计算机是数字运算工具之一。原为机械结构,用以做加、减、乘、除、开平方、开立方等运算,按传动结构分类,可分为手摇、自动、半自动三种;按用途分类,又有各种专用计算机,如自动加法机、柜式收银机等,目前已淘汰。随着电子技术的发展,出现了电子计算器和电子计算机,结构轻巧,运算速度快,功能多。
世界上第一台电子计算机“埃尼阿克”
世界上第一台电子计算机是美国的莫克莱和埃克特在1946年发明的,名为“埃尼阿克”,装有18000多支电子管和大量的电阻、电容,第一次用电子线路实现运算。计算机重30吨,占地170平方米。主要用于计算弹道和氢弹的研制。
计算机的更新换代
第一代:(1946~1958年)以电子管为主要组件,使用机器语言,存储量小,但运算速度已达到每秒几千次到几万次,主要用于科学计算。
第二代:(1958~1964年)以晶体管为主要组件,使用高级程序设计语言,运算速度每秒几万次到几十万次,除用于科学计算外,还扩大到数据处理和工业控制方面。
第三代:(1964~1970年)以中、小规模集成电路为主要组件,机种多样化、系列化,外部设备不断增加,尤其是终端设备和远程通讯设备迅速发展;软件功能进一步完善,运算速度每秒几十万次到几百万次,已广泛运用于各个领域。
第四代:(1970年开始)采用大规模集成电路和半导体存储器。体积更小,出现了由多台计算机组成的综合信息网络,深入到社会生活的各个方面。此时运算速度每秒几千万次,最高达每秒几亿次。
现在研制的电子计算机采用超大规模集成电路及其他新的物理器件为主要组件,能处理声音、文字、图像和其他非数值数据,并有推理、联想和学习、智能会话和使用智能库等人工智能方面的功能。
计算机发明的意义
电子计算机的发明标志着真正意义上的信息技术开端。计算机的发明,使人类进入了第三次产业革命——信息化技术革命的新时代。它对人类的科技、经济、工作、生活、学习等各领域带来了深刻的影响和变化,人类社会正向信息化社会过渡。与信息化社会相适应的社会技术是信息技术,信息技术的核心是:计算机技术、通信技术和网络技术。
电子计算机的组成
计算机是用来处理信息,用以计算的,但如何处理,如何计算,关键取决于软件。我们操作计算机,为使硬件有条不紊地工作,必须给计算机发号指令,安排合理的工作顺序,这个指令就叫做程序。而电子计算机的整个程序系统就叫软件。
电子计算机的程序有两大类,一种是应用程序,另一种是系统程序。我们也可把它们叫做应用软件或系统软件。按照使用者所给出的一串串指令和数据进行工作,指令串就构成了应用程序;供用户使用的、常与电脑硬件直接联系的软件叫系统软件。它一方面负责人与电脑之间交换信息,另一方面负责组织、协调电脑各部分的工作。
电子计算机硬件包括5个部分:运算器、存贮器、控制器、输入装置、输出装置。运算器、内存贮器、控制器称为主机部分,输入、输出装置、外存贮器称为外部设备。
电子计算机的发展改变了教育面貌
计算机技术在非常短的时间内已经取得了极大的发展。最初计算机的体积十分庞大,足以占据好几间房屋,并且价格十分昂贵,只有少数专家才有条件使用。现在计算机的体积已经变得很小,容易携带,并且功能强大,效率更高,性能更加可靠。
根据《教育周刊》(2005)公布的最新报告,在美国,平均每38个学生就拥有一台教学用计算机,平均每41个学生拥有一台与互联网相连的教学用计算机。美国国家教育统计中心(NCES)的报告同样也从历史的角度考察了美国在校生应用计算机和信息技术(ICT)的历年变化情况。根据美国国家教育统计中心(NCES)2003年的秋季报告,美国公立学校在校生的人机比已经从1998年的12:1下降到4.4:1,接入互联网的学校从1994年的35%发展到几乎100%的学校都已经接入互联网。
随着教师和学生越来越多地应用现代技术,可供学校教学使用的技术种类也在不断增加。学生现在已经可以使用台式电脑、笔记本电脑、掌上电脑、外围设备、互联网资源、多媒体技术、数字化学习系统,以及许多应用于不同领域的软件资源。
与此同时,计算机技术也成为很多儿童日常生活中的一部分。最近的研究表明,目前在美国有2100万即87%的青少年(12~17岁)在使用互联网,有51%即大约1100万的青少年每天都上网。在2000年,大约有42%的青少年每天上网。青少年在网上的活动范围十分广泛,包括网络游戏、网上购物、新闻阅读和健康咨询等。
这些数据都表明在过去的大约10年间,计算机技术已经从只为少数专家所专有的高新技术,发展成为能够被大多数人使用的通用技术。这种发展不仅改变了计算机技术的内涵、特征,以及它在我们生活中的地位,并且也改变了我们对计算机和教育的态度。