计算机的发展及计算思维的应用

计算机的发展及计算思维的应用

————海洋技术李雪银1946年第一台电子计算机ENIAC的诞生开辟了一个计算机科学技术的新纪元。虽然它的功能还比不上今天最普通的一台微型计算机，但在当时它已是运算速度的绝对冠军，并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。它一诞生，就立即成了先进生产力的代表，掀开自工业革命后的又一场新的科学技术革命。随后，1948年晶体管的发明再次大大促进了计算机的发展。其代替了体积庞大电子管，电子设备的体积不断减小，于1956年正式运用于计算机的开发中，致使得第二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能也更加稳定。其中存储的程序使得计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。其于1960年成功地应用在商业领域、大学和政府部门等领域。虽然晶体管比起电子管是一个明显的进步，但晶体管还是产生大量的热量，这会损害计算机内部的敏感部分。1958年发明了集成电路(IC)，将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。于是，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。1964年，美国IBM公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子计算机系列IBM360系统，这也是第三代集成电路计算机的诞生。出现集成电路后，唯一的发展方向是扩大规模。不断地发展中计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性也不断增强。第四代大规模集成电路计算机随之诞生。到了一九七二年，第一部真正的个人计算机出现了。70年代中期，计算机制造商开始将计算机带给普通消费者。1981年，IBM推出个人计算机用于家庭、办公室和学校。计算机继续缩小体积，从桌上到膝上到掌上。Macintosh提供的图形界面，使用户实现了用鼠标更方便的进行操作。从ENIAC揭开计算机时代的序幕，到UNIVAC成为迎来计算机时代的宠儿，在几十年的发展中，它已经成为一门复杂的工程技术学科，它的应用从国防、科学计算，到家庭办公、教育娱乐，无所不在。它的分类从巨型机、大型机、小型机，到工作站、个人电脑，五花八门。同时也不难看出这里发生了两个根本性的变化：一是计算机已从实验室大步走向社会，正式成为商品交付客户使用；二是计算机已从单纯的军事用途进入公众的数据处理领域，真正引起了社会的强烈反响。

人类通过思考自身的计算方式，研究是否能由外部机器模拟，代替我们实现计算的过程，从而诞生了计算工具，并且在不断的科技进步和发展中发明了现代电子计算机。随着计算机的日益“强大”，它在很多应用领域中所表现出的智能也日益突出，成为人脑的延伸。与此同时，人类所制造出的计算机在不断强大和普及的过程中，反过来对人类的学习、工作和生活都产生了深远的影响，同时也大大增强了人类的思维能力和认识能力。早在1972年，图

“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，灵奖得主Edsger Dii.kstra就曾说：

从而也深刻地影响着我们的思维能力。”计算思维就是相关学者在审视计算机科学所蕴含的思想和方法时被挖掘出来的，成为与理论思维、实验思维并肩的三种科学思维之一。2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授在美国计算机权威期刊杂志上给出并定义了计算思维。她认为：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。是人的，而不是计算机的思维方式。既然是一种思维方式，那么其应用的领域就不仅仅局限于计算机领域，它可以体现在程序设计、数学建模等操作中，也在大气科学、植物科学与技术等专业中被广泛应用，又比如算法中的递归其本质也是一种计算思维，在管理学界其也是时下最流行的词汇之一，他们认为计算思维正在成为数字时代的一项基本技能，对新时代的知识工作者而言已是一门必修课，必要的计算思维已经成为更好地理解新技术、新服务和新商业模式的第3只眼睛。这就是计算思维在如今社会中的重要地位。