计算机有哪些功能？
一谈到计算机很多人就想到了袖珍计算器，计算器是用来进行数值计算的，你可以用它来算账，进行数值的加减乘除。而计算机的用途则要广泛得多，它不仅可以用来进行数值计算，还可以用来进行事务管理、文字处理、图像处理，自动控制、数据处理等。所以要用信息加工或信息处理的概念去了解计算机，科学计算仅是计算机广阔应用领域的一个方面。
刚接触计算机的人，往往被它的种种神奇功能所折服。它能够在浩瀚的太空中，使航天飞机准确地捕捉住卫星；它能够在浩如烟海的资料中迅速查到所需的数据；能够对不测的风云及时作出预报；能够面对错综复杂的市场作出正确决策；不仅能对科学、技术课题进行复杂精确的计算，还能对企业的生产、经营进行全面细致的管理；不仅能够绘画、作曲，还能同世界棋王对奕。总之，它几乎无所不能，它使人类长期的梦想一件件变为现实。
然而，对如此神通广大的东西细加剖析，可以看到计算机又是异常平凡，甚至可以说是最“笨”的东西。因为它无论如何神机妙算，无论能进行多么复杂的计算和推理，归根结底都必须变换成“0”和“1”这两个数值的运算。就是说，计算机用的是二进制运算。
而且对“0”和“1”这两个数值，也还只能做“加法”和“移位”这两种运算。因此，可以说计算机是够“笨”的了。然而这么笨的家伙，怎么就变得那么了不起呢？关键在于它的运算速度比人要快千万倍、甚至几百亿倍。
譬如，一个孩子聪明伶俐，告诉他求25＋76，他花0.1秒钟时间便能心算得出结果是101。另一个孩子笨头笨脑不会心算，只会数豆子。告诉他求25＋76，他要先数25个豆子，再数76个豆子，然后把它们放在一起，再从头数起，才知道答案是101。这样，他总共要数202次豆子才能得出答案。但是，假如他数得非常快，每秒钟能数2万次豆子，因此他只要0.01秒，便能得出正确答案。所以，从客观效果看，后一个孩子反而比前一个孩子聪明。
在这里，“快”可以一俊遮百丑，“快”是使笨人反而显得聪明的奥秘。只要能够灵活、娴熟地运用最基本的简单动作，便能演出一场场精彩的好戏；只要快到一定程度就能使笨变得聪明。
计算机，顾名思义就是用于计算的机器。自从出现了人类社会以来，人们就一直在提高自身征服自然、改造自然的能力，不断地创造和发明工具。一般的工具将人类从繁重的体力劳动中解放出来，而计算机则是把人们从复杂的脑力劳动中解脱出来，计算机可代替人脑进行繁杂的脑力劳动，因此，计算机又俗称“电脑”。
把电子计算机叫电脑，是因为电子计算机有许多功能，如记忆、计算、识别功能，这和人的大脑很相像。人的大脑大约有150亿个脑神经细胞，相当于银河系中恒星的总数。它们时刻产生着千变万化的电信息、化学信息。大脑的信息贮存量比最大刑的计算机多100万倍。大脑的思考能力、判断力、逻辑推理能力、想像力，都是计算机无法比的。
目前我们接触最多的是微型计算机。微型计算机由微处理器、存储器、输人输出设备等构成微处理器也叫中央处理器，就是我们常说的CPU。存储器，包括内存储器和外存储器。内存储器又叫内存，外存储器通常指磁盘，包括软盘和硬盘。输人输出设备有监视器、键盘、鼠标、打印机等。
当前，计算机已广泛运用于社会各个领域，引起了社会的重大变革。各行各业使用计算机，计算机极大地提高了工作效率，并成为人类进入信息时代，步人信息社会起牵引作用的核心技术之核心，其经济和社会地位都不可动摇。
60年代初期，当第一部高能且具一般使用功能的电脑开发成功时，科学家们不再讨论电脑的操作守则，转而讨论电脑语言。将电脑语言比喻为一种“语言”是完全正确的，因为电脑“语言”有特定的语法、叙述方式、执行动作与问问题的方式。
最早的电脑语言是机器语言，因为它是依照机器运作的方式来形成架构，运作过程中的每一个步骤都仔细地编成机械码，简单来说，“A与B相加结果为C”，可能被编写为“取得输入值A，移至记录1；取得输入值B，移入记录2；将记录1与记录2相加，存储于记录3，取出记录3并打印为值C”。较新的机械语言并非自新的硬件发展出来，而是来自于新的组织思维与表达方式，由于数学逻辑是构成许多电脑语言的模式，数学家们对这方面一直拥有独到的洞察力，至今亦然。电脑语言的下一波演进，便是易于使用，人们只要用简易的英语即可撰写程序，之后再由一种称为解读器的程序解读指令，并将其译成机器语言。机器语言至今仍被普遍使用，不过电脑用户并不易见到，因其仅供电脑本身读取。
尽管如此，电脑程序设计仍旧不是一件容易的事，因此电脑语言与释义的终极目标，便是自然语言的程序设计，如此一来，操作者仅需与电脑交谈，而其所下的指令便会自动转译为电脑所能了解的版本。
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2023-07-11 广告
电子计算机是一种能够自动、高速地进行算术和逻辑运算的电子设备。它是20世纪科学技术发展最伟大的发明创造之一，是人类在第三次工业革命中取得的最辉煌成就。
1.世界上第一台电子计算机的诞生
人类在同大自然斗争中，创造并逐步发展了计算工具，早在公元前3000年，中国人就发明了算筹和竹筹计数，唐末创造出算盘，南宋1274年已有算盘和歌诀的记载，算盘是同时具有“算”和“存”的计算工具。1633年，奥芙特德（Oughtred）发明了计算尺。1642年，法国数学家帕斯卡制成第一台齿轮加减法器，是世界最早的用于计算的机器。1671年，德国数学家莱布尼茨发明了可以进行四则运算的机械计算机器。1822年英国数学家查尔斯·巴贝奇设计出差分机，这是世界上第一台真正意义上的机械式计算机。1834年，巴贝奇又设计出分析机，这个由存储数据的“仓库”、数据运算的“工厂”和调度机器运算的“控制桶”构成的设计，已经奠基了计算机的基本结构框架，因此，巴贝奇被称为“计算机之父”。第二次世界大战中，由于新武器研制中的弹道问题涉及许多复杂运算，急需一种能高速、自动计算的机器，因此，在美国陆军部的资助下，由美国宾夕法尼亚大学任教的物理学家约翰·莫齐利和工程师普雷斯伯·埃克特领导下，从1943年开始，经过三年的努力，终于在1946年研制成功世界上第一台电子计算机，取名为ENIAC。ENIAC约占170m2，重约30 t，共使用了17456只电子管，1500个继电器，7000多个电阻，10000多个电容及其他多种电器元件，运行时耗电约150 kW。这样一个庞然大物，仅能存储20个字长10位的十进制数，运算速度也仅为每秒5000次加法运算。尽管如此，ENIAC却开创了人类计算机科学发展的新时代。
为了克服ENIAC的缺点，人们始终没有停顿探索的脚步，许多专家、学者就此发表了研究论文。在普林斯顿大学任教的美国数学家冯·诺依曼发表了题为《电子计算机逻辑结构初探》的报告，提出了程序存储方式，即在计算机中设置存储器，把符号化的计算过程放入其中，执行时依次将存储内容取出并译码，然后按译码结果进行计算，从而实现计算机工作的自动化。冯·诺依曼在研制EDVAC计算机过程中，改进了内存部件，并将计算机内部的十进制编码改为二进制编码。“存储程序”的设想确立为冯氏结构机的设计体系，从此，采用程序存储方式的计算机统称为冯·诺依曼式计算机。
2.计算机发展的重要阶段
从第一台电子计算机诞生至今，它走过了50多年的发展历程，开创了人类社会信息发展史的三个新纪元，即计算机发展的三个重要阶段。
（1）计算机发展的初级阶段 这个阶段大约以ENIAC诞生为标志到个人计算机开始普及之前。尽管那时计算机及其相关外围设备的价格十分昂贵，其应用的领域基本局限于军事、科学计算和大型工业企业的数据处理，但却开创了人类开始用机器代替部分脑力劳动的新纪元。
这一阶段，计算机取得了飞速发展，多次更新换代。计算机划代一般是以计算机核心部件采用的逻辑元件的种类为依据的。
第一代（1946—1956），以电子管为主要逻辑元件，运算速度在5000～40000（次/秒）。体积大、能耗高、速度慢、容量小、价格贵，仅限于军事和科学计算的应用。
第二代（1957—1964），以晶体管为主要逻辑元件，并采用了监控程序，运算速度在几十万至上百万（次/秒）。与第一代计算机相比，体积小、成本低、速度快、功能强、可靠性高，应用领域扩展到工程设计、数据处理和事务管理等方面。
第三代（1965—1970），以中、小规模集成电路为主要逻辑元件，运算速度在百万至几百万（次/秒）。这一代计算机以1964年4月IBM公司推出IBM360计算机为标志，具备了通用化、系列化、标准化的特点。
第四代（1971—20世纪80年代初），以大、超大规模集成电路为主要逻辑元件，运算速度在几百万至几亿（次/秒）。采用了集成度更高的半导体存储器作为主存储器，发展了并行处理技术、分布式系统和计算机网络。在软件方面，发展了分布式操作系统、数据库系统、高级语言及软件工程标准化等，并逐渐形成软件产业。
（2）计算机广泛普及应用阶段 微型计算机的开发应该是在20世纪70年代中期，1975年，美国MITS公司利用Intel8080处理器开发了Altair8800微电脑，得到电子爱好者的推崇，推动了个人计算机软硬件的发展。1976年，美国苹果公司推出Apple个人计算机并得到极大发展。1980年，IBM公司涉足个人计算机领域，为与苹果公司竞争市场，将PC计算机的结构框架公诸于世，并与比尔·盖茨的微软公司合作推出PC-DOS操作系统，使众多廉价的兼容机问世。微型机以DOS为操作系统，以其低廉的价格使之迅速普及并得到广泛应用。从此，计算机不再为少数专业人员所拥有和使用，计算机的发展走向了普及化的新纪元，并为向计算机文化阶段发展奠定了基础。
（3）计算机文化阶段 计算机文化阶段是计算机普及应用到一定程度才出现的。计算机硬件功能不断提高，价格更加低廉；信息压缩与全数字化带来了丰富多彩的多媒体技术；以多媒体技术为基础的虚拟现实技术、3S（GIS，GPS，RS）技术实现的电子地图系统、卫星遥感定位跟踪监控系统等提高了人类认识世界的能力，造福于人类；无处不在的Internet拉近了世界各国的距离，依靠计算机网络技术实现的远程教育、远程医疗诊断系统、数字化图书馆、数字化智能小区已经向我们走来；无线接入技术（蓝牙技术、WAP）实现了手机上网、无线局域网（WLAN）；电脑卡已由早期的光电卡、条码卡、磁卡发展到今天的IC卡、射频卡，带给人们便捷。这一切不断拓展了计算机的应用空间，计算机已经成为一种个人的信息机器，改变着人们的生活。当计算机的应用覆盖到人们社会生活的各个方面时，必然导致人们在思维方式、行为方式、生活方式等方面产生重大变革，这种因具有人脑部分功能的计算机的普遍使用带来的文化变迁形成了计算机文化。从20世纪90年代初开始，多媒体计算机和因特网“信息高速公路”的诞生标志着计算机的发展进入了崭新的阶段，开创了最大限度实现资源共享的新纪元。
3.我国计算机的发展概况
新中国诞生为我国科学技术的发展，也为计算机技术的发展开辟了广阔的发展道路。
1952年，在清华大学成立了以电机系教授闵大可为组长的中国第一个计算机三人研究小组，1954年，小组经扩充和调整，并入以物理学家钱三强为领导的中国科学院近代物理研究所，开始了我国计算机研究的起步。1956年，国家制定科学技术12年远景规划时，把计算机技术列为四大技术之首，成立了计算机技术工作小组，开始进行实质性研发。1958年，我国研制成功第一台电子管计算机（103机）；1959年，研制成功每秒1万次的大型通用电子计算机（104机），从而填补了我国计算机技术领域的空白。华罗庚教授是我国计算机技术的奠基人和我国第一台电子计算机的主要创始人之一。1960年，我国第一台自行设计的通用电子计算机（107机）研制成功并投入运行。1964年，我国开始推出第二代晶体管计算机，如“108”机、“109”机等。1971年，我国研制成功第三代集成电路计算机“150机”，到1973年形成了DJS-100系列国产机。1974～1982年实现了从小规模集成电路计算机到大规模集成电路计算机跨越。1983年，我国研制成功每秒向量运算1000万次的757大型向量计算机。
巨型机是一个国家科学技术水平的标志。从20世纪80年代初开始，我国开始进行巨型机的研制。1983年，向量运算亿次的巨型电子计算机“银河”诞生；1992年，10亿次的“银河”Ⅱ号投入使用；1996年，投入运行的“银河”Ⅲ号机速度为每秒百亿次。1995年曙光1000研制成功，1998年“曙光”2000-I诞生，其峰值运算速度达每秒200亿次浮点运算，打破了国外在大规模并行机技术方面的封锁和垄断；1999年“曙光”2000Ⅱ问世，其峰值运算速度达每秒1117亿次浮点运算，内存高达50GB，成为国家863计划的重大成果。1999年“神威”并行计算机研制成功，其峰值运算速度高达每秒3840亿次浮点运算。“银河”、“曙光”、“神威”计算机的研制成功标志着我国成为世界上具备独立研制高性能计算机能力的少数国家之一。
微型机是一个国家科学技术普及应用水平的标志。20世纪90年代以来，我国在微机方面也取得迅速发展。2001年10月13日，我国第一款通用CPU芯片——“龙芯”诞生，使我国成为能够研究制造计算机芯片的少数国家之一。
在计算机应用领域，我国也取得了辉煌的成就。北京大学王选教授的激光照排技术开创了出版印刷的新时代，这一发明获得了欧洲专利和8项中国专利。王选率领他的团队推出了处于国内外领先地位的“华光”、“方正”电子出版系统，取得了重大的经济和社会效益，使我国的印刷业告别了“铅与火”的历史，进入了“电与光”的时代，王选也被誉为“激光照排之父”。多种汉字键盘输入方法以及汉字扫描输入、手写输入和语音识别输入软件使汉字可以轻松地进入计算机；众多国产多媒体软件的开发，推动了计算机的普及应用；国家“信息高速公路”建设取得突出进展，“金”字工程，如“三金”工程包括国家公用信息网（金桥）、外贸企业间信息系统（金关）、金融业电子货币（金卡）的完成，加快了社会信息化进程。据2002年7月23日CNNIC公布，平均每周至少上网1小时的中国公民人数已超过4580万，排世界第三位。
4.计算机的发展趋势
计算机已经实现了从“数字计算”到“信息处理”的转变。目前，电子计算机的发展趋势，可以概括为“巨型”、“微型”、“网络”、“智能”四个方面。虽然目前我们还不能对未来计算机的发展提出十分确切的时间表，但其发展趋势已经很明朗，即发展高性能计算和提高计算性能。
发展高性能计算可以有两条途径，一是基于现有的半导体集成电路技术和微处理机技术，通过提高并行处理能力来实现；二是突破硅半导体器件的物理限制，发展非传统的新技术，包括超导计算、量子计算、生物计算与光计算等。
提高计算性能也可以有两条途径，一是硬件方面，即研制超高性能器件或部件，如量子器件、超导芯片、光互连和光存储部件、生物分子部件等；二是计算模型和算法设计方面，从根本上突破冯·诺依曼计算机和电子技术的局限，如量子计算和DNA计算模型，都为求解复杂问题开辟了崭新的思路。
5.计算机科学的研究领域
计算机科学注重理论和抽象，计算机工程注重抽象和设计，实际上两者之间本质上没有区别。从研究的范畴，统称为计算机学科。目前，研究所涉及的领域十分广泛，包括：计算机系统结构、程序设计科学与方法论、软件工程理论、人工智能与知识处理、网络和数据库、计算机辅助技术、理论计算机科学和计算机科学史的研究等。计算机科学与技术对人类社会的影响，超过数学作为基本文化基础给人类文化带来的影响和物理学对近代工业革命产生的人类文明带来的影响。可以预见，计算机的发展必然给人类社会带来更加美好的未来。
二、计算机的分类
计算机种类繁多，可以按处理数据的形态、使用范围、规模和功能等不同角度分类。
1.按处理数据的形态分类
（1）数字计算机 数字计算机以二进制数据0和1作为处理对象，是不连续的数字量，处理结果也是以数字形式输出。优点是精度高、存储量大、通用性强。我们通常使用的计算机大多是数字计算机。
（2）模拟计算机 模拟计算机以连续的数据作为处理对象，是以电信号幅值来模拟数值或物理量的大小，如电压、电流、温度等，处理结果也是以连续的数据输出。模拟计算机解题速度快，但不如数字计算机精度高、且通用性差。模拟计算机通常以绘图或量表形式输出结果。
（3）混合计算机 混合计算机是集数字计算机模拟计算机功能优点为一身的计算机。
2.按使用范围分类
（1）通用计算机
（2）专用计算机
3.按规模和功能分类
（1）超级计算机（Supercomputer）
（2）大型计算机（Mainframe）
（3）小型计算机（Minicomputer）
（4）微型计算机（Microcomputer）
三、计算机的特点
（1）运算速度快
（2）计算精度高
（3）存储容量大
（4）自动化程度高
（5）逻辑判断能力强
（6）具有广泛的通用性
四、计算机的主要用途
计算机的用途大概可以归纳为以下几个方面：
（1）数值计算 在科学研究、技术开发、工程设计等进行的科学计算。
（2）数据处理 实现对数值、文字、图表等信息数据及时地加以记录、整理、检索、分类、统计、综合和传递。适用于事务处理、办公自动化、电子数据交换、信息管理、决策支持中的数据处理。
（3）过程控制 包括工业自动监测、自动控制、智能控制等实时控制。
（4）计算机辅助设计（CAD-Computer Aided Design）包括计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助教学（CAI）等，可提高设计质量和自动化程度，缩短设计周期、降低生产成本。
（5）人工智能（AI-Artificial Intelligence）用于复杂系统的模拟仿真，实现自然语言理解与生成、定理机器证明、自动程序设计、自动翻译、图像识别、声音识别、疾病诊断，以及各种专家系统和机器人构造等。近年来人工智能的研究开始走向实用化，成为计算机应用研究的前沿学科。
（6）计算机网络及网络通信 提供地区间、国际间的通信与各种数据的传递与处理，实现软件、硬件信息资源共享。
（7）多媒体技术 实现集声、文、图、像一体化，更接近人类习惯的信息交流方式，广泛应用于文化、教育、娱乐、家庭应用等领域。
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