电子计算技术（电子计算技术）

基本介绍

1．掌握计算机的基本理论、基本知识；

2．掌握计算机系统的分析和设计的基本方法；

3．具有研究开发计算机软、硬件的基本能力；

4．了解与计算机有关的法规；

5．了解计算机科学与技术的发展动态；

6．掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有获取信息的能力。

电子报刊

《芝加哥先驱报》电子报只有4名工作人员。电子报刊将改变印刷版报刊面貌。电子报刊可提供当天报刊的全部内容，还可以提供电脑游戏，报刊在过去曾发表的文章，各类广告，读者与新闻人物，以及读者与读者之间的对话等。美国大部分主要报刊正在尝试电子报刊这一全新的办报形式。日本电气公司也研制成功了便携式电子书籍放像机的样机。电子书籍放像机是用黑白液晶屏幕显示，有磁盘型和芯片卡型两种。芯片卡式电子书籍放像机由于不使用驱动器，其重量仅230克，而磁盘式电子书籍放像机的重量则为650克。新兴的电子报刊的发展前景是十分诱人的。

来源发现

1946年2月15日，在美国宾夕法尼亚大学，世界上第一台电子计算器ENIAC正式投入了运行。在隆重的揭幕仪式上，ENIAC表演了它的〃绝招〃：在1秒钟内进行5000次加法运算；在1秒钟内进行500次乘法运算。这比当时最快的电器计算器的运算速度要抉1000多倍。全场起立欢呼，欢呼科学技术进入了一个新的历史发展时期。

然而，从技术上讲，ENIAC尚未正式运行也就几乎过时了。因为在它正式运行之前，一份新型电子计算器的设计报告，又在计算器发展史上树起了一座新的里程碑！这份设计报告的起草人，就是20世纪天才的数学大师之一、美籍匈牙利数学家冯．诺伊曼。

1903年12月28日，冯．伊曼诞生于匈牙利的布达佩斯市。他从小就显示惊人的数学天赋，相传在6岁时就能心算8位数学除法，8岁时就掌握了微积分，12岁时竟读懂了一部高深的数学著作《函数论》的大意！后来，冯．诺伊曼在〃匈牙利数学之父〃费叶尔的指导下，接受了严格的训练。18岁时，他与指导老师合作，在国外的杂志上发表了第一篇数学论文。

1926年，冯．诺伊曼几乎同时毕业于两所大学：在苏黎世高等技术学院获得〃化学工程〃文凭；在布达佩斯大学获得数学博士证书。

1930年，冯．诺伊曼到了美国，被聘为普林斯顿大学的访问教授。3年之后，年仅30岁的冯．诺伊曼与大科学家爱因斯坦一道，成为普林斯顿高级研究院的首批常任成员。

与冯．诺伊曼一起工作过的人，一致公认他才智过人。他的老师、著名数学家波利亚说：〃冯．诺伊曼是我唯一感到害怕的学生，如果我在讲演中列出一道难题，那幺当我讲演结束时，他总会拿着一张潦草写就的纸片说已把难题解出来了。〃有一次，一个数学家对一个题的5种情况分别用手摇计算器算了一个通宵，第二天去请教冯．诺伊曼，结果他只用7分钟就算出了全部的答案，接着，冯．诺伊曼思考了半个小时，又发现了一种更好的简捷算法。不过，冯．诺伊曼的妻子却认为他〃一点几何头脑也没有〃。有一次，她让冯．诺伊曼去取一杯水，冯．诺伊曼在这幢房子里生活了17年，竟弄不清杯子放在什幺地方，他转了半天，又走回来问妻子玻璃杯放在哪里……。对生活琐事的心不在焉，从另一个侧面反映了他对科学研究的专注。冯．诺伊曼研究问题时精神高度集中，因而能敏锐地抓住问题的本质。

1940年以前，冯．诺伊曼对数学的页献集中在纯粹数学方面。他曾研究〃算子环〃领域达20年之久，一直是这个领域内无可争辩的世界权威；他的另一项辉煌的科学成就，是部分解决了希尔伯特第5问题，为完全解决这著名数学难题作出了重大贡献。

1940年，冯．诺伊曼积极投身于反法西斯战争的洪流，开始了由纯粹数学家到杰出应用数学家的转变过程。在战争年代，他先后被聘为美国海军兵工局等许多单位的顾问，还直接参与了核武器的研制工作，为设计原子弹的最佳结构提出了许多重要建议。

冯．诺伊曼有一个突出的优点，就是善于把人们认为不能用数学处理的实际问题加以公理化、系统化，将抽象的数学理论巧妙地应用于实际生活领域。譬如一次几十名商人参加的交易会，商人们都会谋求有利于自己的最优策略，其数学复杂程度远远超过了太阳系行星的运动，冯．诺伊曼敢于知难而进，用一系列的数学创造揭示这类现象的规律，从而奠定了对策论这门数学分支的基础。

冯．诺伊曼对计算器科学的贡献，尤其为人们所赞赏。有趣的是，将他引向这个领域却纯粹是一个偶然的机会。

1944年夏天，冯．诺伊曼在一个火车站候车时，偶然遇见ENIAC研制小组的负责人之一、数学家格尔斯坦中尉。当时，冯．诺伊曼正为原子弹实验中遇到的大量计算问题而苦恼，譬如有关原子核裂变反应过程问题，需要进行数十亿次初等算术运算，上百名女计算员用台式计算日夜不停地工作，仍然不能按时完成任务。在与格尔斯坦中尉闲聊中冯．诺伊曼听到了ENIAC正在研制的消息，立刻理解了这项工作的深远意义。不久，他就成了研制小组的常客，并对一些关键问题的解决作出了贡献。

那时候，ENIAC的研制工作已经接近尾声，冯．诺伊曼与大一起集中讨论了ENIAC的不足处。1945年3月，他起草了一份〃离散变量自动电子计算器〃的设计报告，对ENIAC作了两项重大的改进。

一项改进是将10进制改为2进制，从而大大简化了计算器的结构和运算过程；另一项改进是将程序与数据一起存贮在计算器内，使得电子计算器的全部运算成为真正的自动过程。

这份设计报告是计算器结构思想一次最重要的改革，标志着电子计算器时代的真正开始。连一向专搞理论的普林斯顿高级研究院，也破例批准了冯．诺伊曼的研制工作。从此，他那崭新的设计思想，深深地烙记在现代电子计算器的基本设计之中。西方科学家们对冯．诺伊曼的工作给予了极高的评价，尊他为〃电子计算器之父〃。

后来，冯．诺伊曼又进一步研究了自动机理论，他用惊人的毅力克服癌症带来的病痛，探索了计算器和人脑机制的类似现象。不幸的是，1957年2月8日，《计算器与人脑》的讲搞尚未写完，冯．诺伊曼便被骨癌夺去了生命。

冯．诺伊曼给世界留下了丰富的科学遗产。他是20世纪最多产的科学家之一，在理论物理学、经济学、气象学等许多科学领域，也都留有他辛勤耕耘的足迹。例如他早年撰写的《量子力学的数学基础》一书，首次将量子力学纳入严格的数学系统，至今仍是理论物理学的经典著作。专家们指出：〃如果按年代先后去探讨冯．诺伊曼的个人志向和学术成就，那就等于探讨了过去30年来科学发展史的概要。〃

到1956年，全世界已经生产了几千台大型电子计算机，其中有的运算速度已经高达每秒几万次。这些电子计算器都以真空管为主要组件，所以叫真空管计算器。利用这一代电子计算器，人们将人造卫星送上了天。这是第一代电子计算器。

第二代电子计算器是晶体管计算器。1956年，美国贝尔实验室用晶体管代替真空管，制成了世界上第一台全晶体管管计算器Lepreachaun。它使计算器的体积、重量、耗电都大为减少。至60年代，世界上已产了3万多台晶体管计算器，运算速度达到了每秒300万次。

第三代电子计算器是中小规模集成电路计算器。1962年，美国得克萨斯公司与美国空军合作，以集成电路为计算器的基本电子组件，制成了一台实验性的样机。在这时期，计算器的体积、功耗都进一步减少，可靠性却大为提高，运算速度达到了每秒4000万次。

第四代电子计算器是大规模集成电路计算器。一般认为这是1970年开始的事。现在，巨型机的运算速度已达到每秒几亿次，在科学研究和经济管理中起着不可替代的作用；而微型机则使计算器的体积与成本大幅度减少，并渗透到工业生产和日常生活的各个角落。今天，要制造一台具有ENIAC同样功能的计算器，体积只要有它的百万分之一也就足够了。

第五代电子计算器的研制工作已经开展多年了，无论是〃梦幻式〃的超导计算器，还是光计算器、生物计算器、人工智能放大器，都已取得了一定的进展。这一代计算机的速度将达到每秒万亿次，能在更大程度上仿真人的智能，并在某些方面超过人的智能。

数学家把聪明给了电子计算器，电子计算器将使数学家变得更加聪明。而且电子计算器不仅是一种工具，它与其它的工具都不相同：电子计算器是人脑的一个侧面的延伸。因为电子计算器不仅具有非凡的计算能力，速度之快令人望尘莫及，而且还能够仿真人的某些思维功能，按照一定的规则进行逻辑判和逻辑推理，代替人的部分脑力劳动。1976年，数学家凭借电子计算器去证明四色定理，〃依靠机器完成了人没有能够完成的事情〃，轰动了整个国际数学界。

电子计算器把人的思维更加有效地引向未知领域。仅仅从这个角度，也不难认识到电子计算器是一项多么伟大的科学发明了。