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计算机技术 编辑
计算机技术的内容非常广泛,可粗略分为计算机系统技术、计算机器件技术、计算机部件技术和计算机组装技术等几个方面。计算机技术包括:运算方法的基本原理与运算器设计、指令系统、中央处理器(CPU)设计、流水线原理及其在CPU设计中的应用、存储体系、总线与输入输出。
计算机技术是指计算机领域中所运用的技术方法和技术手段 ,或指其硬件技术、软件技术及应用技术。计算机技术具有明显的综合特性,它与电子工程、应用物理、机械工程、现代通信技术和数学等紧密结合,发展很快。
第一台通用电子计算机ENIAC就是以当时雷达脉冲技术、核物理电子计数技术、通信技术等为基础的。电子技术,特别是微电子技术的发展,对计算机技术产生重大影响,二者相互渗透,密切结合。应用物理方面的成就,为计算机技术的发展提供了条件:真空电子技术、磁记录技术、光学和激光技术、超导技术、光导纤维技术、热敏和光敏技术等,均在计算机中得到广泛应用。
机械工程技术,尤其是精密机械及其工艺和计量技术,是计算机外部设备的技术支柱。随着计算机技术和通信技术各自的进步,以及社会对于将计算机结成网络以实现资源共享的要求日益增长,计算机技术与通信技术也已紧密地结合起来,将成为社会的强大物质技术基础。
离散数学、算法论、语言理论、控制论、信息论、自动机论等,为计算机技术的发展提供了重要的理论基础。计算机技术在许多学科和工业技术的基础上产生和发展,又在几乎所有科学技术和国民经济领域中得到广泛应用。
系统结构技术
它的作用是使计算机系统获得良好的解题效率和合理的性能价格比。电子器件的进步,微程序设计和固体工程技术的进步,虚拟存储器技术以及操作系统和程序语言等方面的发展,均对计算机系统结构技术产生重大影响。它已成为计算机硬件、固件、软件紧密结合,并涉及电气工程、微电子工程和计算机科学理论等多学科的技术。
系统管理技术
计算机系统管理自动化是由操作系统实现的。操作系统的基本目的在于最有效地利用计算机的软件、硬件资源,以提高机器的吞吐能力、解题时效,便利操作使用,改善系统的可靠性,降低算题费用等。
系统维护技术
计算机系统实现自动维护和诊断的技术。实施维护诊断自动化的主要软件为功能检查程序和自动诊断程序。功能检查程序针对计算机系统各种部件各自的全部微观功能,以严格的数据图形或动作重试进行考查测试并比较其结果的正误,确定部件工作是否正常。
系统应用技术
计算机系统的应用十分广泛。程序设计自动化和软件工程技术是与应用有普遍关系的两个方面。程序设计自动化,即用计算机自动设计程序,是使计算机得以推广的必要条件。早期的计算机靠人工以机器指令编写程序,费时费力,容易出错,阅读和调试修改均十分困难。
①运算与控制技术
计算机的运算和逻辑功能主要是由中央处理器、主存储器、通道或I/O处理器以及各种外部设备控制器部件实现的。中央处理器处于核心地位。运算算法的研究成果对加速四则运算,特别是乘除运算有重要作用,随着器件价格的降低,从逻辑方法上大大缩短进位与移位的时间。
指令重叠、指令并行、流水线作业以及超高速缓冲存储器等技术的应用,可提高中央处理器的运算速度。微程序技术的应用,使原来比较杂乱和难以更动的随机控制逻辑变得灵活和规整,它把程序设计的概念运用于机器指令的实现过程,是控制逻辑设计方法上的一大改进,但因受到速度的限制,多用于中、小型计算机、通道和外部设备部件控制器中。早期计算机的各种控制,均集中于处理器,使系统效率很低。
多道程序和分时系统技术的产生和各种存储器和输入输出部件在功能和技术上的发展,使计算机系统内部信息的管理方法与传输成为重要问题,计算机的控制从集中式走向分布式,出现了存储器控制技术与通道、外部设备部件控制技术等。
②信息存储技术
存储技术使计算机能将极其大量的数据和程序存放于系统之中,以实现高速处理。由于存储手段在容量、速度、价格三者之间存在尖锐矛盾,存储器不得不采取分级的体系,形成存储器的层次结构,自上至下可分为超高速缓冲存储器、高速主存储器(又称内存储器)和大容量外存储器等。主存储器是存储体系的核心,直接参与处理器的内部操作,因此它应具有与处理器相适应的工作速度和足够大的容量。50年代以来虽出现多种基于不同物理原理的存储方法,但均未获得理想的结果。50年代中期,铁氧体磁心存储器问世,沿用达20年之久,直到70年代中期,MOS存储器技术兴起后才逐步被淘汰。
MOS存储器在速度、价格、功耗、可靠性及工艺性能等方面均有很大优越性,是主存储器比较理想的手段。主存储器的工作速度,一直未能跟上处理器,一般慢5~10倍。为充分发挥处理器潜力,出现了超高速缓冲存储器。超高速缓冲存储器通常以与处理器同类的双极型器件构成,使二者速度相匹配,但由于价格较高,容量一般只有主存储器的几百分之一。
计算机巨量的数据,存储于速度较慢价格较低的外存储器中,外存储器主要有磁盘机和磁带机。存储器的层次结构相对缓和了速度、容量、价格三者之间的矛盾,但给用户带来存储空间调度的困难。为此,一般以硬件自动调度缓存空间,使之透明于用户;以虚拟存储方法(见虚拟存储器),在操作系统软件的支持下,实施主存与外存之间的自动调度。
③信息输入输出技术
输入输出设备是计算机送入数据和程序、送出处理结果的手段。输入的基本方法是以穿孔卡片或纸带为载体,经卡片或纸带输入机将数据和程序送入计算机,70年代初期出现的键控软盘数据输入方法(即数据输入站)已逐渐普及。将文字、数据的印刷(或手写)体直接读入计算机的光文字阅读机已经实现,语音图像直接输入计算机的技术也已取得一定成果。
在输出方面,最普通的是建立在击打技术基础上的各类打印机,但速度受到机械运动的限制。非击打技术的输出设备能显著提高速度,主要有将电压直接加在电介质涂覆纸张以取得静电潜像的静电式打印机;靠激光在光导鼓上扫描而形成静电潜像的激光静电式打印机;利用喷墨雾点带电荷后受电极偏转而形成文字的喷墨式打印机等。作为轻便输出手段,则以利用热敏纸张遇热变色原理的热敏打印机比较流行。人机对话输出多采用以显像管进行图像文字显示的终端设备。计算机的输入输出技术正向智能化发展。
计算机技术面临着一系列新的重大变革。诺伊曼体制的简单硬件与专门逻辑已不能适应软件日趋复杂、课题日益繁杂庞大的趋势,要求创造服从于软件需要和课题自然逻辑的新体制。并行、联想、专用功能化以及硬件、固件、软件相复合,是新体制的重要实现方法。计算机将由信息处理、数据处理过渡到知识处理,知识库将取代数据库。自然语言、模式、图像、手写体等进行人-机会话将是输入输出的主要形式,使人-机关系达到高级的程度。砷化镓器件将取代硅器件。
未来计算机发展的几个趋势:
1、巨型化,巨型化是指为了满足尖端科学技术的需求,发展高速、大存储容量、功能强大的超级计算机。
2、多媒体化,计算机处理的传统信息主要是字符和数字。事实上,人们更习惯于图片、文字、声音和图像等各种形式的多媒体信息。
3、网络化,互联网连接全世界的电脑,从此进入互联网时代。
4、人工智能化,计算机人工智能是未来发展的必然趋势。现代计算机功能强大,运行速度快,但与人脑相比,其智能和逻辑能力仍有待提高。
5、微型化,随着微处理器(CPU)的出现,微处理器被应用于计算机中,这降低了计算机的尺寸和成本。另一方面,软件行业的快速发展提高了计算机内部操作系统的便捷性,计算机外部设备也趋于完善。
再次,应了解一点电脑知识的组成及发展,电脑知识分硬件部分的知识和软件部份的知识,硬件部分的知识,如计算机组成原理,硬件的组装,电工电子学等,软件部分的知识,如操作系统(win-dows)的使用,语言程序的使用,办公软件office的使用,一般非计算机专业用户先只要熟练掌握软件部分的知识就足够了,当熟知这些知识后,自然就能由此及彼,由表及里地掌握电脑的其它知识了。
2、Windows;熟练使用操作系统的知识;
3、办公软件应用:熟练处理日常工作、制表、数据处理及输出;
4、数据库应用:把日常对数据做的工作利用数据库语言编程,由电脑批量完成;
5、图形图像处理:专对图形图像处理的软件;
6、安装调试维修:对计算机进行组装,了解各部分功能。
传统方法,循序渐进
按刚才对电脑知识的分类一步一步从电脑基础知识开始学,学了初级学中级,然后再学电脑的其它分支。这种学习在开始时,可能见效不快,但学到后面你会感到对电脑了解更全面,学电脑的其它软件更容易。也就是说通过知识的积累对电脑知识的理解力加强了,学到一定程度,当把电脑各方面的知识都有个了解时,会觉得电脑不过如此。
需要什么就学什么
如果工作需要某方面的电脑知识,就可以着手学习这方面的电脑知识,不用担心不懂电脑的其它方面的知识,通过认真学习需要的电脑知识,同样可以学好电脑,直接应用到工作中,协助工作,做出更好的成绩。电脑知识就是这样能分开学,当熟悉这方面的知识,可再学另一方面的电脑知识,即是由此及彼的学习,同样能完全彻底的掌握电脑。电脑是一种工具,是协助工作和生活的,需要用什么就学什么。这已经足够了。
多上机,多动手
学好电脑的关键就是“上机”,一定要多上机多动手,这样才能把所学到的电脑知识应用起来,才会对计算机的各种脾性更了解。一般来说,上机和学习的课时比最好为3:1,你学一个钟头,上机三个钟头,与学习一个钟头而不上机,效果是完全不同的。在上机过程中会发现很多问题,可以自己动手改善。上机的重要性还体现在学电脑时,甚至对计算机一无所知的情况下,又需要使用它,只要开机,按书上提示直接操作它,就可在几分钟之内掌握它,使用它了。
总之,根据需要选择一种学习方法,经常操作计算机,会很快学好电脑,电脑会成为很好的帮手。
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