第3章见证“电脑”——电子计算机揭秘(1)
第3章见证“电脑”——电子计算机揭秘(1)
1.电子计算机的特点（1）有逻辑判断能力
随着电子计算机技术的发展，可存储记忆的信息越来越多，计算机存储容量的不断增大。最初计算机只能用于计算，现在不仅可以计算，还能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来，让使用者随时调用。除此之外，计算机还可以对各种信息（如语言、图像、文字、图形、音乐等）通过编码技术进行算术运算和逻辑运算，甚至进行推理和证明。
计算机编程
（2）有自动控制能力
计算机的操作也是受人控制的，但由于计算机具有内部存储能力，可以将指令事先输入到计算机存储起来，在计算机开始工作以后，从存储单元中依次去取指令，用来控制计算机的操作，这时候人们可以不必干预计算机的工作，实现操作的自动化。
超市中自动结账的计算机
（3）计算精确度高
计算机的计算精确度是让人类叹为观止的。在1949年，美国制造的世上首部电脑－eniac在亚伯丁试验场启用了。次年，里特韦斯纳、冯纽曼和梅卓普利斯利用这部电脑，计算出π的2037个小数位。一般计算机可以有十几位甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具不能比拟的。
计算机计算出来的圆周率
（4）运算速度快
大型水坝的计算、卫星轨道的计算、24小时天气预报的计算等，过去人工计算需要几年、几十年，而自从有了计算机，这些计算只需几天甚至几分钟就可完成。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次，微机也可达每秒亿次以上。爱丁堡大学的超级计算机全名为“high-endcomputingterascaleresource”，即“高端计算太拉级资源”，简称“hector”，每秒运算速度达到670亿次！这是人类不可想象的速度。
计算机合成的太空图片
知识卡片：
高计算精度
高精度运算，是指参与运算的数（加数、减数、因子等）范围大大超出了标准数据类型（整型、实型）能表示的范围的运算。例如，求两个200位的数的和。这时，就要用到高精度算法了。
2.电子计算机的发展历史
（1）大型主机阶段
20世纪40～50年代，是第一代电子管计算机。经历了电子管数字计算机、晶体管数字计算机、集成电路数字计算机和大规模集成电路数字计算机的发展历程，计算机技术逐渐走向成熟。
大型计算机
（2）小型计算机阶段
20世纪60～70年代，是对大型主机进行的第一次“缩小化”，可以满足中小企业事业单位的信息处理要求，成本较低，价格可被接受。
小型计算机
（3）微型计算机阶段
20世纪70～80年代，是对大型主机进行的第二次“缩小化”，1976年美国苹果公司成立，1977年就推出了appleii计算机，大获成功。1981年ibm推出ibm-pc，此后它经历了若干代的演进，占领了个人计算机市场，使得个人计算机得到了很大的普及。
微型计算机
（4）客户机/服务器
客户机/服务器是计算定义一种体系结构，在该结构中，程序逻辑分布在客户机系统和服务器系统之间。客户机/服务器计算是20世纪80年代的各种趋势形成的结果，它使用通过lan连接到后端数据库服务器或应用程序服务器的功能强大的计算机来装备台式计算机。设计这种模型是为了替换主机计算模型，在主机计算模型中所有的处理都是由一个集中式系统完成的。
客户端/服务器模式图
（5）因特网阶段
也称互联网阶段。互联网即广域网、局域网及单机按照一定的通讯协议组成的国际计算机网络。互联网于1969年出现，是在arpa（美国国防部研究计划署）制定的协定下将美国西南部的史坦福大学研究学院、加利福尼亚大学、和犹他州大学的四台主要的计算机连接起来。此后经历了文本到图片，到现在语音、视频等阶段，宽带越来越快，功能越来越强。互联网具有全球性、海量性、匿名性、交互性等多个特点。它已经渐渐成为我们生活中不可缺少的一部分。
网络时代
（6）云计算时代
从2008年起，云计算概念逐渐流行起来，它正在成为一个通俗和大众化（popular）的词语。云计算是一种以因特网为基础的超级计算模式，在远程的数据中心，几万甚至几千万台电脑和服务器连接成一片。因此，云计算甚至可以让你体验每秒超过10万亿次的运算能力，如此强大的运算能力几乎无所不能。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按各自的需求进行存储和运算。
云计算时代
知识卡片：
云计算
是基于互联网的服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。狭义云计算指it基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是it和软件、互联网相关，也可是其他服务。
它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。云其实是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。
3.电子计算机的分类
（1）工业控制计算机
是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的计算机系统总称。简称控制机。是用于实现工业生产过程控制和管理的计算机。它是自动化技术工具中最重要的设备。在工业控制方面，计算机最早用在模拟控制系统中起监控作用。它对过程变量进行周期扫描，向操作人员显示全过程的信息，并通过计算为模拟量调节器设置给定值。目前工控机的主要类别有：ipc（pc总线工业电脑）、plc（可编程控制系统）、dcs（分散型控制系统）、fcs（现场总线系统）及cnc（数控系统）五种。
工业控制计算机
1ipc
也就是以pc总线为基础的工业电脑。据2000年idc统计目前pc机已占到通用计算机的95%以上，因它价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富，已被广大的技术人员所熟悉和认可，这正是工业电恼热的基础。它主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成，如cpu卡、i/o卡等。并采取全钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计及emc技术以解决工业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高/低温等问题。
2plc
plc英文全称programmablelogiccontroller，中文全称为可编程逻辑控制器。是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于它内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。
3dcs
是一种高性能、高质量、低成本、配置灵活的分散控制系统系列产品，可以构成各种独立的控制系统、分散控制系统dcs、监控和数据采集系统（scada），能满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求。系统的模块化设计、合理的软硬件功能配置和易于扩展的能力，能广泛用于各种大、中、小型电站的分散型控制、发电厂自动化系统的改造以及钢铁、石化、造纸、水泥等工业生产过程控制。
4fcs