浅谈计算机的特点及应用

肖雄

摘要：计算机从被发明以来历经70多年的发展无论数据处理能力和存储数据能力都有了质的飞跃，被广泛应用的人类生活生产的各个方面，本文从计算机特点以及应用两个方面进行相关内容的论述。

关键词：计算机；特点；应用

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0260-02

1 计算机特点介绍

1.1 计算机运算处理速度快

运算速度作为衡量计算机处理数据能力的重要指标，是计算机最为突出的特点之一。一般认为，世界上第一台电子计算机（ENIAC）于1964年诞生于美国宾夕法尼亚大学，这台计算机以5000次每秒的运算速度，将人们带入了计算机的时代，在后来的将近70年的发展过程中，计算机大致经历电子管时代（1946年—1958年）、晶体管时代（1958年—1964年）、集成电路时代（1964年—1970年）、大规模和超大规模集成电路时代（1970年至今）四个发展阶段。每个阶段计算机数据处理速度都有了质的飞跃，电子管计算机的运算速度为每秒数千次至数万次，而且造价高昂、功耗极大；晶体管时代的计算机运算速度有了显著的提升，达到了10万次/每秒，功耗、体积以及系统的可靠性都有了较大的提升；再到后来的集成电路时代，计算机的速度达到了令人惊叹的百万次至数千万次/S的数量级，模块化、设计标准化产品逐渐出现；如今大规模和超大规模集成电路的时代计算机运算处理速度达到了几百万次到几千亿次，人们利用计算机技术可以处理复杂计算，对人们日常生产和生活都产生了重大的影响，可以说没有计算机急速飞跃的处理速度，就不可能有计算机如此广泛的应用，因此，计算机运算处理速度是计算机最为重要的特点。

1.2 计算机具有较强的数据存储能力

计算机中存储数据的介质从速度的快慢来划分，通常是这样的寄存器、高速缓存、内存、外部存储设备，其中高速缓存作为解决CPU运算速度和内存速度不匹配的问题而产生的，其容量相对较小，数据存储量较少，并且寄存器、高速缓存以及内存中数据断电丢失，不适合长期存储数据，其作用主要是为了与CPU配合完成计算机任务，通常计算机强大的存储功能都指的是外存。常见的外村设备包括硬盘、光盘、可移动磁盘等，现代技术使得计算机的外部数据存储量以及存储有效期都得到了极大的提升，从存储量上来讲，计算机可以提供海量的存储能力供用户的使用，其中网络云盘以及磁盘阵列的出现都是为了解决数据存储可靠性、存储量的问题；而数据存储质量也是也来越强，信息可以有效地保持几年至几十年，甚至更长时间，这位数据的可维护性和可用性都带来了极大的便利，满足了人们对于信息处理的最基本要求，因此计算机数据存储能力，是计算机应用的基础，也是计算机重要的特点。

1.3 计算机具有高精度的数据处理能力

现代计算机除了具有高速的数据处理能力和海量的数据存储能力，还具备高精度的数据处理能力，计算机可以根据人们的计算要求，被设计为各种计算精度，计算机数据处理类型既包括常见的整数类型计算和浮点数类型计算，同时还具备了逻辑运算能力，如果说整数型和浮点型数据的计算主要运用在科学计算和工程运算（科学计算和工程运算通常对计算结果的精确度有较高的要求，目前计算机可达到的计算精度可以达到小数200万位的∏值，这基本上满足绝大多数的日常生活和生产建设）过程中，那么逻辑运算则为计算机具备逻辑判断能力提供了重要的技术支撑，使得计算机可以进行智能的分析判断，从而实现智能化的计算控制，这也是近年来智能设备和应用出现的技术基础。总之，计算机高精度的数据处理能力也是计算机非常关键的特点。

1.4 计算机进行自动化任务的处理

现代计算机都是基于“存储程序”原理的冯诺依曼体系设计的，首先人们将预设数据和程序存储到计算机中，计算机就可以根据任务步骤进行自动的处理，这就是存储程序的基本原理。正是因为现代计算机具有高度自动化控制和任务处理过程，计算机才得以在工艺控制、辅助设计、人们日常生活中发挥广泛的作用。以最前沿的物联网技术而言，其技术核心在于将传感器技术与计算机控制技术有机地结合起来，通过计算机对传感器设备所捕获的不同数据进行不同的处理过程来实现计算机对于“物”的智能化控制。因此，计算机自动化的任务处理能力同样是现代计算机技术重要的特点，更是计算机技术得以广泛应用的重要因素。

2 计算机技术应用的场合

在现代社会中，几乎所有的领域都可或多或少的发现计算机技术的应用场所，按照不同的处理内容，通常将计算机的应用场所划分为以下几个方面，下文将简要的介绍计算机的不同应领域：

2.1 計算领域的应用

计算领域的应用是指利用先进的计算机技术进行数值计算。计算领域不仅仅包括人们日常生活中的简单计算，同时还包括一些复杂数学模型的计算过程（以自然环境下，天气情况的计算而言，在过去，由于人们没有足够的计算存储能力，人们所构建的复杂计算模型无法得到快速的计算结果，而无法进行即时的天气预报，再比如生物研究中，人类基因图谱的绘制，需要高速计算机发挥举足轻重的计算存储作用）。常见的复杂计算包括科学研究方面的计算、自然界与人类复杂问题的计算分析、高难度的工程计算等等，这些行业需要计算机提供可靠的、持续的高速计算能力，从而为破解计算难题提供准确的计算结果。总之，计算机在计算领域的应用是计算机最基本的应用领域，更是计算机得以诞生最重要的原因。

2.2 信息的加工处理应用

信息的加工处理是根据用户需求，对相关数据信息进行收集、整理、再处理的过程。基本上所有的计算机应用都是在进行信息加工处理过程，无论信息表示形式是数值数据、文本数据、影音视频数据还是其他二进制形式的数据。此处的信息加工特指对信息收集、整理、再处理以达到用户特定需求的这么一个过程，常见的数据存储处理手段可分为文件系统存储、数据库存储以及更高级的DDS，其中文件系统存储主要是根据操作系统的文件系统将文件存储在磁盘上的过程，这是最初阶段人们对于文件管理的主要形式；随着数据量的增加、数据复杂关系的应用，简单的文件系统不能较好地满足人们的存储处理需求，应运而生的就是数据库存储，数据库存储主要是将数据进行格式化存储、并且可以根据用户需求对数据进行加工变换，一方面极大地节约了用户数据的存储空间，另一方面有利于用户对于数据的操作处理过程，从而有效地提升了数据的应用效率。再次，就是DDS数据信息处理，这是数据处理更加高级和智能化的应用，人们根据数据特点，依托于数据库管理系统，再构建数据模型以及操作方法，利用软件形式智能化的分析处理数据，为用户提供更加客观、真实的数据分析处理结果。当前流行的WEB互联网、信息管理系统、企业ERP系统等信息加工处理应用都有广泛的应用

2.3 计算机的辅助技术

辅助顾名思义帮扶的意思，而人则是处于主导地位，计算机辅助技术主要是在人操作下，利用计算机技术实现相关任务的完成。常见的计算机辅助技术包括、辅助制造、辅助教学、辅助工艺规划、辅助设计应用、计算机辅助测试、辅助质量控制等等。 以常见的辅助教学为例，这种计算机辅助技术主要是依托于计算机信息处理技术和多媒体处理技术，进行教学过程展开的应用，教学过程无论是教授内容的展现方式、教授过程的互动性都达到了传统教学过程无法企及的高度，对于现代意义的教学有着非常重要的意义。再以计算机辅助设计为例，通过将产品的各个参数、形态结构以及功能要求等相关数据在计算机辅助设计软件（如Auto CAD）的帮助下进行电子化设计，充分发挥辅助设计软件高度智能化以及计算优势，实现快速设计和高质量设计的要求，辅助设计被广泛地应用于电子工业、汽车制造、建筑、家居设计等相关行业。随着计算机技术的发展，为实现自动化设计、生产过程，企业通常将辅助设计、制造、测试等技术相结合，进行更加智能化、高效化的控制。总之，辅助技术的应用是计算机在产品生产、设计、制造等领域重要的应用。

2.4 工业控制管理应用

工業控制管理应用，主要是利用计算机技术进行工业生产过程的控制过程，工业控制管理与各种传感设备的应用和发展有着密切的联系，一定意义上可以说没有传感设备的飞速发展就没有工业控制管理现代化的应用。以常见的生物品产生产过程为例，通过各类传感设备将生物产品生产所需要的温度、湿度、PH环境以及各种有机质含量的实时监测，并根据生物产品的生产需求进行智能化控制，使得生物产品过程高度精细化，对于提高生产质量具有非常重要的意义。 一般而言工业控制领域的计算机应用运行环境相对恶劣，可能出现高温、高压、PH环境影响严重等非常严峻的环境，对于计算机以及周边设备的应用可靠性和应用持续性都提出了较高的要求，根据处理能力的强弱划分，当前工业控制管理计算主要分为单片机处理和以ARM为代表的的核心处理器处理处理。随着计算机技术的发展应用，未来计算机技术在工业控制必将朝着更加稳定、智能化管理过程大踏步地发展。

2.5 智能模拟以及其他方面的应用

智能模拟又被称为人工智能（AI），是利用计算机技术进行人的智力活动进行模拟的一种应用。该领域包括机器人的设计、自然语言识别、图像处理、专家系统等方面的应用，相对而言，智能模拟技术成熟度较低，但是也取得了令人瞩目的成绩，产品成果主要集中在人机博弈、模式识别、知识工程等领域，计算机高度智能化地模拟了人的感知、理解、学习和对问题的求解过程，相信随着计算机技术的不断发展智能模拟应用必将展现出前所未有的应用度。

除此之外，计算机技术还在智能家居、大数据云计算等诸多领域有着非常重要的应用，基本上只要是人类涉及的行业，都能够发现计算机应用的身影，限于篇幅的限制本文就不一一介绍了。

总之，计算机技术以其前所未有的发展速度，无论是传统的数值计算、信息处理、辅助设计，还是当前流行的人工智能、工业控制领域都有着不俗的表现，相信伴随着计算机技术的飞速发展，计算机技术必将对人类社会的发挥在那做出更加巨大的贡献。

参考文献：

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