答案優(yōu)選第一臺計算機(jī)的誕生
第一臺計算機(jī)(ENIAC)于1946年2月,在美國誕生。
ENIAC PC機(jī)
耗資 100萬美圓 600美圓
重量 30噸 10kg
占地 150平方米 0．25平方米
電子器件 1．9萬只電子管 100塊集成電路
運(yùn)算速度 5000次/秒 500萬次/秒
二、計算機(jī)發(fā)展歷史
1、第一代計算機(jī)（1946~1958)
電子管為基本電子器件；使用機(jī)器語言和匯編語言；主要應(yīng)用于國防和科學(xué)計算；運(yùn)算速度每秒幾千次至幾萬次。
2、第二代計算機(jī)(1958~1964)
晶體管為主要器件；軟件上出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和算法語言；運(yùn)算速度每秒幾萬次至幾十萬次。
3、第三代計算機(jī)(1964~1971)
普遍采用集成電路；體積縮小；運(yùn)算速度每秒幾十萬次至幾百萬次。
4、第四代計算機(jī)(1971~ )
以大規(guī)模集成電路為主要器件；運(yùn)算速度每秒幾百萬次至上億次。
三、我國計算機(jī)發(fā)展歷史
從1953年開始研究，到1958年研制出了我國第一臺計算機(jī)
在1982年我國研制出了運(yùn)算速度1億次的銀河I、II型等小型系列機(jī)。
計算機(jī)的歷史
計算機(jī)是新技術(shù)革命的一支主力，也是推動社會向現(xiàn)代化邁進(jìn)的活躍因素。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是第二次世界大戰(zhàn)以來發(fā)展最快、影響最為深遠(yuǎn)的新興學(xué)科之一。計算機(jī)產(chǎn)業(yè)已在世界范圍內(nèi)發(fā)展成為一種極富生命力的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。
現(xiàn)代計算機(jī)是一種按程序自動進(jìn)行信息處理的通用工具,它的處理對象是信息，處理結(jié)果也是信息。利用計算機(jī)解決科學(xué)計算、工程設(shè)計、經(jīng)營管理、過程控制或人工智能等各種問題的方法，都是按照一定的算法進(jìn)行的。這種算法是定義精確的一系列規(guī)則，它指出怎樣以給定的輸入信息經(jīng)過有限的步驟產(chǎn)生所需要的輸出信息。
信息處理的一般過程，是計算機(jī)使用者針對待解抉的問題,事先編制程序并存入計算機(jī)內(nèi)，然后利用存儲程序指揮、控制計算機(jī)自動進(jìn)行各種基本操作，直至獲得預(yù)期的處理結(jié)果。計算機(jī)自動工作的基礎(chǔ)在于這種存儲程序方式，其通用性的基礎(chǔ)則在于利用計算機(jī)進(jìn)行信息處理的共性方法。
計算機(jī)的歷史
現(xiàn)代計算機(jī)的誕生和發(fā)展 現(xiàn)代計算機(jī)問世之前，計算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)械式計算機(jī)、機(jī)電式計算機(jī)和萌芽期的電子計算機(jī)三個階段。
早在17世紀(jì)，歐洲一批數(shù)學(xué)家就已開始設(shè)計和制造以數(shù)字形式進(jìn)行基本運(yùn)算的數(shù)字計算機(jī)。1642年，法國數(shù)學(xué)家帕斯卡采用與鐘表類似的齒輪傳動裝置，制成了最早的十進(jìn)制加法器。1678年，德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲制成的計算機(jī)，進(jìn)一步解決了十進(jìn)制數(shù)的乘、除運(yùn)算。
英國數(shù)學(xué)家巴貝奇在1822年制作差分機(jī)模型時提出一個設(shè)想，每次完成一次算術(shù)運(yùn)算將發(fā)展為自動完成某個特定的完整運(yùn)算過程。1884年，巴貝奇設(shè)計了一種程序控制的通用分析機(jī)。這臺分析機(jī)雖然已經(jīng)描繪出有關(guān)程序控制方式計算機(jī)的雛型，但限于當(dāng)時的技術(shù)條件而未能實現(xiàn)。
巴貝奇的設(shè)想提出以后的一百多年期間，電磁學(xué)、電工學(xué)、電子學(xué)不斷取得重大進(jìn)展，在元件、器件方面接連發(fā)明了真空二極管和真空三極管；在系統(tǒng)技術(shù)方面，相繼發(fā)明了無線電報、電視和雷達(dá)……。所有這些成就為現(xiàn)代計算機(jī)的發(fā)展準(zhǔn)備了技術(shù)和物質(zhì)條件。
與此同時，數(shù)學(xué)、物理也相應(yīng)地蓬勃發(fā)展。到了20世紀(jì)30年代，物理學(xué)的各個領(lǐng)域經(jīng)歷著定量化的階段，描述各種物理過程的數(shù)學(xué)方程，其中有的用經(jīng)典的分析方法已根難解決。于是，數(shù)值分析受到了重視，研究出各種數(shù)值積分，數(shù)值微分，以及微分方程數(shù)值解法，把計算過程歸結(jié)為巨量的基本運(yùn)算，從而奠定了現(xiàn)代計算機(jī)的數(shù)值算法基礎(chǔ)。
社會上對先進(jìn)計算工具多方面迫切的需要，是促使現(xiàn)代計算機(jī)誕生的根本動力。20世紀(jì)以后，各個科學(xué)領(lǐng)域和技術(shù)部門的計算困難堆積如山，已經(jīng)阻礙了學(xué)科的繼續(xù)發(fā)展。特別是第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前后，軍事科學(xué)技術(shù)對高速計算工具的需要尤為迫切。在此期間，德國、美國、英國部在進(jìn)行計算機(jī)的開拓工作，幾乎同時開始了機(jī)電式計算機(jī)和電子計算機(jī)的研究。
德國的朱賽最先采用電氣元件制造計算機(jī)。他在1941年制成的全自動繼電器計算機(jī)Z-3，已具備浮點(diǎn)記數(shù)、二進(jìn)制運(yùn)算、數(shù)字存儲地址的指令形式等現(xiàn)代計算機(jī)的特征。在美國，1940～1947年期間也相繼制成了繼電器計算機(jī)MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不過，繼電器的開關(guān)速度大約為百分之一秒，使計算機(jī)的運(yùn)算速度受到很大限制。
電子計算機(jī)的開拓過程，經(jīng)歷了從制作部件到整機(jī)從專用機(jī)到通用機(jī)、從“外加式程序”到“存儲程序”的演變。1938年，美籍保加利亞學(xué)者阿塔納索夫首先制成了電子計算機(jī)的運(yùn)算部件。1943年，英國外交部通信處制成了“巨人”電子計算機(jī)。這是一種專用的密碼分析機(jī)，在第二次世界大戰(zhàn)中得到了應(yīng)用。
1946年2月美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院制成的大型電子數(shù)字積分計算機(jī)(ENIAC)，最初也專門用于火炮彈道計算，后經(jīng)多次改進(jìn)而成為能進(jìn)行各種科學(xué)計算的通用計算機(jī)。這臺完全采用電子線路執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和信息存儲的計算機(jī)，運(yùn)算速度比繼電器計算機(jī)快1000倍。這就是人們常常提到的世界上第一臺電子計算機(jī)。但是，這種計算機(jī)的程序仍然是外加式的，存儲容量也太小，尚未完全具備現(xiàn)代計算機(jī)的主要特征。
新的重大突破是由數(shù)學(xué)家馮·諾伊曼領(lǐng)導(dǎo)的設(shè)計小組完成的。1945年3月他們發(fā)表了一個全新的存儲程序式通用電子計算機(jī)方案—電子離散變量自動計算機(jī)(EDVAC)。隨后于1946年6月，馮·諾伊曼等人提出了更為完善的設(shè)計報告《電子計算機(jī)裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探》。同年7～8月間，他們又在莫爾學(xué)院為美國和英國二十多個機(jī)構(gòu)的專家講授了專門課程《電子計算機(jī)設(shè)計的理論和技術(shù)》，推動了存儲程序式計算機(jī)的設(shè)計與制造。
1949年，英國劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)實驗室率先制成電子離散時序自動計算機(jī)(EDSAC)；美國則于1950年制成了東部標(biāo)準(zhǔn)自動計算機(jī)(SFAC)等。至此，電子計算機(jī)發(fā)展的萌芽時期遂告結(jié)束，開始了現(xiàn)代計算機(jī)的發(fā)展時期。
在創(chuàng)制數(shù)字計算機(jī)的同時，還研制了另一類重要的計算工具——模擬計算機(jī)。物理學(xué)家在總結(jié)自然規(guī)律時，常用數(shù)學(xué)方程描述某一過程；相反，解數(shù)學(xué)方程的過程，也有可能采用物理過程模擬方法，對數(shù)發(fā)明以后，1620年制成的計算尺，己把乘法、除法化為加法、減法進(jìn)行計算。麥克斯韋巧妙地把積分(面積)的計算轉(zhuǎn)變?yōu)殚L度的測量，于1855年制成了積分儀。
19世紀(jì)數(shù)學(xué)物理的另一項重大成就——傅里葉分析，對模擬機(jī)的發(fā)展起到了直接的推動作用。19世紀(jì)后期和20世紀(jì)前期，相繼制成了多種計算傅里葉系數(shù)的分析機(jī)和解微分方程的微分分析機(jī)等。但是當(dāng)試圖推廣微分分析機(jī)解偏微分方程和用模擬機(jī)解決一般科學(xué)計算問題時，人們逐漸認(rèn)識到模擬機(jī)在通用性和精確度等方面的局限性，并將主要精力轉(zhuǎn)向了數(shù)字計算機(jī)。
電子數(shù)字計算機(jī)問世以后，模擬計算機(jī)仍然繼續(xù)有所發(fā)展，并且與數(shù)字計算機(jī)相結(jié)合而產(chǎn)生了混合式計算機(jī)。模擬機(jī)和混合機(jī)已發(fā)展成為現(xiàn)代計算機(jī)的特殊品種，即用在特定領(lǐng)域的高效信息處理工具或仿真工具。
20世紀(jì)中期以來，計算機(jī)一直處于高速度發(fā)展時期，計算機(jī)由僅包含硬件發(fā)展到包含硬件、軟件和固件三類子系統(tǒng)的計算機(jī)系統(tǒng)。計算機(jī)系統(tǒng)的性能—價格比，平均每10年提高兩個數(shù)量級。計算機(jī)種類也一再分化，發(fā)展成微型計算機(jī)、小型計算機(jī)、通用計算機(jī)(包括巨型、大型和中型計算機(jī))，以及各種專用機(jī)(如各種控制計算機(jī)、模擬—數(shù)字混合計算機(jī))等。
計算機(jī)器件從電子管到晶體管，再從分立元件到集成電路以至微處理器，促使計算機(jī)的發(fā)展出現(xiàn)了三次飛躍。
在電子管計算機(jī)時期(1946～1959)，計算機(jī)主要用于科學(xué)計算。主存儲器是決定計算機(jī)技術(shù)面貌的主要因素。當(dāng)時，主存儲器有水銀延遲線存儲器、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓和磁心存儲器等類型，通常按此對計算機(jī)進(jìn)行分類。
到了晶體管計算機(jī)時期(1959～1964)，主存儲器均采用磁心存儲器，磁鼓和磁盤開始用作主要的輔助存儲器。不僅科學(xué)計算用計算機(jī)繼續(xù)發(fā)展，而且中、小型計算機(jī)，特別是廉價的小型數(shù)據(jù)處理用計算機(jī)開始大量生產(chǎn)。
1964年，在集成電路計算機(jī)發(fā)展的同時，計算機(jī)也進(jìn)入了產(chǎn)品系列化的發(fā)展時期。半導(dǎo)體存儲器逐步取代了磁心存儲器的主存儲器地位，磁盤成了不可缺少的輔助存儲器，并且開始普遍采用虛擬存儲技術(shù)。隨著各種半導(dǎo)體只讀存儲器和可改寫的只讀存儲器的迅速發(fā)展，以及微程序技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，計算機(jī)系統(tǒng)中開始出現(xiàn)固件子系統(tǒng)。
20世紀(jì)70年代以后，計算機(jī)用集成電路的集成度迅速從中小規(guī)模發(fā)展到大規(guī)模、超大規(guī)模的水平，微處理器和微型計算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，各類計算機(jī)的性能迅速提高。隨著字長4位、8位、16位、32位和64位的微型計算機(jī)相繼問世和廣泛應(yīng)用，對小型計算機(jī)、通用計算機(jī)和專用計算機(jī)的需求量也相應(yīng)增長了。
微型計算機(jī)在社會上大量應(yīng)用后，一座辦公樓、一所學(xué)校、一個倉庫常常擁有數(shù)十臺以至數(shù)百臺計算機(jī)。實現(xiàn)它們互連的局部網(wǎng)隨即興起，進(jìn)一步推動了計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)從集中式系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)的發(fā)展。
在電子管計算機(jī)時期，一些計算機(jī)配置了匯編語言和子程序庫，科學(xué)計算用的高級語言FORTRAN初露頭角。在晶體管計算機(jī)階段，事務(wù)處理的COBOL語言、科學(xué)計算機(jī)用的ALGOL語言，和符號處理用的LISP等高級語言開始進(jìn)入實用階段。操作系統(tǒng)初步成型，使計算機(jī)的使用方式由手工操作改變?yōu)樽詣幼鳂I(yè)管理。
進(jìn)入集成電路計算機(jī)發(fā)展時期以后，在計算機(jī)中形成了相當(dāng)規(guī)模的軟件子系統(tǒng)，高級語言種類進(jìn)一步增加，操作系統(tǒng)日趨完善，具備批量處理、分時處理、實時處理等多種功能。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信處理程序、網(wǎng)絡(luò)軟件等也不斷增添到軟件子系統(tǒng)中。軟件子系統(tǒng)的功能不斷增強(qiáng)，明顯地改變了計算機(jī)的使用屬性，使用效率顯著提高。
在現(xiàn)代計算機(jī)中，外圍設(shè)備的價值一般已超過計算機(jī)硬件子系統(tǒng)的一半以上，其技術(shù)水平在很大程度上決定著計算機(jī)的技術(shù)面貌。外圍設(shè)備技術(shù)的綜合性很強(qiáng)，既依賴于電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等多門學(xué)科知識的綜合，又取決于精密機(jī)械工藝、電氣和電子加工工藝以及計量的技術(shù)和工藝水平等。
外圍設(shè)備包括輔助存儲器和輸入輸出設(shè)備兩大類。輔助存儲器包括磁盤、磁鼓、磁帶、激光存儲器、海量存儲器和縮微存儲器等；輸入輸出設(shè)備又分為輸入、輸出、轉(zhuǎn)換、、模式信息處理設(shè)備和終端設(shè)備。在這些品種繁多的設(shè)備中，對計算機(jī)技術(shù)面貌影響最大的是磁盤、終端設(shè)備、模式信息處理設(shè)備和轉(zhuǎn)換設(shè)備等。
新一代計算機(jī)是把信息采集存儲處理、通信和人工智能結(jié)合在一起的智能計算機(jī)系統(tǒng)。它不僅能進(jìn)行一般信息處理，而且能面向知識處理，具有形式化推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋的能力，將能幫助人類開拓未知的領(lǐng)域和獲得新的知識。
計算技術(shù)在中國的發(fā)展 在人類文明發(fā)展的歷史上中國曾經(jīng)在早期計算工具的發(fā)明創(chuàng)造方面寫過光輝的一頁。遠(yuǎn)在商代，中國就創(chuàng)造了十進(jìn)制記數(shù)方法，領(lǐng)先于世界千余年。到了周代，發(fā)明了當(dāng)時最先進(jìn)的計算工具——算籌。這是一種用竹、木或骨制成的顏色不同的小棍。計算每一個數(shù)學(xué)問題時，通常編出一套歌訣形式的算法，一邊計算，一邊不斷地重新布棍。中國古代數(shù)學(xué)家祖沖之，就是用算籌計算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間。這一結(jié)果比西方早一千年。
珠算盤是中國的又一獨(dú)創(chuàng)，也是計算工具發(fā)展史上的第一項重大發(fā)明。這種輕巧靈活、攜帶方便、與人民生活關(guān)系密切的計算工具，最初大約出現(xiàn)于漢朝，到元朝時漸趨成熟。珠算盤不僅對中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起過有益的作用，而且傳到日本、朝鮮、東南亞等地區(qū)，經(jīng)受了歷史的考驗，至今仍在使用。
中國發(fā)明創(chuàng)造指南車、水運(yùn)渾象儀、記里鼓車、提花機(jī)等，不僅對自動控制機(jī)械的發(fā)展有卓越的貢獻(xiàn)，而且對計算工具的演進(jìn)產(chǎn)生了直接或間接的影響。例如，張衡制作的水運(yùn)渾象儀，可以自動地與地球運(yùn)轉(zhuǎn)同步，后經(jīng)唐、宋兩代的改進(jìn)，遂成為世界上最早的天文鐘。
記里鼓車則是世界上最早的自動計數(shù)裝置。提花機(jī)原理劉計算機(jī)程序控制的發(fā)展有過間接的影響。中國古代用陽、陰兩爻構(gòu)成八卦，也對計算技術(shù)的發(fā)展有過直接的影響。萊布尼茲寫過研究八卦的論文，系統(tǒng)地提出了二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算法則。他認(rèn)為，世界上最早的二進(jìn)制表示法就是中國的八卦。
經(jīng)過漫長的沉寂，新中國成立后，中國計算技術(shù)邁入了新的發(fā)展時期，先后建立了研究機(jī)構(gòu)，在高等院校建立了計算技術(shù)與裝置專業(yè)和計算數(shù)學(xué)專業(yè)，并且著手創(chuàng)建中國計算機(jī)制造業(yè)。
1958年和1959年，中國先后制成第一臺小型和大型電子管計算機(jī)。60年代中期，中國研制成功一批晶體管計算機(jī)，并配制了ALGOL等語言的編譯程序和其他系統(tǒng)軟件。60年代后期，中國開始研究集成電路計算機(jī)。70年代，中國已批量生產(chǎn)小型集成電路計算機(jī)。80年代以后，中國開始重點(diǎn)研制微型計算機(jī)系統(tǒng)并推廣應(yīng)用；在大型計算機(jī)、特別是巨型計算機(jī)技術(shù)方面也取得了重要進(jìn)展；建立了計算機(jī)服務(wù)業(yè)，逐步健全了計算機(jī)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
在計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的研究方面，中國在有限元計算方法、數(shù)學(xué)定理的機(jī)器證明、漢字信息處理、計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件等方面都有所建樹。在計算機(jī)應(yīng)用方面，中國在科學(xué)計算與工程設(shè)計領(lǐng)域取得了顯著成就。在有關(guān)經(jīng)營管理和過程控制等方面，計算機(jī)應(yīng)用研究和實踐也日益活躍。
計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)
計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是一門實用性很強(qiáng)、發(fā)展極其迅速的面向廣大社會的技術(shù)學(xué)科，它建立在數(shù)學(xué)、電子學(xué) (特別是微電子學(xué))、磁學(xué)、光學(xué)、精密機(jī)械等多門學(xué)科的基礎(chǔ)之上。但是，它并不是簡單地應(yīng)用某些學(xué)科的知識，而是經(jīng)過高度綜合形成一整套有關(guān)信息表示、變換、存儲、處理、控制和利用的理論、方法和技術(shù)。
計算機(jī)科學(xué)是研究計算機(jī)及其周圍各種現(xiàn)象與規(guī)模的科學(xué)，主要包括理論計算機(jī)科學(xué)、計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件和人工智能等。計算機(jī)技術(shù)則泛指計算機(jī)領(lǐng)域中所應(yīng)用的技術(shù)方法和技術(shù)手段，包括計算機(jī)的系統(tǒng)技術(shù)、軟件技術(shù)、部件技術(shù)、器件技術(shù)和組裝技術(shù)等。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)包括五個分支學(xué)科，即理論計算機(jī)科學(xué)、計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計算機(jī)組織與實現(xiàn)、計算機(jī)軟件和計算機(jī)應(yīng)用。
理論計算機(jī)學(xué) 是研究計算機(jī)基本理論的學(xué)科。在幾千年的數(shù)學(xué)發(fā)展中，人們研究了各式各樣的計算，創(chuàng)立了許多算法。但是，以計算或算法本身的性質(zhì)為研究對象的數(shù)學(xué)理論，卻是在20世紀(jì)30年代才發(fā)展起來的。
當(dāng)時，由幾位數(shù)理邏輯學(xué)者建立的算法理論，即可計算性理論或稱遞歸函數(shù)論，對20世紀(jì)40年代現(xiàn)代計算機(jī)設(shè)計思想的形成產(chǎn)生過影響。此后，關(guān)于現(xiàn)實計算機(jī)及其程序的數(shù)學(xué)模型性質(zhì)的研究，以及計算復(fù)雜性的研究等不斷有所發(fā)展。
理論計算機(jī)科學(xué)包括自動機(jī)論、形式語言理論、程序理論、算法分析，以及計算復(fù)雜性理論等。自動機(jī)是現(xiàn)實自動計算機(jī)的數(shù)學(xué)模型，或者說是現(xiàn)實計算機(jī)程序的模型，自動機(jī)理論的任務(wù)就在于研究這種抽象機(jī)器的模型；程序設(shè)計語言是一種形式語言，形式語言理論根據(jù)語言表達(dá)能力的強(qiáng)弱分為O～3型語言，與圖靈機(jī)等四類自動機(jī)逐一對應(yīng)；程序理論是研究程序邏輯、程序復(fù)雜性、程序正確性證明、程序驗證、程序綜合、形式語言學(xué)，以及程序設(shè)計方法的理論基礎(chǔ)；算法分析研究各種特定算法的性質(zhì)。計算復(fù)雜性理論研究算法復(fù)雜性的一般性質(zhì)。
計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 程序設(shè)計者所見的計算機(jī)屬性，著重于計算機(jī)的概念結(jié)構(gòu)和功能特性，硬件、軟件和固件子系統(tǒng)的功能分配及其界面的確定。使用高級語言的程序設(shè)計者所見到的計算機(jī)屬性，主要是軟件子系統(tǒng)和固件子系統(tǒng)的屬性，包括程序語言以及操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件等的用戶界面。使用機(jī)器語言的程序設(shè)計者所見到的計算機(jī)屬性，則是硬件子系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)(硬件子系統(tǒng)結(jié)構(gòu))及其功能特性，包括指令系統(tǒng)(機(jī)器語言)，以及寄存器定義、中斷機(jī)構(gòu)、輸入輸出方式、機(jī)器工作狀態(tài)等。
硬件子系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)是馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)，它由運(yùn)算器控制器、存儲器和輸入、輸出設(shè)備組成，采用“指令驅(qū)動”方式。當(dāng)初，它是為解非線性、微分方程而設(shè)計的，并未預(yù)見到高級語言、操作系統(tǒng)等的出現(xiàn)，以及適應(yīng)其他應(yīng)用環(huán)境的特殊要求。在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，軟件子系統(tǒng)都是以這種馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)而發(fā)展的。但是，其間不相適應(yīng)的情況逐漸暴露出來，從而推動了計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。
計算機(jī)組織與實現(xiàn) 是研究組成計算機(jī)的功能、部件間的相互連接和相互作用，以及有關(guān)計算機(jī)實現(xiàn)的技術(shù)，均屬于計算機(jī)組織與實現(xiàn)的任務(wù)。
在計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定分配給硬子系統(tǒng)的功能及其概念結(jié)構(gòu)之后，計算機(jī)組織的任務(wù)就是研究各組成部分的內(nèi)部構(gòu)造和相互聯(lián)系，以實現(xiàn)機(jī)器指令級的各種功能和特性。這種相互聯(lián)系包括各功能部件的布置、相互連接和相互作用。
隨著計算機(jī)功能的擴(kuò)展和性能的提高，計算機(jī)包含的功能部件也日益增多，其間的互連結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜?，F(xiàn)代已有三類互連方式，分別以中央處理器、存儲器或通信子系統(tǒng)為中心，與其他部件互連。以通信子系統(tǒng)為中心的組織方式，使計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)緊密結(jié)合，形成了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布計算機(jī)系統(tǒng)等重要的計算機(jī)研究與應(yīng)用領(lǐng)域。
與計算實現(xiàn)有關(guān)的技術(shù)范圍相當(dāng)廣泛，包括計算機(jī)的元件、器件技術(shù)，數(shù)字電路技術(shù)，組裝技術(shù)以及有關(guān)的制造技術(shù)和工藝等。
軟件 軟件的研究領(lǐng)域主要包括程序設(shè)計、基礎(chǔ)軟件、軟件工程三個方面。程序設(shè)計指設(shè)計和編制程序的過程，是軟件研究和發(fā)展的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。程序設(shè)計研究的內(nèi)容，包括有關(guān)的基本概念、規(guī)范、工具、方法以及方法學(xué)等。這個領(lǐng)域發(fā)展的特點(diǎn)是：從順序程序設(shè)計過渡到并發(fā)程序設(shè)計和分幣程序設(shè)計；從非結(jié)構(gòu)程序設(shè)計方法過渡到結(jié)構(gòu)程序設(shè)計方法；從低級語言工具過渡到高級語言工具；從具體方法過渡到方法學(xué)。
基礎(chǔ)軟件指計算機(jī)系統(tǒng)中起基礎(chǔ)作用的軟件。計算機(jī)的軟件子系統(tǒng)可以分為兩層：靠近硬件子系統(tǒng)的一層稱為系統(tǒng)軟件，使用頻繁，但與具體應(yīng)用領(lǐng)域無關(guān)；另一層則與具體應(yīng)用領(lǐng)域直接有關(guān)，稱為應(yīng)用軟件；此外還有支援其他軟件的研究與維護(hù)的軟件，專門稱為支援軟件。
軟件工程是采用工程方法研究和維護(hù)軟件的過程，以及有關(guān)的技術(shù)。軟件研究和維護(hù)的全過程，包括概念形成、要求定義、設(shè)計、實現(xiàn)、調(diào)試、交付使用，以及有關(guān)校正性、適應(yīng)性、完善性等三層意義的維護(hù)。軟件工程的研究內(nèi)容涉及上述全過程有關(guān)的對象、結(jié)構(gòu)、方法、工具和管理等方面。
軟件目動研究系統(tǒng)的任務(wù)是：在軟件工程中采用形式方法：使軟件研究與維護(hù)過程中的各種工作盡可能多地由計算機(jī)自動完成；創(chuàng)造一種適應(yīng)軟件發(fā)展的軟件、固件與硬件高度綜合的高效能計算機(jī)。
計算機(jī)產(chǎn)業(yè)
計算機(jī)產(chǎn)業(yè)包括兩大部門，即計算機(jī)制造業(yè)和計算機(jī)服務(wù)業(yè)。后者又稱為信息處理產(chǎn)業(yè)或信息服務(wù)業(yè)。計算機(jī)產(chǎn)業(yè)是一種省能源、省資源、附加價值高、知識和技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、國防實力和社會進(jìn)步均有巨大影響。因此，不少國家采取促進(jìn)計算機(jī)產(chǎn)業(yè)興旺發(fā)達(dá)的政策。
計算機(jī)制造業(yè)包括生產(chǎn)各種計算機(jī)系統(tǒng)、外圍設(shè)備終端設(shè)備，以及有關(guān)裝置、元件、器件和材料的制造。計算機(jī)作為工業(yè)產(chǎn)品，要求產(chǎn)品有繼承性，有很高的性能-價格比和綜合性能。計算機(jī)的繼承性特別體現(xiàn)在軟件兼容性方面，這能使用戶和廠家把過去研制的軟件用在新產(chǎn)品上，使價格很高的軟件財富繼續(xù)發(fā)揮作用，減少用戶再次研制軟件的時間和費(fèi)用。提高性能-價格比是計算機(jī)產(chǎn)品更新的目標(biāo)和動力。
計算機(jī)制造業(yè)提供的計算機(jī)產(chǎn)品，一般僅包括硬件子系統(tǒng)和部分軟件子系統(tǒng)。通常，軟件子系統(tǒng)中缺少適應(yīng)各種特定應(yīng)用環(huán)境的應(yīng)用軟件。為了使計算機(jī)在特定環(huán)境中發(fā)揮效能，還需要設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)和研制應(yīng)用軟件此外，計算機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)，需要有掌握專業(yè)知識的技術(shù)人員，這常常是一股用戶所作不到的。
針對這些社會需要，一些計算機(jī)制造廠家十分重視向用戶提供各種技術(shù)服務(wù)和銷售服務(wù)。一些獨(dú)立于計算機(jī)制造廠家的計算機(jī)服務(wù)機(jī)構(gòu)，也在50年代開始出現(xiàn)。到60年代末期，計算機(jī)服務(wù)業(yè)在世界范圍內(nèi)已形成為獨(dú)立的行業(yè)。
計算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用
計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的各門學(xué)科相結(jié)合，改進(jìn)了研究工具和研究方法，促進(jìn)了各門學(xué)科的發(fā)展。過去，人們主要通過實驗和理論兩種途徑進(jìn)行科學(xué)技術(shù)研究。現(xiàn)在，計算和模擬已成為研究工作的第三條途徑。
計算機(jī)與有關(guān)的實驗觀測儀器相結(jié)合，可對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場記錄、整理、加工、分析和繪制圖表，顯著地提高實驗工作的質(zhì)量和效率。計算機(jī)輔助設(shè)計已成為工程設(shè)計優(yōu)質(zhì)化、自動化的重要手段。在理論研究方面，計算機(jī)是人類大腦的延伸，可代替人腦的若干功能并加以強(qiáng)化。古老的數(shù)學(xué)靠紙和筆運(yùn)算，現(xiàn)在計算機(jī)成了新的工具，數(shù)學(xué)定理證明之類的繁重腦力勞動，已可能由計算機(jī)來完成或部分完成。
計算和模擬作為一種新的研究手段，常使一些學(xué)科衍生出新的分支學(xué)科。例如，空氣動力學(xué)、氣象學(xué)、彈性結(jié)構(gòu)力學(xué)和應(yīng)用分析等所面臨的“計算障礙”，在有了高速計算機(jī)和有關(guān)的計算方法之后開始有所突破，并衍生出計算空氣動力學(xué)、氣象數(shù)值預(yù)報等邊緣分支學(xué)科。利用計算機(jī)進(jìn)行定量研究，不僅在自然科學(xué)中發(fā)揮了重大的作用，在社會科學(xué)和人文學(xué)科中也是如此。例如，在人口普查、社會調(diào)查和自然語言研究方面，計算機(jī)就是一種很得力的工具。
計算機(jī)在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，常常產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，從而引起產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、經(jīng)營管理和服務(wù)方式等方面的重大變革。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中已出觀了計算機(jī)制造業(yè)和計算機(jī)服務(wù)業(yè)，以及知識產(chǎn)業(yè)等新的行業(yè)。
微處理器和微計算機(jī)已嵌入機(jī)電設(shè)備、電子設(shè)備、通信設(shè)備、儀器儀表和家用電器中，使這些產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。計算機(jī)被引入各種生產(chǎn)過程系統(tǒng)中，使化工、石油、鋼鐵、電力、機(jī)械、造紙、水泥等生產(chǎn)過程的自動化水平大大提高，勞動生產(chǎn)率上升、質(zhì)量提高、成本下降。計算機(jī)嵌入各種武器裝備和武器系統(tǒng)干，可顯著提高其作戰(zhàn)效果。
經(jīng)營管理方面，計算機(jī)可用于完成統(tǒng)計、計劃、查詢、庫存管理、市場分析、輔助決策等，使經(jīng)營管理工作科學(xué)化和高效化，從而加速資金周轉(zhuǎn)，降低庫存水準(zhǔn)，改善服務(wù)質(zhì)量，縮短新產(chǎn)品研制周期，提高勞動生產(chǎn)率。在辦公室自動化方面，計算機(jī)可用于文件的起草、檢索和管理等，顯著提高辦公效率。
計算機(jī)還是人們的學(xué)習(xí)工具和生活工具。借助家用計算機(jī)、個人計算機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和各種終端設(shè)備，人們可以學(xué)習(xí)各種課程，獲取各種情報和知識，處理各種生活事務(wù)(如訂票、購物、存取款等)，甚至可以居家辦公。越來越多的人的工作、學(xué)習(xí)和生活中將與計算機(jī)發(fā)生直接的或間接的聯(lián)系。普及計算機(jī)教育已成為一個重要的問題。
總之，計算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用已不僅是一種技術(shù)現(xiàn)象而且是一種政治、經(jīng)濟(jì)、軍事和社會現(xiàn)象。世界各國都力圖主動地駕馭這種社會計算機(jī)化和信息化的進(jìn)程，克服計算機(jī)化過程中可能出現(xiàn)的消極因素，更順利地向高
時代的車輪即將駛進(jìn)21世紀(jì)的大門。人們將怎樣面向未來？無論你從事什么工作，也不論你生活在什么地方，都會認(rèn)識到我們所面臨的世紀(jì)是科技高度發(fā)展的信息時代。計算機(jī)是信息處理的主要工具，掌握計算機(jī)知識已成為當(dāng)代人類文化不可缺少的重要組成部分，計算機(jī)技能則是人們工作和生活必不可少的基本手段。
基于這樣的認(rèn)識，近年來我國掀起了一個全國范圍的學(xué)習(xí)計算機(jī)熱潮，各行各業(yè)的人都迫切地要求學(xué)習(xí)計算機(jī)知識和掌握計算機(jī)技能。對于廣大的非計算機(jī)專業(yè)的人們，學(xué)習(xí)計算機(jī)的目的是應(yīng)用，希望學(xué)以致用，立竿見影，而無須從系統(tǒng)理論學(xué)起。
掌握計算機(jī)技能關(guān)鍵是實踐，只有通過大量的實踐應(yīng)用才能真正深入地掌握它。光靠看書是難以真正掌握計算機(jī)應(yīng)用的。正如同在陸地上是無法學(xué)會游泳一樣，要學(xué)游泳必須下到水中去。同樣，要學(xué)習(xí)計算機(jī)應(yīng)用，必須坐到計算機(jī)旁，經(jīng)常地、反復(fù)地操作計算機(jī)，熟能生巧。只要得法，你在計算機(jī)上花的時間愈多，收獲就愈大......