计算机网络的最新发展趋势

计算机网络的发展趋势和前景~

虽然电子计算机被人们称为“电脑”，但是现在“电脑”与“人脑”相比较，还有重大的、本质的差异，其中最显著的差异是电脑具有刚性体系结构，而人脑具有柔性体系结构。人脑是人体高级神经中枢系统，是人体的信息中心、控制中心、智能中心。作为人体控制系统的高级生物信息处理机，人脑可被视为具有柔性体系结构的生物智能计算机。在结构与性能方面具有多种优越性。通过从体系结构、应用性能、智能水平方面，对现有的电脑--电子计算机产品与“人脑”--高级生物智能计算机进行了比较分析后，笔者提出了关于柔性智能计算机的设计思想，主要包括：1.柔性自组织式硬件系统结构；2.柔性自适应软件体系结构；3.拟人脑智能特性与功能。拟人脑智能特性与功能中包括：联想式存储系统；推理式运算系统；自动软件设计；自动定时钟频率；自学习、自完善能力；自诊断、自修复能力；自然信息输入能力和自然信息输出能力等。 虽然电子计算机被人们称为"电脑",但是现在"电脑"与"人脑"相比较,还有重大的、本质的差异,其中最显著的差异是电脑具有刚性体系结构,而人脑具有柔性体系结构。因此,人们开始探索--柔性智能计算机的发展前景。 一、电脑刚性体系结构的问题 计算机的发展已经历了四代:电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、超大规模集成电路计算机。前四代计算机在结构和性能方面都取得了巨大的进展,提高了存储容量、运算速度、可靠性与通用性,减少了体积、重量和能耗,降低了制造成本和运行费用,优化了性能/价格比,从而为计算机的规模生产与广泛应用提供了技术条件和物质基础。 但是,前四代计算机在工作原理与体系结构上都没有重大突破,仍是基于冯.诺曼原理的、集中式刚性体系结构的计算机,其主要特征包括:刚性体系结构、集中体系结构、串行工作方式、两态逻辑基础、固定时钟频率、软硬分离模式。 现有电脑虽然在分布式体系结构、并行处理方式上有所改进,但是,大多数计算机产品,如微型计算机,仍是具有上述特征的刚性计算机,在体系结构、应用性能和智能水平方面还存在许多问题。 1.体系结构方面的问题 (1)刚性集中式结构、串行工作方式、固定时钟频率等从原理上限制了计算机的运行速度和处理能力,被称为"冯.诺曼瓶颈"。为了提高运行速度和处理能力,只能求助于不断增加的时钟主频,如从286到586。 (2)由于采用了刚性硬件体系结构及软、硬件分离的模式,因此现有计算机的各种应用系统,必须预先编制相应的应用程序,详细规定每一操作的步骤,计算机的应用功能完全取决于应用软件,刚性硬件只能机械地执行预先编制的程序指令,而不能在运行过程中灵活可调,以适应软件实现和用户的需求。 (3)由于现有电脑以二进制两态逻辑为基础,因此应用计算机求解任何问题都是依靠软件,将各种问题求解转化为一系列布尔代数运算,才能在计算机上实现。然而,许多实际问题都是复杂的、多态逻辑的、非确定性的,而不是简单的、两态逻辑的、确定的,所以,给软件设计、编制、调试和验证增加了困难和故障,导致所谓的"软件危机"。 2.智能水平方面的问题 (1)缺乏推理能力。现有计算机本身并不具有知识推理能力,只能依靠知识工程师开发的基于知识的应用软件,才能利用知识推理,进行问题求解,如专家系统。(2)缺乏理解能力。现有计算机只能在程序流控制下,机械地执行程序指令,完成相应的计算任务或信息处理工作,它并不能理解自身的行为,需要人通过程序告诉它"做什么"、"怎么做",而不能理解"为什么做"。(3)缺乏联想能力。现有计算机本身一般不具备联想功能,如联想检索、联想运算等。"关系数据库"软件只能提供某些类似于联想的检索功能。(4)缺乏自学习功能。现有计算机本身不具有自学习功能,不能自行通过学习,改善其性能,而需要通过人"示教",编制程序,教会计算机工作。(5)缺乏自编程功能。现有计算机还不能进行自动程度设计,实现程序综合和验证,需要依靠编程人员,采用相应的编程辅助工具,进行程序设计和验证。(6)缺乏自组织功能。现有计算机不具备自组织能力,不能依据用户需求自动调整硬件结构和体系结构。(7)缺乏自修复功能。现有计算机一般不具备自动诊断、自动修复其硬件故障或系统软件故障的能力。(8)缺乏自适应能力。不能适应运行环境条件和用户需求的变化,自行调整其时钟频率、运行速度、指令字长,自行寻找其最优工作状态

国家IP与多媒体标准研究组主席蒋林涛先生针对当前网络建设中面临的挑战，在本文中就IP网的关键技术问题、路由器的分代以及由华为公司率先提出的第五代路由器概念，阐述了自己独到的见解，并指出了我国网络产业的发展方向。他认为，人们必须对IP网进行彻底的变革，要采用IP网的核心技术，结合电信网的设计理念，建立新一代的IP网络。当前，全球的电信网、因特网、企业网都正处在一个发展的的关键阶段。人们面临网络建设方向的选择、QoS、安全性和可信任性、可运营性等一系列关键技术问题的解决。下一代IP网概念的提出和第五代路由器产品的开发，都将非常有意义。现状及发展：进入十字路口1.电信网发展进入十字路口：从目前电信网的发展看，第一，TDM技术已经不是未来的发展方向。TDM设备虽然还在生产，但全世界的TDM研发已经全面停止了。第二，由于ATM的许多标准并未得到验证，也不是未来的发展方向。第三，现在的IP网是基于传统的因特网理念，以用户自律为基础，自由发展，缺少管理，是一个非盈利的商业模型。因此，传统的因特网不能成为未来电信网的发展方向。2.Internet发展进入十字路口：因特网对信息化的普及和发展起到了巨大的推动作用，是非常成功的。但是，由于因特网没有一个正常盈利的商业模型，网络缺乏有效的管理和运营手段，面临着诸如安全、QoS等方面的问题，特别是无法有效支持实时业务成为限制其发展的最大障碍。3.企业网建设进入十字路口：在企业网业务已经全面IP化之后，由于传统IP网的安全与服务质量难以得到保证，使目前的企业网建设中IP数据网、视频网、语音网分别建设，大大增加了建网与管理成本。建设一个能承载综合业务、具有高服务质量保证并兼具可管理可控制可信任特点的IP网络成为迫切的需求。关键技术问题目前运营商和用户迫切需要一个高安全、高可靠、可管理、可运营的IP网，而依靠目前的路由器技术实现起来是比较困难的。诸如QoS、安全性和可信任性、IP网的可运营性等关键技术成为未来网络发展重点。1.IP网的服务质量问题：随着网络设备技术上的快速发展、路由器性能的极大提高、以及DWDM的大量商用，传输成本大为降低。而Internet上的业务发展相对较慢，从而使得网络处于相对轻载状态，可以在Internet上开展丰富的数据、语音、视频等综合业务，开展电话通信等等。然而目前面临如何调配这些丰富网络资源以满足不同业务对网络资源的需求，进而满足不同业务的不同服务质量要求的难题。服务质量是从业务层面来衡量的。要真正解决服务质量问题，不是只在网络层采取技术措施可以解决的，而是从应用层到网络层多层联合起来考虑才有望解决。IP网是一个不面向连接的网，因而任何面向连接的技术措施，都是违背IP网的设计初衷的。要解决IP网业务的服务质量问题，最理想的方法是仍采用不面向连接的“分类服务”技术来解决，将IP网中的业务分为几类，对每一类业务分配合适的网络资源，以保证该类业务必需的服务质量。IP网的服务质量问题目前主要是缺乏统一规划和统一协议，致使“分类服务”技术并没有真正得到广泛应用。2.IP网的安全性和可信任性：目前不少人，包括IP领域的部分专家认为IP网是一个不安全的网，用于一般的信息检索是很好的，但不能用于加载重要的业务数据，不能用来承载重要的商用业务网。因此，电信业务网不敢用公众IP网来承载，甚至大型企业网的业务数据都不敢加载到企业公用IP网上去。电信用户十分自然地认为电信的X.25、F.R、ATM三个数据网是安全的网络。这三个数据网是具有端到端寻址能力的网络，目前承担着大量要求高度安全的业务。面向连接工作方式是在端到端之间的应用，必须通过信令建立端到端的连接后，才能进行通信；而不面向连接工作方式是在端到端展开业务应用之前无须通过信令来建立连接，直接可以进行通信。对于业务系统来说，端到端之间通信的安全性其关键是端到端之间信任关系的建立，面向连接的工作方式是在连接建立之前确定信任关系，不面向连接的工作方式是要在通信过程中确定信任关系。但从安全强度来看，两种工作方式的安全强度又是相同的。目前电信级的IP网只是简单的照搬基于Internet理念的IP网，尽可能向用户提供一个自由方便的工作平台，除了为了维持网络的生存收取一定的网络接入费，并为此具有一定的用户鉴权等管理机制外，其余的事情网络运营者一概不管。长期以来由于Internet的这种无序和不管理，导致了Internet网络管理机制和设计理念相当程度轻视了它的安全性和可信任性。而IP网络运营者必须采用一切技术措施来确保网络的安全性和可信任性，必须对网络的管理负责。3.可运营、可管理：Internet早期发展的主要任务是实现计算机互联，用户在此基础上获得诸如E－mail、FTP、WWW等传统数据业务，网络只是“尽力而为”地提供传输服务，无QoS保证，无售后服务保证，安全问题也是由用户自行解决。而电信网是提供商业服务的，它所提供的电信服务是一种商品，因而它既要保证QoS，又要有足够的安全性、可靠性，还要确保售后服务的能力，同时，网络还必须有很强的可管理性和可维护性。因此电信级IP网绝不能简单地将现有Internet使用的IP技术照搬过来，而是必须对IP网进行彻底的变革，有效地解决用户的接入管理、网络的资源管理（业务系统和网络层资源管理和控制的交互）、网络的安全管理、对网络节点及业务节点的监测、对业务进程的监视、完备的运行维护体系等等这些关系到运营、管理的技术难点。路由器的分代及第五代路由器Internet网络从产生到现在，路由器在短短的几十年时间里就经历了五代的技术革新。随着Internet上各种新业务的迅速发展，Internet已经转变为具有商业价值的承载网，它必须为所承载的每一类业务提供所需要的服务质量保证和维护管理，因此业界提出了“基于网络处理器的分布式硬件转发”的第五代路由器。我们可以发现第五代路由器是综合了以往四代的技术优势发展起来的。在第四代路由器中采用了硬件转发模式，解决了带宽容量和性能不足的瓶颈问题，但是基于ASIC的硬件转发在获取高性能的同时，牺牲了业务灵活性。在设计ASIC芯片的时候，对转发流程进行了大量优化，使得IP转发以简单而固定的方式来实现，从而固化下来，做到硬件化。如果在IP转发中，还要进行一些复杂的额外处理的话，ASIC就无能为力了。ASIC的设计周期很长，通常需要二到三年才能设计出一个稳定运行的ASIC芯片。业务对转发流程有影响，需要转发程序适度调整来获得高品质支持。ASIC在这方面表现出严重的不足。第五代路由器在硬件体系结构上继承了第四代路由器的成果，即仍然采用硬件转发模式和交换网式结构，在关键的IP转发和业务流程处理上采用了可编程的、专为IP网络设计的网络处理器技术，替代了原来的ASIC技术，通过软件来控制处理流程。对于一些复杂的标准的操作（如路由表查找算法、QoS的拥塞控制算法等）则采用硬件协处理器来提高处理性能。实现软件业务灵活性和高性能硬件转发的有机结合。第五代路由器由于有了业务灵活性，因此可以把近些年发展起来的MPLS技术、VPN技术、QoS技术、流量工程技术、可控组播技术、用户管理技术等诸多技术融合进来，成为拥有灵活业务能力的高性能网络设备。IP网的发展趋势下一代IP网络将采用IP网的核心技术（分组交换、不面向连接），结合电信网的设计理念，建立一个更大、更快、更安全、可信任、为用户提供灵活业务的可管理网络，为营运商提供一个可以达到电信网服务质量保证的IP网，建立可赢利的商业模型。第五代路由器将在下一代IP网的发展中发挥很好的作用。由于第五代路由器采用了有智能的网络处理器（NP），可以灵活地加进去很多功能，诸如对用户的管理、对安全的管理等等。采用第五代路由器还可以提供严格的管理，能够把不同的业务、用户严格隔离，为IP网提供极高的安全保障。第五代路由器完全适应下一代IP网可管理可运营的发展要求。我国网络厂商面临的机遇和挑战我国IT产业虽然制造规模很大，但是拥有核心技术较少，产业利润较低。下一代IP网络的兴起，对我国网络厂商既是机会也是挑战。我国网络厂商应充分抓住这个机遇，积极发展具有基础性、带动性和高附加值的自有核心技术，尽快建立起自主的网络研究、网络处理器设计、软件开发的完整体系，建立起自主的知识产权体系；摆脱发达国家利用市场和标准方面的优势扼杀我们的创新能力，实现跨越式发展，从而大力提高我国信息产业的国际竞争力。我们欣喜地看到，国内的网络设备供应厂商，经过多年的积极探索和踏实努力，已取得巨大的进步。2003年初，华为公司发布了面向下一代IP网络的第五代路由器产品，倡导和采用网络处理器技术开发高端路由器，为我国IT产业发展开创了重要的里程碑。

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，使用效率显著提高。

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著成就。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，显著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，常常产生显著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，可显著提高其作战效果。

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，显著提高办公效率。

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......

---

江口县18673994118： 计算机网络的发展趋势 ？
可田赛明： 当前的中国互联网正呈现出十大发展新趋势. 趋势一:从玩网到用网,网民概念发生突变,网民增长进入“雪崩”期. 在中国,互联网一度作为技术精英或网虫一族玩物...

江口县18673994118： 计算机网络系统的发展趋势 - ？
可田赛明： 1、门户化:包括职级门户,如集团——公司——部门三级办公门户,各办公门户的入口统一但相对独立,需要协作的信息和流程也可以互联互通.还包括内外部门户统一,如OA(内部门户)和网站(外部门户)信息的整合.2、平台化:提供...

江口县18673994118： 计算机网络的发展趋势? - ？
可田赛明： 逐步走向智能化!高速化,人性化!

江口县18673994118： 计算机网络未来的发展趋势如何? ？
可田赛明： 目前,下一代IP网的发展已经成为人们关注的焦点.国家IP与多媒体标准研究组主席蒋林涛先生针对当前网络建设中面临的挑战,在本文中就IP网的关键技术问题、路由器...

江口县18673994118： 计算机网络的发展趋势怎么样? - ？
可田赛明： 现在都说是发展前境很可观,但是找工作却是相当的难找.因为用人单位也是不多的.这或许就是网络发展趋势高的主要原因吧

江口县18673994118： 请简述计算机网络的发展阶段和发展趋势 - ？
可田赛明： 一、计算机网络的形成与发展经历了四个阶段: 第一阶段:计算机技术与通信技术相结合,形成了初级的计算机网络模型.此阶段网络应用主要目的是提供网络通信、保障网络连通.这个阶段的网络严格说来仍然是多用户系统的变种.美国在...

江口县18673994118： 计算机网络未来的发展前景 - ？
可田赛明： 未来将是一个网络无处不在的世界,任何东西都可以进行网络互联,我们可以在我们能够达到的任何地方对我们想要了解的任何东西进行搜索和远程控制.这是一个总体的宏伟设想. 未来网络通信的带宽将会是我们现在想象不到的,未来上网应...

江口县18673994118： 计算机网络技术的发展趋势呈现出哪些特点? - ？
可田赛明： 1.技术先进性计 算机网络技术的发展非常迅速,在计算机应用领域占有越来越重要的地位.必须认识到,建立计算机网络是一个动态的过程,在这个过程中将不断有新技术产生,有新产品出现.因此,一定要采用最先进的组网技术,选用代表当...

江口县18673994118： 计算机网络技术专业的发展趋势 - ？
可田赛明： 计算机网络技术遍及千家万户,事业单位构建信息管理系统局域网,企业单位构建工业管理系统局域网,居民小区构建智能化小区管理局域网.因此,计算机网络技术专业人才需求量大. 湖南信息技术学院计算机网络技术专业于2000年开办,2002年被立项为省级教改试点专业,2009年被评为省级精品专业.采纳哦

江口县18673994118： 未来计算机、电脑、网络的发展趋势是什么？
可田赛明： 那就是三网合一 计算机,网络电视,电话三网