計算機的應用

2022-10-16 12:27:05 字數 2831 閱讀 7648

一、科學計算

科學計算是計算機最早的應用領域,如航空航天、氣象、軍事等,都離不開準確的計算。

二、資料處理

計算機可對大量的資料進行分類、綜合、排序、分析、整理、統計等加工處理,並可要求輸出結果。如人事管理、衛星**分析、金融管理、倉庫管理、圖書和資料檢索等。

三、實時控制

在工業、科學和軍事方面,利用計算機能夠按照預定的方案進行自動控制,完成一些人工無法親自操作的工作,如汽車生產流水線等。

四、計算機輔助工程

利用計算機輔助系統可以幫助我們快速的設計出各種模型,圖案,例如飛機、船舶、建築、積體電路等工程的設計和製造。當前計算機在輔助教學領域也得到了廣泛的發展。

五、人工智慧

利用計算機模擬人的智慧型去處理某些事情,完成某項工作。例如,醫療診斷專家系統可以模擬醫生看病;人機對弈。

計算機的產生與發展

世界上第一台電子數字式計算機於2023年2月15日在美國賓夕法尼亞大學研製成功,它的名稱叫eniac(埃尼阿克),是電子數值積分式計算機(the electronic numberical intergrator and computer)的縮寫。它使用了17468個真空電子管,耗電174千瓦,占地170平方公尺,重達30噸,每秒鐘可進行5000次加法運算。雖然它還比不上今天最普通的一台微型計算機,但在當時它已是運算速度的絕對冠軍,並且其運算的精確度和準確度也是史無前例的。

以圓周率(π)的計算為例,中國的古代科學家祖沖之利用算籌,耗費15年心血,才把圓周率計算到小數點後7位數。一千多年後,英國人香克斯以畢生精力計算圓周率,才計算到小數點後707位。而使用eniac進行計算,僅用了40秒就達到了這個記錄,還發現香克斯的計算中,第528位是錯誤的。

eniac奠定了電子計算機的發展基礎,在計算機發展史上具有劃時代的意義,它的問世標誌著電子計算機時代的到來。eniac誕生後,數學家馮·諾依曼提出了重大的改進理論,主要有兩點:其一是電子計算機應該以二進位制為運算基礎,其二是電子計算機應採用"儲存程式"方式工作,並且進一步明確指出了整個計算機的結構應由五個部分組成:

運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置。馮·諾依曼的這些理論的提出,解決了計算機的運算自動化的問題和速度配合問題,對後來計算機的發展起到了決定性的作用。直至今天,絕大部分的計算機還是採用馮·諾依曼方式工作。

一、計算機硬體系統

計算機系統包括硬體系統和軟體系統兩大部分。硬體是指組成計算機的各種物理裝置,也就是我們在「認識計算機」中所介紹的那些看得見,摸得著的實際物理裝置。它包括計算機的主機和外部裝置。

具體由五大功能部件組成,即:運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置。這五大部分相互配合,協同工作。

其簡單工作原理為,首先由輸入裝置接受外界資訊(程式和資料),控制器發出指令將資料送入(內)儲存器,然後向記憶體儲器發出取指令命令。在取指令命令下,程式指令逐條送入控制器。控制器對指令進行解碼,並根據指令的操作要求,向儲存器和運算器發出存數、取數命令和運算命令,經過運算器計算並把計算結果存在儲存器內。

最後在控制器發出的取數和輸出命令的作用下,通過輸出裝置輸出計算結果。

三、硬體和軟體的關係

1.硬體與軟體是相輔相成的,硬體是計算機的物質基礎,沒有硬體就無

所謂計算機。

2.軟體是計算機的靈魂,沒有軟體,計算機的存在就毫無價值。

3.硬體系統的發展給軟體系統提供了良好的開發環境,而軟體系統發展

又給硬體系統提出了新的要求。

基本輸入裝置

1. 鍵盤鍵盤(keyboard)是最常見的輸入裝置。標準鍵盤上的按鍵排列可以分為三個區域:字元鍵區,功能鍵區,數字鍵區(數字小鍵盤)。

基本輸出裝置

1.顯示器

顯示器(display)是微型機不可缺少的輸出裝置,使用者通過它可以很方便地檢視送入計算機的程式、資料、圖形等資訊及經過計算機處理後的中間結果、最後結果。顯示器是人機對話的主要工具。

在微型機中,台式微型機大都使用陰極射線顯示器件(crt)的顯示器;可攜式微型機和筆記本式微型機則使用lcd液晶顯示器。顯示器上的字元和圖形是由乙個個畫素(pixel)組成的。

顯示器的解析度一般用整個螢幕上光柵的列數與行數的乘積來表示。這個乘積越大,解析度就越高。現在常用的解析度是:

640×480;800×600;1024×768;1280×1024等。

顯示器必須配置正確的介面卡(俗稱顯示卡)才能構成完整的顯示系統。顯示卡較早的標準有: cga(color graphics adapter)標準(320× 200,彩色)和ega(enhanced graphics adapter)標準(640×350,彩色)。

目前常用的是vga(video graphics array)標準。vga適用於高解析度的彩色顯示器,其圖形解析度在640×480以上,能顯示256種顏色。其顯示圖形的效果相當理想。

在 vga之後,又不斷出現svga,tvga卡等,解析度提高到800×600,1024 x 768,而且有些具有16.7兆種彩色,稱為「真彩色」。

2.印表機

印表機(printer)是計算機的輸出裝置,用於把文字或圖形在紙上輸出,供閱讀和儲存。印表機按工作機構可粗分為兩類:擊打式印表機和非擊打式印字機。

其中微機系統常用的點陣印表機屬於擊打式印表機。非擊打式的噴墨印表機和雷射印表機,目前應用越來越廣。

2.基本鍵:打字鍵區是我們平時最為常用的鍵區,通過它,可實現各種文字和控制資訊的錄入。

打字鍵區的正**有8個基本鍵,即左邊的"a、s、d、f"鍵,右邊的"j、k、l、;"鍵,其中的f、j兩個鍵上都有乙個凸起的小橫槓,以便於盲打時手指能通過觸覺定位。

3.基本鍵指法:開始打字前,左手小指、無名指、中指和食指應分別虛放在"a、s、d、f"鍵上,右手的食指、中指、無名指和小指應分別虛放在"j、k、l、;"鍵上,兩個大拇指則虛放在空格鍵上。

基本鍵是打字時手指所處的基準位置,擊打其他任何鍵,手指都是從這裡出發,而且打完後又應立即退回到對應基本鍵位。

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