1、在即将来临的21世纪,将会不断地开发出新的品种,而这些新颖的多种多样的计算机,将以其更强大的功能,为世人所瞩目,成为知识经济时代人们的新宠儿。 21世纪是人类走向信息社会的世纪，是网络的时代，是超高速信息公路建设取得实质性进展并进入应用的年代。当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化等方向发展，计算机本身的性能越来越优越，应用范围也越来越广泛，从而使计算机成为工作、学习和生活中必不可少的工具。目录引言1第1章 计算机发展概述3第2章 计算机技术的现状与发展前景特点52.1总概52.2计算机科学技术的现状特点52.2.1技术的快速更新换代52.2.2多领域的渗入52.2.3技术人才的增多6
2、2.3计算机科学技术的发展特点62.3.1多极化62.3.2智能化62.3.3网络化62.3.4多媒体化7第3章 计算机具体技术发展趋势浅析83.1芯片技术析83.2 并行处理技术析83.3 分布式客户/服务器模式83.4 64位操作系统83.5 千兆位网络93.6 网络计算93.7 多媒体技术9第4章 从宏观的角度来看计算机技术的发展114.1 技术方面114.2 构架方面114.3 人机交互124.4 模块化124.5 无线化124.6 专门化124.7 网络化134.8 环保化134.9 人性化134.10 智能化144.11 个性化14第5章 结束语15致 谢15第6章 参考文献16第
3、1章 计算机发展概述计算机的诞生酝酿了很长一段时间。1946年2月，第一台电子计算机ENIAC在美国加州问世，ENIAC用了18000个电子管和86000个其它电子元件，有两个教室那么大，运算速度却只有每秒300次各种运算或5000次加法，耗资100万美元以上。尽管ENIAC有许多不足之处，但它毕竟是计算机的始祖，揭开了计算机时代的序幕。 计算机的发展到目前为止共经历了四个时代：从1946年到1959年这段时期我们称之为“电子管计算机时代”。第一代计算机的内部元件使用的是电子管。由于一部计算机需要几千个电子管，每个电子管都会散发大量的热量，因此，如何散热是一个令人头痛的问题。电子管的寿命最长只
4、有3000小时7，计算机运行时常常发生由于电子管被烧坏而使计算机死机的现象。第一代计算机主要用于科学研究和工程计算。 从1960年到1964年，由于在计算机中采用了比电子管更先进的晶体管，所以我们将这段时期称为“晶体管计算机时代”。晶体管比电子管小得多，不需要暖机时间，消耗能量较少，处理更迅速、更可靠。第二代计算机的程序语言从机器语言发展到汇编语言。接着，高级语言FORTRAN语言和cOBOL语言相继开发出来并被广泛使用。这时，开始使用磁盘和磁带作为辅助存储器。第二代计算机的体积和价格都下降了，使用的人也多起来了，计算机工业迅速发展。第二代计算机主要用于商业、大学教学和政府机关。从1965年到
5、1970年，集成电路被应用到计算机中来，因此这段时期被称为“中小规模集成电路计算机时代”。集成电路（Integrated Circuit，简称r）是做在晶片上的一个完整的电子电路，这个晶片比手指甲还小，却包含了几千个晶体管元件。第三代计算机的特点是体积更小、价格更低、可靠性更高、计算速度更快。第三代计算机的代表是IBM公司花了50亿美元开发的IBM 360系列。从1971年到现在，被称之为“大规模集成电路计算机时代”。第四代计算机使用的元件依然是集成电路，不过，这种集成电路已经大大改善，它包含着几十万到上百万个晶体管，人们称之为大规模集成电路（LargeScale lntegrated Cir
6、cuit简称LSI）和超大规模集成电路（Very Large Scale lntegrated Circuit简称VLSI）。1975年，美国1BM公司推出了个人计算机PC（PersonaI Computer），从此，人们对计算机不再陌生，计算机开始深入到人类生活的各个方面。在计算机的发展过程中，最重要的一个因素是硬件的发展。摩尔定律是30年前提出来的，在过去的30年里都相当准确。摩尔说每18个月CPU的处理速度就会加倍，后来定律不仅仅是覆盖CPU，还延伸到存储、外设等硬件。可以认为摩尔定律在以后的10年或20年里会继续有效，就是说整个存储和计算的发展还会按照指数性的方式前进。另外一个定律是贝
7、尔定律，讲的是如果保持性能不变，每18个月器件的价格或者体积就会减半，就是说价格越来越低。麦特卡夫定律讨论计算和带宽的效应。当我们打电话的时候，一个人和另外一个人沟通，这个时候的价值是1;当我们做广播的时候，一个对多个，价值是N当我们把N个用户和N个装备连接起来的时候，这个价值是按照N平方的速率增长。由于我们有N个用户在这个系统中得到N个平方的价值，那么N就会不断增长，所以我们得到的价值很大。由于N在增加，N平方会越来越大，N就反馈增长，这就是正向的循环，就是网络应。吉尔德定律预测:在未来25年，主干网的带宽将每6个月增加1倍。其增长速度超过摩尔定律预测的CPU增长速度的3倍!把这四个定律联系
8、起来就是网络计算发展的基石。贝尔定律告诉我们上网的设备越来越便宜，体积也会越来越小，因此越来越多的用户可以使用各种智能设备上网;麦特卡夫定律说因为有更多的用户上网，所以这个“网”创造的价值越来越大;由于价值越来越大，又有更多的内用户上网，网络的流量越来越大。吉尔德定律说没有关系，我发展得快，主干网的带宽将每6个月增加1倍，以可以传输这些信息;摩尔定律说传过来的内容我可以存储、处理和控制。变成一个正向的反馈，这也就使得算和网络会继续呈现非线性的、指数的增长第2章 计算机技术的现状与发展前景特点2.1总概上个世纪在美国诞生了第一台计算机肯尼亚克，就开始标志着人类计算机革命的到来。计算机科学技术的迅
9、猛发展，是人类在探索和发现道路上的伟大成果，是结晶了无数计算机工作者的智慧的。计算机在发展过程中已经越来越小巧、反应快速以及贴近人们的生活。以前作为军事以及教育、医疗等用途的计算机技术已经越来越被个人所掌握，计算机进入到个人生活的各个环节。而随着人们物质生活水平的提高，人们对于计算机性能的要求也越来越高，这也反过来激励着计算机科学技术的不断发展和完善。而在总结计算机科学技术的发展现状中，需要充分考虑到计算机本身具有的属性，以及计算机带来的现状改变，综上，计算机科学技术的现状可以总结为以下几点2.2计算机科学技术的现状特点 2.2.1技术的快速更新换代计算机领域是一个需要不断创新的领域，计算机的
10、软硬件在实际的操作运用中会遇到很多的问题，而技术的不断完善更新是计算机科学技术发展的一个重要方面。旧的技术已经不能满足社会对于计算机的需求，而新的技术应运而生，当新的技术被运用到计算机中，计算机会有更高的性能、更灵巧的外观以及跟实用的操作。计算机的硬件方面在采用更多的材料，让其更好地为计算机的功能而服务。而计算机的软件系统，是根据人们的意见反馈以及市场预期，在做着关于观念上最终到技术上的持续创新，让计算机的操作更加接近现代的需要。 2.2.2多领域的渗入计算机科学技术的不断完善，让计算机进入到越来越多的领域。计算机所涉及到的科学运算、过程检测与控制、数据处理、计算机辅助系统等功能，让计算机所涉
11、及的领域逐渐增多，涉及到人类社会的军事、教育、医疗、商业、文化、经济、政治等各个方面。计算机科学技术的加入，使得社会的面貌和生产方式发生了巨大的改变，加快了人们的学习、工作效率，让计算机去计算和操作一些数据和过程，减省人力物力的消耗，提高社会运转效率。 2.2.3技术人才的增多计算机科学技术的发展离不开人才的贡献，由于社会的各个领域几乎都涉及到了计算机技术，社会对这方面专业人才的需求也逐步增大，使得社会加大了对计算机教育的投入，更多的人具有了专业能力，从而更好地参与到社会实践中，并且不断改善计算机的功能。计算机人才的增多会加快计算机技术的发展，将人类的计算机事业推向新的高潮。而随着人们对计算机
12、技术的了解增多，对于计算机的操作以及软硬件方面的问题也越来越了解，计算机知识得到了不断普及。2.3计算机科学技术的发展特点 2.3.1多极化如今，个人计算机已席卷全球，但由于计算机应用的不断深入，对巨型机、大型机的需求也稳步增长，巨型、大型、小型、微型机各有自己的应用领域，形成了一种多极化的形势。如巨型计算机主要应用于天文、气象、地质、核反应、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术领域和国防事业领域，它标志一个国家计算机技术的发展水平。目前运算速度为每秒几百亿次到上万亿次的巨型计算机已经投入运行，并正在研制更高速的巨型机。2.3.2智能化智能化使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力，使计算机成
13、为智能计算机。这也是目前正在研制的新一代计算机要实现的目标。智能化的研究包括模式识别、图像识别、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系统和智能机器人等。目前，已研制出多种具有人的部分智能的机器人。 2.3.3网络化网络化是计算机发展的又一个重要趋势。从单机走向联网是计算机应用发展的必然结果。所谓计算机网络化，是指用现代通信技术和计算机技术把分布在不同地点的计算机互联起来，组成一个规模大、功能强、可以互相通信的网络结构。网络化的目的是使网络中的软件、硬件和数据等资源能被网络上的用户共享。目前，大到世界范围的通信网，小到实验室内部的局域网已经很普及，因特网（Int
14、ernet）已经连接包括我国在内的150多个国家和地区。由于计算机网络实现了多种资源的共享和处理，提高了资源的使用效率，因而深受广大用户的欢迎，得到了越来越广泛的应用。 2.3.4多媒体化多媒体计算机是当前计算机领域中最引人注目的高新技术之一。多媒体计算机就是利用计算机技术、通信技术和大众传播技术，来综合处理多种媒体信息的计算机。这些信息包括文本、视频图像、图形、声音、文字等。多媒体技术使多种信息建立了有机联系，并集成为一个具有人机交互性的系统。多媒体计算机将真正改善人机界面，使计算机朝着人类接受和处理信息的最自然的方式发展。计算机的发展经历了几个阶段和过程，从最开始的军事用途已经遍布到了社会
15、生活的各个方面。计算机科学技术的发展已经深刻地影响到了社会进程，计算机在体积上、性能上等都得到了更大的发展，也更加贴近人们对于计算机的用户需求。计算机的发展趋势呈现出交互式、体验式以及智能化的特征，计算机CPU的速度在加快，外观设计也更加多样化，运用领域更加广发，逐步迈向第五代计算机的新纪元，计算机科学技术的发展是新时代中发展中的一个重要方面。第3章 计算机具体技术发展趋势浅析3.1芯片技术析 从1971年微处理器问世后，计算机经历了4位机、8位机和16位机的时代，90年代初，出现了32位结构的微处理器计算系统，并将进入64位计算时代。自从1991年MIPS公司的64位机R4000问世之后，已
16、陆续有DEC公司的Alpha 21064、21066、21164和21264，HP公司的PA8000IBM/Motorola/Alpha的Power PC 620，Sun的Ultra-SPARC以及Intel公司的Merced等64位机出现。收，在这种正常的无线环境中所产生的掉话。3.2 并行处理技术析并行处理技术括：并行结构、并行算法、并行操作系统、并行语言及其编译系统。另外，并行处理方式有多处理机体系结构、大规模并行处理系统、工作站群（包括工作站机群系统、网络工作站）。目前，MP是指具有100个以下CPU的系统，MPP是指具有100个上以CPU的系统。3.3 分布式客户/服务器模式早期的集
17、中式主机模式逐渐被客户/服务器模式所取代，如今已发展为基于Internet和Web技术的三层模式，在这种模式下，服务器网络通信和应用平台的发展趋势如何，也是人们关注的焦点。服务器技术的发展趋势是由32位机向64位机过渡。DEC已率先实现了这一过渡。预计，在1998-1999年各主要硬件厂商也将完成这一过渡，如HP、IBM、SGI等。服务器的总体结构模式将由目前的UMA、NUMA和MPP等模式发展到利用高速交换设备把多个CPU、内存和I/O模块联接在一起的Crossbar Switches模式，从而将大大提高CPU、内存和I/O的通信带宽与互联能力以及服务器的处理能力，其配置更注重灵活性、可伸缩
18、性和可靠性，而成为下一代高性能服务器。3.4 64位操作系统目前有DEC的Digital Unix 4.0、Open VMS 7.0版（1996年）和SGI公司的Cluter IRIX 6.2版。在19982000年还将有Windows NT（64位）5.0版，SUN的Solaris将支持Intel的Merced 64位芯片，因而64位的Solaris将成为64位Unix的主流。此外，SCO公司也宣布过支持64位OS。2001-2005年64位计算系统将走向成熟。DEC和SGI的64位Unix系统最为完善，包括64位计算的硬件平台、操作系统、应用开发工具。DEC的64位技术处于明显的领先地位，
19、不仅有64位芯片、操作系统、开发工具，还有8000多种应用软件正从32位向64位移植。DEC的Alpha Server 8400、4100和2100已有相当多的用户。未来的5-10年中仍然是纵向技术市场集成，易于实现网络时代各档系统无缝联接的要求。支持Unix/Windows NT集成软件环境，这是未来技术市场发展的大趋势。3.5 千兆位网络千兆位以太网很有吸引力，这主要是因为： 在不影响现有网络的情况下，可获得更高带宽。千兆位以太网与以太网及快速以太网使用相同的变量长度帧格式。无须对网络进行其它改动便可使用千兆位以太网。千兆位以太网是在老的以太网用户中安装的，因而总成本较低。千兆位以太网分为
20、交换式、路由式和共享式多种解决方案。所有的网络技术，包括IP交换技术和Layer交换技术，均与千兆位以太网全面兼容。3.6 网络计算企业管理，特别是经历了库存管理、物料需求计划（MRP）、制造资源计划（MRP-）等发展阶段，如今发展到了企业资源计划（ERP）。企业在生产计划、物资需求、成本核算、营销管理、市场策略等方面的需求构成了企业计算。在21世纪即将到来之际，世界各大硬件公司都提出了自己对未来的看法，诸如IBM的网络中心计算、SCO的Internet计算、Oracle的网络计算、Sybase的分布式计算、Intel的MMX计算、Microsoft的NT计算、DEC的Web计算、HP的可缩放
21、优质服务器、Sun公司的Java计算等。Sun早就提出了“网络就是计算机”的口号。总之，从世界IT发展趋势看，网络计算时代已经到来。3.7 多媒体技术多媒体技术使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，其丰富的声、文、图信息和方便的交互性与实时性，极大地改善了人机界面，改善了计算机的使用方式，为计算机进入人类生活的各个领域打开了大门。因而，尽快发展我国多媒体技术和多媒体产业具有重大意义。多媒体技术是我国信息化工程的接口技术，也是我国计算机产业的关键技术。多媒体技术是解决高清晰度电视、常规电视数字化、交互式电视、点播电视、多媒体电子邮件、远程教学、远程医疗、家庭办公、家庭购物、三电一
22、体化等问题的最佳方法。另外，也是改造传统产业，特别是出版印刷、影视、广告、娱乐等产业的先进技术。多媒体软件开发技术的主要项目有：多媒体数据库开发技术；多媒体通信开发技术;多媒体著作工具开发技术；利用多媒体应用软件，发展多媒体电子出版物的技术。第4章 从宏观的角度来看计算机技术的发展4.1 技术方面计算和通讯技术融合。我们在过去20年中，在计算方面有分步式计算，智计算，无线通讯，远程的、近程的很多多方面的发展，现在计算是建立在通技术和计算技术融合的基础上。应用范围：PC的功能正被开拓到更多的环境、多的设备之上。计算将无处不在，在一电脑上，在一个PDA上，在一个电视、台家电或汽车上，任何地方都有计
23、算，是计算的形式有所改变。智能家电将变成计算的一个很重要的平台。可以现在有电源的地方就会有计算，没有源的地方可能也会有计算，像我们现的钱包、书都会变成计算的方式。新的计算环境不仅仅是现在的电脑，也括手表、电话，包括各种能够想象和想不到的方式。功能和性能：在功能和性能方面，PC将变成所谓PC3，即从过去的个人电脑成为未来的人电脑、通讯和控制（Computing，ommunicationandContr01）三位一体，不再仅仅是一个计算工具，更是一个和控制的平台。比如说在家庭里有许许多的智能家电，PC这个时候很重要的能是把智能家电更好地连接、管理和控起来，把信息存储起来，例如控制家里灯光、音响等，
24、做各种调配工作。4.2 构架方面计算正在走向网格化，就是说计算本身是分布在一张网格上，像电网一样无处不有，而且分布是有机的，这也是目前常说的网格计算。网格计算本身很重要的一个特点就是它更好地集成或者协同了部分资源，这个资源包括硬件的、软件的、通讯的、网络的以及信息的，可以说在更高的层次、更多的层面上把信息更好地运用起来，使得这个过程变得更加优化。所说它可以把很多很多的信息孤岛，或者分布的资源联系起来，因为在Intemet上面，信息本身是一个一个的孤岛，现在由于有了网格计算，可以把物理层、网页、信息层都连接起来。计算的环境：当计算的功能或者整个内容、信息遍布到每一个角落的时候，怎样营造一个安全、
25、可信的环境就变得十分重要，因而最近提出的可信计算也是计算机技术发展的一个保障与前提。可信计算或者可信赖计算本身是一个生态环境，它是可用性、安全性、可信赖性、保密性、易用性的结合，包括硬件、软件、不同的基础设施;包括管理、机制运营的环境，也需要有很多很好的标准，产业的、政府的政策规划也十分重要。4.3 人机交互随着新一代用户界面技术的发展，让人们能够用更自然、更多元的方式和机器“交谈”，让使用计算机像与人交谈一样自然，是一个可以看得见的趋势。其体技术层面随着计算机技术的发展，PC成为我们工作上的工具、生活中的控制中心将是必然的事情。从计算机技术发展的趋势来看，性能的大幅度提高是不容置疑的，而实现
26、性能的飞跃却有多种途径。单单CPU方面就有可能通过“量子计算机”、“DNA计算机”、“光子计算机”等等技术来实现。不过我们认为:性能的大幅提升并不是计算机发展的唯一路线，计算机的发展还应当变得越来越人性化，同时也要注重环保等等，下面从具体的技术层面总结计算机技术的发展趋势。4.4 模块化PC之所以有今天这么大的普及度，就是因为其通用模块化设计起了决定性的推动作用，以后的PC同样也不会牺牲这方面优点，而且还会将它发扬光大，不但在内置板卡中实现模块化，甚至可以提供多个外接插槽，以供使用者加人新的模块，增加性能或功能，使用起来和现在笔记本中的PCMICA比较接近。这种插槽将采用PClExPr以如接口
27、技术，PCIExpress具有高性能高扩展性、高可靠性、易升级性以及低花费的特点，它必然取代现在的PCI总线。同时利用它的热插拔原理我们可以设计出模块化的概念机，也许未来的计算机将是一个密封设备，所有外设都将通过USB或其他外部接口连接。而计算机板卡也通过PCIExp总线支持热插拔。4.5 无线化追求自由一直是人类的梦想，计算机的无线化风潮同样也是人们梦寐以求的。与现在笔记本讲的“无线你的无限”有所不同的是:未来的计算机将实现网络和设备间的无线连接，这将意味着未来在家中使用台式机比现在的笔记本还方便，因为显示器与主机之间也是通过无线来连接的。4.6 专门化其实并不是每一件工作都需要一部高性能的
28、PC才能完成，有时候采用高性能的计算机甚至还有可能带来麻烦，因为高性能势必带来高能耗、高发热量等不良的负面效应。将来的计算机由于从事的工作不同，在性能上、外形上都会有很大的不同。通用PC将逐渐由专用设备（软硬件一体化的计算机）所代替，以提高工作效率。目前我们的身边也正在发生这样的变化，比如售卖彩票的终端、商场里的收银机、银行的终端等等，多是为了提高某一项工作的效率和减少成本，由通用PC逐渐演变而来的。也许这样的趋势出现在我们的家庭生活中，专用的“家庭调控计算机”将成为家中的电器控制中心，为我们控制家中的电灯、冰箱、微波炉、空调等等，把我们的家变成一个智能的家。4.7 网络化计算机已经越来越普及
29、，各种家用电器也开始具备了智能化，这些现象将促进家电与计算机的网络化进程，家庭网络分布式系统将逐渐取代目前单机操作的模式，计算机可以通过网络控制各种家电的运行，并通过互联网下载各种新的家电应用程序，以增加家电的功能，改善家电的性能等等。也可以通过互联网远程遥控家中的家电，在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭，煮好菜，开空调等等。4.8 环保化随着计算机性能的提高，能耗也将越来越大，而且计算机在家庭生活中扮演的角色越来越重要，运行的时间也将变长。为了不让计算机成为家中用电量最大的电器，技术人员也研究各种方法让计算机的能耗降低，比如通过上面提到的专门化的计算机，让计算机的效率大幅提高，从而可以让低性能的硬件系统具备专业的功能，减少能耗。另外通过采用新的架构，比如采用“量子”、“光子”、“DNA”方式代替现有的硅架构的计算机，大幅降低计算机的能耗。耗电的第二大户显示系统，也将因为LCD、OLED等显示器的普及，而不再成为用电大户环保型计算机的另一个特点是，制造计算机的材料方面有很大的变化，重金属和不可回收材料的比例将会进一步降低，可再生材料大行其道，到了那个时候，PC也像现在
