检测数据的发送判断IP层端ICMPEchoReply信息接收情况，即其设备数据传输功能的有效性。另外，轮询检测方法亦可应用于客户服务情况检测过程中，即以客户访问模拟形式要求Ping发送查询请求，从而透过服务速度来判断分布式失效情况，并对其展开行之有效的处理[2]。
2.1.2心跳检测法
心跳检测法的简称为HB，HB检测即通过定期发送预约消息的形式来对分布式失效情况进行判断。在心跳检测法中，检测者处于被动的地位，即其需根据被检测者的“心跳信息”反馈数据对检测对象“活动”、“失效”状况进行识别。如，基于检测者、被检测者分别为c、d的条件下，c会在△t时间内发送hi个HB消息，同时d在第i个消息接收后会对消息进行相应的反馈，而如若第i+1个消息发送时，d仍无反应，则表示计算网络管理系统分布式失效。同时，在心跳检测过程中应注重用T0(预约超时时间）+Ti来表示Ti+1，继而由此来简化检测过程。从以上的分析中即可看出，HB检测法中对被检测对象HB消息接收质量提出了更高的要求，因而在对此方法进行应用的过程中应着重提高对其的重视程度。例如，LinuxHA系统在实施网络管理环节的过程中即对HB检测方法进行了合理的运用，继而由此满足了人们网络服务需求，且为其营造安全、可靠的网络空间[3]。
2.2Web服务器技术
随着信息化技术的不断发展，网络管理系统为了实现高效率的信息传递、发送目标，以LAN、WAN分布于多台Web服务器的形式满足了受众网络应用需求，同时通过组织调度规划实现对用户Web请求的协调处理，最终由此提升整体网络服务质量。在Web服务器应用过程中CARD方法的应用得到了较大的成效，即以前端机设置的形式处理用户流量请求，同时通过IP映像的设计，便于各站点在主机请求转发信息接收后对请求信息进行处理，达到高质量信息处理状态。另外，在CARD处理模式下，要求计算机主机应先对用户请求信息内容进行深入分析，继而在此基础上通过HTTP协议将信息发送至适宜的站点，即具体的Web服务器，最终基于TCP连接的基础上满足用户网络应用需求[4]。
3结语
综上可知，当前计算机网络管理系统在运行过程中逐渐凸显出效率低等问题影响到了人们对网络资源的有效利用，因而在此基础上，为了营造良好的网络空间，要求相关技术人员在计算机网络管理系统开发过程中应着重强调对Web服务器技术、心跳检测法、轮询方法等的运用，继而由此来应对传统集中式网络管理模式下凸显出的相应问题，且提升整体网络管理系统规划水平，避免不规范管理行为的凸显影响到网络环境的安全性。

❸ 我国计算机网络发展史

纵观我国互联网发展的历程，我们可以将其划分为以下4个阶段：

1. 第一代：远程终端连接，时间：20世纪60年代早期，面向终端的计算机网络：主机是网络的中心和控制者，终端（键盘和显示器） 分布在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的主机。只提供终端 和主机之间的通信，子网之间无法通信。

2. 第二代：计算机网络阶段（局域网），时间：20世纪60年代中期，多个主机互联，实现计算机和计算机之间的通信。包括：通信子网、用户资源 子网。终端用户可以访问本地主机和通信子网上所有主机的软硬件资源。实现了电路交换和分组交换。

3. 第三代：计算机网络互联阶段（广域网、Internet），1981年国际标准化组织(ISO)制订：开放体系互联基本参考模型（OSI/RM），实现不同厂家生产的计算机之间实现互连。TCP/IP协议的诞生。

4. 第四代：信息高速公路（高速，多业务，大数据量），宽带综合业务数字网：信息高速公路 ATM技术、ISDN、千兆以太网。交互性：网上电视点播、电视会议、可视电话、网上购物、网上银行、网络图书馆等高速、可视化。

❹ 什么是计算机发展的动力

高性能计算机发展的动力

高性能计算机技术发展到底到了什么程度？蓬勃发展的机群系统是否可以成就高性能计算的未来？这也是对高性能计算机关注的人士所共同关心的问题。

在SC2003这次超级计算机大会上，中科院计算所专家代表团应邀参加了未来高性能计算机与网格发展的探讨。这些专家带回来的答案对我们国内目前大肆宣扬的机群高性能计算机发展方向正好唱了个反调——国际高性能计算机界的科学家们根本没有人关注Cluster今后会怎么样。“Cluster机群架构系统打开了大量高性能计算应用的大门，就如同当年386使得PC成为大众工具一样，但这并不能等同于高性能计算机技术研究的目标和方向。”这是樊建平对这种反差的解释。确实，从这次TOP500排行榜我们已经看到，美国大学的师生们已经完全可以联手搭建一台Cluster系统排行TOP500第三名，如果科学家还去关心同样的问题也实在没有太大意义。

按照惯例，作为技术领头羊的超级计算机，下一步系统研究的目标定位一定是要能比目前最好系统性能高出10倍～100倍。所以，在SC2003会议上，Petaflops系统如何搭建成了科学家们关注的焦点。樊建平解释说，“过去多年的科研结果使得目前这一批机群系统在性价比方面有很好的表现，但是向Petaflops目标前进的时候，如果再沿这条路继续往下走，成本会越来越高，功耗、可靠性、编程等一系列问题也都会显露出来，所以这条路已经被大家否定。”

那么，什么才是牵引高性能计算机下一步发展的技术动力呢？樊建平给记者讲述了SC2003大会上科学家们所探讨的几个主要方向。

首先是关于Petaflops系统体系结构，即：如何把10万个处理器连接起来？这是Petaflops时代来临之际，系统结构设计师们最为关心的问题。如果可以把10万个处理器成功连接起来，每个处理器只要达到100亿次处理速度，Petaflops系统即可以实现。同时需要指出的是，Petaflops不仅对体系结构设计者是一大挑战，对于程序编译者来说也必须采用一种全新的思路方法。

其次，带宽是下一代高性能计算机架构的另一大挑战。从某种程度上说，目前科学计算主要是受限于带宽（而不是算法），目前国际上各种高速、高带宽的互联技术已经很多，关键是一“走”PCB板就会大打折扣，这已经成为一个很大的瓶颈。为了解决这个问题，光互联技术已经在很多科学家的研究范围之内。另外，从芯片本身来说，很多研究机构正着力于把多数技术在芯片中实现，Memory-in-Processor（处理器集成到内存）、Processor-in-Memory（内存集成到处理器）等芯片技术已经取得很大进展，这将突破以往处理器和内存之间的瓶颈，从而使系统计算能力大大增强。

最后是对效率的重视。以前大家对于高性能计算机一贯是不计代价，一味追求计算速度。但现在这种趋势在变，很多人不仅开始关注高性能计算机从提出问题到解决问题所用的时间，而且会考虑单位空间的flops、单位功耗的flops，甚至单位资金投入所产生的flops等指标。

记者在网络上也看到了这样的消息，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们已经提出一种可以替代现有标准超级计算机和传统机群系统的全新超级计算机设计概念。这些科学家认为，计算的成本应当包括电能、基础设施、空调、占地空间、系统故障修复时间以及系统维护人员工资等，即应该更注重效率和可靠性，而不是超级计算机的原始速度。使用这种设计的第一台超级计算机被命名为“绿色命运（Green Destiny）”系统，基于刀片式结构，由240个计算节点组成，节点上的COTS器件安装在一块由RLX技术公司制造的、0.5英寸大小的母板刀片上（称作RLX ServerBlades）；每块母板刀片含有一个主频为633MHz的Transmeta TM5600处理器，配有256MB存储器、10GB硬盘和3个100Mbps的快速以太网接口；24块这样的母板刀片安装到一个可装卸的3U“RLX System 324”机架中，高度为5.25英寸；10组机架再通过网络开关互连，构成一台6英寸高的标准计算机机柜。据介绍，目前，“绿色命运”的运算速度为每秒1600亿次，造价仅为33.5万美元，可以与速度最快的超级计算机和群集系统相媲美，但能耗只是它们的10%，大小只是它们的25%。据该实验室的研究人员表示，在模拟实验中，如果将“绿色命运”系统的运算能力扩大2000倍，其大小只增加65倍。最为诱人的是，“绿色命运”系统能够在布满灰尘、温度高达85华氏度的房间内连续运行8个月。

另外，记者从IBM也了解到，IBM正在研发的BlueGene/L超级计算机项目到2005年最后完成时，也会在功耗、体积方面相对于目前的高性能计算机有很大改观。李国杰院士也表示，计算所下一步将会把万亿次计算机做到小塔式大小，以方便大家使用。看来，未来的超级计算机将不仅仅是计算速度的巅峰之作，同样在高效率、小体积、稳定性、节能等方面也会成为其他IT产品的典范。
网络效应主导未来计算机产业

看未来，电脑产业将从摩尔定律主导变为网络效应主导。在本次大会上，多位专家的演讲再次证明了这点。

网络效应在经济学界早已熟知了，那就是一种商品的价值随着其消费者的增多而提高。电话就是一个例子。如果全世界只有几百个电话用户，则电话的价值是不大的。公众之所以认识到了电话的价值，电话之所以能够广泛普及，在于电话用户达到了一定的临界量。用户越多，则电话的价值就越大。

对计算机而言，人们还有更精确的规律。比如，麦特考夫定律认为，电脑网络的价值正比于用户数的平方；布朗定律则称电脑网络的价值正比于网络中社区个数的指数。有的民间人士将价值称为生产力，而一些军方人士则将其价值称为战斗力。

这两条定律有三个关键点：
第一，网络要普及，不仅要有物理层面的联通，而且必须是用户看到的，能够方便地使用起来的连通。只是把电脑用网线连起来是不够的，必须在应用层面联通起来，让用户享受到高质量的服务。

第二，网络的价值随着用户数增多而超线性的增长。因此，最优化的方法是将全世界的用户(和系统、应用)都连在一个大网里，彻底消除信息孤岛。同时，在这个连通所有用户的大网里提供尽量多的社区(以及社区带来的高质量服务)，供用户选择。

第三，信息的价值正比于共享程度。网络效应的根本原因是它鼓励信息共享。因此，今后的价值优化发展趋势是，在安全和合法的范围内，最大限度地鼓励信息共享。

网络效应说明了，必须把全球的电脑资源连通为一体，最大限度地共享，方便地提供用户使用，才能最优地增大电脑网络的价值，才能促进电脑的广泛普及。

与会的学者认为，今后20年，摩尔定律仍然将是电脑产业界的基本定律。但是摩尔定律是电脑产业共同的定律，它的一个后果就是大路货化、同质竞争。每一个创新团队要想突破同质竞争、提高竞争力，必需深入思考如何有效地利用摩尔定律去最大限度地发挥网络效应。在今后10年之内，我们将看到两种趋势：

首先,是网络应用，即网络服务将成为最重要的电脑应用。其次是计算机电子中的多种接入设备(如数码相机)和传感器设备(如RFID设备)在很多时候将可能是离线方式工作，成为看起来是单独工作的计算机电子设备。如果我们将时间尺度拉长到今后20年，随着无线通信技术的进展，计算机电子设备(第二次数字浪潮)的缺省方式将有可能变成在线方式，随时随地连通到信息网络的虚拟世界。

其次，Internet路线将成为主流技术路线。基于先进技术和同行共识的开放标准是主要的目标。人们更加主动地参与电脑网络的创新和应用；人们的利益更加得到体现。广大用户不仅是被动的用户和消费者，他们同时将成为信息技术和信息资源的生产者和开发者。信息技术厂家和运营商将难以垄断市场，控制人们的行为。由于网格化趋势，以及由此产生的网络效应、小世界现象、病毒性市场现象，信息产业的技术门槛降低。个人、志愿者团体、小公司产生的先进技术比现在更有可能流行。一个优秀的、领导性的小团队也可能影响产业。

网格计算——未来计算的时代标志

如果我们从用户角度看计算机系统总体结构从1960年到2020年的演变，我们可以总结一条历史经验，姑且称之为三国定律：“天下大势：分久必合、合久必分”；每个分、合阶段大约主导15年。我们已经经历了三种模式。大型机/终端是早期的主导模式，其主要优点是使用方便和易于管理，其主要缺点是开放性差、不易扩展以及价格昂贵。为克服这些缺点，客户/服务器模式应运而生。集中在大型主机中的服务器功能被打散分布到多台独立的开放式服务器，通过网络与各类客户机(工作站、PC，网络终端，NC等)相联。服务器聚集又被称为互联网数据中心(IDC)和服务器堆模式。它用一套物理上集中式服务器同时提供多台独立服务器的功能，并将尽量多的功能从客户端移回集中式服务器端，以提高系统的可管理性。

中科院计算所徐志伟副所长认为，我们目前正在进入一个新的“分”的阶段，即服务器聚集物理上分散到各地，但仍然保持虚拟的单一系统映像。这也可以看成是一种特殊的“合”，即多个IDC的资源被互连成为一个虚拟的网格计算机，各种客户端设备通过功用方式使用网格资源。在这个网络计算时代，孤立的计算机系统、软件和应用将被网络化的产品和服务取代。世界将被互连成为一个开放的、一体化的、资源共享的全球电脑网络，也称为全球大网格，这是电脑广泛普及的必然要求。在兰德公司对于未来信息产业的5项预测中，后4项(广泛互联、普遍计算、传感器、信息网格)都是网格化趋势的一个侧面。

本次大会的相关专家认为，网格化趋势将是计算机广泛普及的主要技术推动力。网格化的特征是网络化、服务化。它将使得网络效应逐步得到充分发挥，从而推动电脑的广泛普及。全球电脑网络将演变成为有结构的小世界。它通过自我组织、通过成长，演变成为一个符合幂数律的动态开放的人机社会。物理世界、数字虚拟空间、人类社会三个世界将通过接入设备(接口设备)和传感器连通成为一个三元世界，组成数字社会。

对于企业来讲，网格计算的核心思想是作为公用设施进行计算。企业用户不用关心数据的位置，或者由哪台计算机处理他的请求，他都能够请求信息或计算，然后发布。这与电力公用设施工作的方式类似，用户并不知道发电机的位置，也不知道电力网的连接方式，用户只需要提出供电请求，就可以获得电力。网格计算的目标就是使计算成为一项公用设施。

实现公用计算有很多途径。最常用的方法是简单地对已有技术提供新的许可政策。例如，一些服务器厂商提倡对大型对称多处理(SMP)服务器进行划分，然后在需要时启动备用处理器功能。这种模式在多年以前就曾在大型机上推行过。

虽然这些大型SMP服务器可以按需提供计算能力，从而实现公用计算，但这些系统的成本并不低。最后，SMP服务器还是需要使用特殊且昂贵的技术来构建，并存在可伸缩性问题。实际上，这种按需计算就像一个大型机，存在高成本和局限性等问题。因此实现真正的技术革命需要寻找其他途径，而这种其他的途径之一就是网格。

从根本上说，网格计算是一个全新的计算体系结构，是为解决公用计算需求而设计的。网格计算将大量服务器和存储器集中在一起，成为一项满足所有企业计算需求的灵活的资源。商务应用程序通过用于身份管理、资源供应等的通用Web服务与网格计算基础架构连接在一起。网格计算基础架构不断分析资源需求，并相应调整资源供应。

点评：通过此次国际计算机创新大会，给记者感触最深的是，普及化、数字化和广泛互联将是未来计算机发展的主要趋势。从应用角度看，大众化、网络化、低成本是决定计算机发展的动力。在未来，任何计算终端都将拥有一定数据处理能力，计算机的发展最终将彻底改变人类的生活方式。

❺ 怎么查询电脑物理地址

步骤如下：

方法一

1.打开【运行】按钮。

(5)计算机网络线性增长扩展阅读：

描述

地址从0开始编号，顺序地每次加1，因此存储器的物理地址空间是呈线性增长的。它是用二进制数来表示的，是无符号整数，书写格式为十六进制数。它是出现在CPU外部地址总线上的寻址物理内存的地址信号，是地址变换的最终结果。用于内存芯片级的单元寻址，与处理器和CPU连接的地址总线相对应。

在计算机科学中，物理地址（英语：physical address），也叫实地址（real address）、二进制地址（binary address），它是在地址总线上，以电子形式存在的，使得数据总线可以访问主存的某个特定存储单元的内存地址。

在和虚拟内存的计算机中，物理地址这个术语多用于区分虚拟地址。尤其是在使用内存管理单元（MMU）转换内存地址的计算机中，虚拟和物理地址分别指在经MMU转换之前和之后的地址。在计算机网络中，物理地址有时又是MAC地址的同义词。这个地址实际上是用于数据链路层，而不是如它名字所指的物理层上的。

❻ 物理地址的首址和末地址

首地址等于基址后面加0，尾地址等于首地址加上段址空间宽度64K，答案为

DS:12100H~220FFH；

ES:0A3010H～0B310FH；

CS:634E0H～734DFH；

(6)计算机网络线性增长扩展阅读：

地址从0开始编号，顺序地每次加1，因此存储器的物理地址空间是呈线性增长的。它是用二进制数来表示的，是无符号整数，书写格式为十六进制数。它是出现在CPU外部地址总线上的寻址物理内存的地址信号，是地址变换的最终结果。用于内存芯片级的单元寻址，与处理器和CPU连接的地址总线相对应。

在计算机科学中，物理地址（英语：physical address），也叫实地址（real address）、二进制地址（binary address），它是在地址总线上，以电子形式存在的，使得数据总线可以访问主存的某个特定存储单元的内存地址。

在和虚拟内存的计算机中，物理地址这个术语多用于区分虚拟地址。尤其是在使用内存管理单元（MMU）转换内存地址的计算机中，虚拟和物理地址分别指在经MMU转换之前和之后的地址。在计算机网络中，物理地址有时又是MAC地址的同义词。这个地址实际上是用于数据链路层，而不是如它名字所指的物理层上的。

❼ 计算机性能随时间是指数型增长还是线性增长

我觉得计算机性能随时间线性增长，如果是指数增长，那计算机性能也是不是太差了！

❽ 计算机网络的最新发展趋势

计算机的发展历史

一、第一台计算机的诞生

第一台计算机(ENIAC)于1946年2月,在美国诞生。

ENIAC PC机
耗资 100万美圆 600美圆
重量 30吨 10kg
占地 150平方米 0．25平方米
电子器件 1．9万只电子管 100块集成电路
运算速度 5000次/秒 500万次/秒

二、计算机发展历史

1、第一代计算机（1946~1958)

电子管为基本电子器件；使用机器语言和汇编语言；主要应用于国防和科学计算；运算速度每秒几千次至几万次。

2、第二代计算机(1958~1964)

晶体管为主要器件；软件上出现了操作系统和算法语言；运算速度每秒几万次至几十万次。

3、第三代计算机(1964~1971)

普遍采用集成电路；体积缩小；运算速度每秒几十万次至几百万次。

4、第四代计算机(1971~ )

以大规模集成电路为主要器件；运算速度每秒几百万次至上亿次。

三、我国计算机发展历史

从1953年开始研究，到1958年研制出了我国第一台计算机

在1982年我国研制出了运算速度1亿次的银河I、II型等小型系列机。
计算机的历史

计算机是新技术革命的一支主力，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。

现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息，处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法，都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则，它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。

信息处理的一般过程，是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并存入计算机内，然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作，直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式，其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。

计算机的历史

现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前，计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。

早在17世纪，欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年，法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置，制成了最早的十进制加法器。1678年，德国数学家莱布尼兹制成的计算机，进一步解决了十进制数的乘、除运算。

英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想，每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。1884年，巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型，但限于当时的技术条件而未能实现。

巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间，电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展，在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管；在系统技术方面，相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。

与此同时，数学、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代，物理学的各个领域经历着定量化的阶段，描述各种物理过程的数学方程，其中有的用经典的分析方法已根难解决。于是，数值分析受到了重视，研究出各种数值积分，数值微分，以及微分方程数值解法，把计算过程归结为巨量的基本运算，从而奠定了现代计算机的数值算法基础。

社会上对先进计算工具多方面迫切的需要，是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后，各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山，已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后，军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间，德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作，几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。

德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3，已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。在美国，1940～1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不过，继电器的开关速度大约为百分之一秒，使计算机的运算速度受到很大限制。

电子计算机的开拓过程，经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序”的演变。1938年，美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年，英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机，在第二次世界大战中得到了应用。

1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC)，最初也专门用于火炮弹道计算，后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机，运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机。但是，这种计算机的程序仍然是外加式的，存储容量也太小，尚未完全具备现代计算机的主要特征。

新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案—电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后于1946年6月，冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7～8月间，他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》，推动了存储程序式计算机的设计与制造。

1949年，英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC)；美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此，电子计算机发展的萌芽时期遂告结束，开始了现代计算机的发展时期。

在创制数字计算机的同时，还研制了另一类重要的计算工具——模拟计算机。物理学家在总结自然规律时，常用数学方程描述某一过程；相反，解数学方程的过程，也有可能采用物理过程模拟方法，对数发明以后，1620年制成的计算尺，己把乘法、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量，于1855年制成了积分仪。

19世纪数学物理的另一项重大成就——傅里叶分析，对模拟机的发展起到了直接的推动作用。19世纪后期和20世纪前期，相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时，人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性，并将主要精力转向了数字计算机。

电子数字计算机问世以后，模拟计算机仍然继续有所发展，并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种，即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。

20世纪中期以来，计算机一直处于高速度发展时期，计算机由仅包含硬件发展到包含硬件、软件和固件三类子系统的计算机系统。计算机系统的性能—价格比，平均每10年提高两个数量级。计算机种类也一再分化，发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机)，以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟—数字混合计算机)等。

计算机器件从电子管到晶体管，再从分立元件到集成电路以至微处理器，促使计算机的发展出现了三次飞跃。

在电子管计算机时期(1946～1959)，计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时，主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型，通常按此对计算机进行分类。

到了晶体管计算机时期(1959～1964)，主存储器均采用磁心存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展，而且中、小型计算机，特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。

1964年，在集成电路计算机发展的同时，计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展，以及微程序技术的发展和应用，计算机系统中开始出现固件子系统。

20世纪70年代以后，计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平，微处理器和微型计算机应运而生，各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用，对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。

微型计算机在社会上大量应用后，一座办公楼、一所学校、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴起，进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。

在电子管计算机时期，一些计算机配置了汇编语言和子程序库，科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段，事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言，和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型，使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。

进入集成电路计算机发展时期以后，在计算机中形成了相当规模的软件子系统，高级语言种类进一步增加，操作系统日趋完善，具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强，明显地改变了计算机的使用属性，使用效率显着提高。

在现代计算机中，外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上，其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强，既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合，又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。

外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等；输入输出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中，对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等。

新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理，而且能面向知识处理，具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。

计算技术在中国的发展 在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代，中国就创造了十进制记数方法，领先于世界千余年。到了周代，发明了当时最先进的计算工具——算筹。这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时，通常编出一套歌诀形式的算法，一边计算，一边不断地重新布棍。中国古代数学家祖冲之，就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。这一结果比西方早一千年。

珠算盘是中国的又一独创，也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具，最初大约出现于汉朝，到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用，而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区，经受了历史的考验，至今仍在使用。

中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等，不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献，而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。例如，张衡制作的水运浑象仪，可以自动地与地球运转同步，后经唐、宋两代的改进，遂成为世界上最早的天文钟。

记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响。中国古代用阳、阴两爻构成八卦，也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼兹写过研究八卦的论文，系统地提出了二进制算术运算法则。他认为，世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。

经过漫长的沉寂，新中国成立后，中国计算技术迈入了新的发展时期，先后建立了研究机构，在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业，并且着手创建中国计算机制造业。

1958年和1959年，中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期，中国研制成功一批晶体管计算机，并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件。60年代后期，中国开始研究集成电路计算机。70年代，中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后，中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用；在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展；建立了计算机服务业，逐步健全了计算机产业结构。

在计算机科学与技术的研究方面，中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面，中国在科学计算与工程设计领域取得了显着成就。在有关经营管理和过程控制等方面，计算机应用研究和实践也日益活跃。

计算机科学与技术

计算机科学与技术是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科，它建立在数学、电子学 (特别是微电子学)、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上。但是，它并不是简单地应用某些学科的知识，而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换、存储、处理、控制和利用的理论、方法和技术。

计算机科学是研究计算机及其周围各种现象与规模的科学，主要包括理论计算机科学、计算机系统结构、软件和人工智能等。计算机技术则泛指计算机领域中所应用的技术方法和技术手段，包括计算机的系统技术、软件技术、部件技术、器件技术和组装技术等。计算机科学与技术包括五个分支学科，即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用。

理论计算机学 是研究计算机基本理论的学科。在几千年的数学发展中，人们研究了各式各样的计算，创立了许多算法。但是，以计算或算法本身的性质为研究对象的数学理论，却是在20世纪30年代才发展起来的。

当时，由几位数理逻辑学者建立的算法理论，即可计算性理论或称递归函数论，对20世纪40年代现代计算机设计思想的形成产生过影响。此后，关于现实计算机及其程序的数学模型性质的研究，以及计算复杂性的研究等不断有所发展。

理论计算机科学包括自动机论、形式语言理论、程序理论、算法分析，以及计算复杂性理论等。自动机是现实自动计算机的数学模型，或者说是现实计算机程序的模型，自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型；程序设计语言是一种形式语言，形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O～3型语言，与图灵机等四类自动机逐一对应；程序理论是研究程序逻辑、程序复杂性、程序正确性证明、程序验证、程序综合、形式语言学，以及程序设计方法的理论基础；算法分析研究各种特定算法的性质。计算复杂性理论研究算法复杂性的一般性质。

计算机系统结构 程序设计者所见的计算机属性，着重于计算机的概念结构和功能特性，硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者所见到的计算机属性，主要是软件子系统和固件子系统的属性，包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等的用户界面。使用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性，则是硬件子系统的概念结构(硬件子系统结构)及其功能特性，包括指令系统(机器语言)，以及寄存器定义、中断机构、输入输出方式、机器工作状态等。

硬件子系统的典型结构是冯·诺伊曼结构，它由运算器控制器、存储器和输入、输出设备组成，采用“指令驱动”方式。当初，它是为解非线性、微分方程而设计的，并未预见到高级语言、操作系统等的出现，以及适应其他应用环境的特殊要求。在相当长的一段时间内，软件子系统都是以这种冯·诺伊曼结构为基础而发展的。但是，其间不相适应的情况逐渐暴露出来，从而推动了计算机系统结构的变革。

计算机组织与实现 是研究组成计算机的功能、部件间的相互连接和相互作用，以及有关计算机实现的技术，均属于计算机组织与实现的任务。

在计算机系统结构确定分配给硬子系统的功能及其概念结构之后，计算机组织的任务就是研究各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令级的各种功能和特性。这种相互联系包括各功能部件的布置、相互连接和相互作用。

随着计算机功能的扩展和性能的提高，计算机包含的功能部件也日益增多，其间的互连结构日趋复杂。现代已有三类互连方式，分别以中央处理器、存储器或通信子系统为中心，与其他部件互连。以通信子系统为中心的组织方式，使计算机技术与通信技术紧密结合，形成了计算机网络、分布计算机系统等重要的计算机研究与应用领域。

与计算实现有关的技术范围相当广泛，包括计算机的元件、器件技术，数字电路技术，组装技术以及有关的制造技术和工艺等。

软件 软件的研究领域主要包括程序设计、基础软件、软件工程三个方面。程序设计指设计和编制程序的过程，是软件研究和发展的基础环节。程序设计研究的内容，包括有关的基本概念、规范、工具、方法以及方法学等。这个领域发展的特点是：从顺序程序设计过渡到并发程序设计和分币程序设计；从非结构程序设计方法过渡到结构程序设计方法；从低级语言工具过渡到高级语言工具；从具体方法过渡到方法学。

基础软件指计算机系统中起基础作用的软件。计算机的软件子系统可以分为两层：靠近硬件子系统的一层称为系统软件，使用频繁，但与具体应用领域无关；另一层则与具体应用领域直接有关，称为应用软件；此外还有支援其他软件的研究与维护的软件，专门称为支援软件。

软件工程是采用工程方法研究和维护软件的过程，以及有关的技术。软件研究和维护的全过程，包括概念形成、要求定义、设计、实现、调试、交付使用，以及有关校正性、适应性、完善性等三层意义的维护。软件工程的研究内容涉及上述全过程有关的对象、结构、方法、工具和管理等方面。

软件目动研究系统的任务是：在软件工程中采用形式方法：使软件研究与维护过程中的各种工作尽可能多地由计算机自动完成；创造一种适应软件发展的软件、固件与硬件高度综合的高效能计算机。

计算机产业

计算机产业包括两大部门，即计算机制造业和计算机服务业。后者又称为信息处理产业或信息服务业。计算机产业是一种省能源、省资源、附加价值高、知识和技术密集的产业，对于国民经济的发展、国防实力和社会进步均有巨大影响。因此，不少国家采取促进计算机产业兴旺发达的政策。

计算机制造业包括生产各种计算机系统、外围设备终端设备，以及有关装置、元件、器件和材料的制造。计算机作为工业产品，要求产品有继承性，有很高的性能-价格比和综合性能。计算机的继承性特别体现在软件兼容性方面，这能使用户和厂家把过去研制的软件用在新产品上，使价格很高的软件财富继续发挥作用，减少用户再次研制软件的时间和费用。提高性能-价格比是计算机产品更新的目标和动力。

计算机制造业提供的计算机产品，一般仅包括硬件子系统和部分软件子系统。通常，软件子系统中缺少适应各种特定应用环境的应用软件。为了使计算机在特定环境中发挥效能，还需要设计应用系统和研制应用软件此外，计算机的运行和维护，需要有掌握专业知识的技术人员，这常常是一股用户所作不到的。

针对这些社会需要，一些计算机制造厂家十分重视向用户提供各种技术服务和销售服务。一些独立于计算机制造厂家的计算机服务机构，也在50年代开始出现。到60年代末期，计算机服务业在世界范围内已形成为独立的行业。

计算机的发展与应用

计算机科学与技术的各门学科相结合，改进了研究工具和研究方法，促进了各门学科的发展。过去，人们主要通过实验和理论两种途径进行科学技术研究。现在，计算和模拟已成为研究工作的第三条途径。

计算机与有关的实验观测仪器相结合，可对实验数据进行现场记录、整理、加工、分析和绘制图表，显着地提高实验工作的质量和效率。计算机辅助设计已成为工程设计优质化、自动化的重要手段。在理论研究方面，计算机是人类大脑的延伸，可代替人脑的若干功能并加以强化。古老的数学靠纸和笔运算，现在计算机成了新的工具，数学定理证明之类的繁重脑力劳动，已可能由计算机来完成或部分完成。

计算和模拟作为一种新的研究手段，常使一些学科衍生出新的分支学科。例如，空气动力学、气象学、弹性结构力学和应用分析等所面临的“计算障碍”，在有了高速计算机和有关的计算方法之后开始有所突破，并衍生出计算空气动力学、气象数值预报等边缘分支学科。利用计算机进行定量研究，不仅在自然科学中发挥了重大的作用，在社会科学和人文学科中也是如此。例如，在人口普查、社会调查和自然语言研究方面，计算机就是一种很得力的工具。

计算机在各行各业中的广泛应用，常常产生显着的经济效益和社会效益，从而引起产业结构、产品结构、经营管理和服务方式等方面的重大变革。在产业结构中已出观了计算机制造业和计算机服务业，以及知识产业等新的行业。

微处理器和微计算机已嵌入机电设备、电子设备、通信设备、仪器仪表和家用电器中，使这些产品向智能化方向发展。计算机被引入各种生产过程系统中，使化工、石油、钢铁、电力、机械、造纸、水泥等生产过程的自动化水平大大提高，劳动生产率上升、质量提高、成本下降。计算机嵌入各种武器装备和武器系统干，可显着提高其作战效果。

经营管理方面，计算机可用于完成统计、计划、查询、库存管理、市场分析、辅助决策等，使经营管理工作科学化和高效化，从而加速资金周转，降低库存水准，改善服务质量，缩短新产品研制周期，提高劳动生产率。在办公室自动化方面，计算机可用于文件的起草、检索和管理等，显着提高办公效率。

计算机还是人们的学习工具和生活工具。借助家用计算机、个人计算机、计算机网、数据库系统和各种终端设备，人们可以学习各种课程，获取各种情报和知识，处理各种生活事务(如订票、购物、存取款等)，甚至可以居家办公。越来越多的人的工作、学习和生活中将与计算机发生直接的或间接的联系。普及计算机教育已成为一个重要的问题。

总之，计算机的发展和应用已不仅是一种技术现象而且是一种政治、经济、军事和社会现象。世界各国都力图主动地驾驭这种社会计算机化和信息化的进程，克服计算机化过程中可能出现的消极因素，更顺利地向高

时代的车轮即将驶进21世纪的大门。人们将怎样面向未来？无论你从事什么工作，也不论你生活在什么地方，都会认识到我们所面临的世纪是科技高度发展的信息时代。计算机是信息处理的主要工具，掌握计算机知识已成为当代人类文化不可缺少的重要组成部分，计算机技能则是人们工作和生活必不可少的基本手段。
基于这样的认识，近年来我国掀起了一个全国范围的学习计算机热潮，各行各业的人都迫切地要求学习计算机知识和掌握计算机技能。对于广大的非计算机专业的人们，学习计算机的目的是应用，希望学以致用，立竿见影，而无须从系统理论学起。
掌握计算机技能关键是实践，只有通过大量的实践应用才能真正深入地掌握它。光靠看书是难以真正掌握计算机应用的。正如同在陆地上是无法学会游泳一样，要学游泳必须下到水中去。同样，要学习计算机应用，必须坐到计算机旁，经常地、反复地操作计算机，熟能生巧。只要得法，你在计算机上花的时间愈多，收获就愈大......

❾ 计算机网络发展的现状与趋势

计算机的发挥现状是甚至是非常好的良好发展前景