計(jì)算機(jī)新技術(shù)作業(yè)

1、1、談?wù)勀銓?duì)計(jì)算機(jī)摩爾定律的理解，當(dāng)前還是繼續(xù)有效的嗎？答：隨著科技的發(fā)展，商品性能會(huì)變得越來越好，而價(jià)格卻變得越來越便宜。這正是科技的飛速發(fā)展給人們帶來的實(shí)惠。 摩爾定律是指IC上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。摩爾定律是由英特爾(Intel)名譽(yù)董事長戈登摩爾（Gordon Moore）經(jīng)過長期觀察發(fā)現(xiàn)得之。計(jì)算機(jī)第一定律摩爾定律Moore定律1965年，戈登摩爾（GordonMoore）準(zhǔn)備一個(gè)關(guān)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器發(fā)展趨勢(shì)的報(bào)告。他整理了一份觀察資料。在他開始繪制數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的趨勢(shì)。每個(gè)新芯片大體上包含其前任兩倍的容量，每個(gè)芯片的產(chǎn)生都是在前一個(gè)芯

2、片產(chǎn)生后的18-24個(gè)月內(nèi)。如果這個(gè)趨勢(shì)繼續(xù)的話，計(jì)算能力相對(duì)于時(shí)間周期將呈指數(shù)式的上升。Moore的觀察資料，就是現(xiàn)在所謂的Moore定律，所闡述的趨勢(shì)一直延續(xù)至今，且仍不同尋常地準(zhǔn)確。人們還發(fā)現(xiàn)這不光適用于對(duì)存儲(chǔ)器芯片的描述，也精確地說明了處理機(jī)能力和磁盤驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)容量的發(fā)展。該定律成為許多工業(yè)對(duì)于性能預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。在26年的時(shí)間里，芯片上的晶體管數(shù)量增加了3200多倍，從1971年推出的第一款4004的2300個(gè)增加到奔騰II處理器的750萬個(gè)。“摩爾定律”還帶動(dòng)了芯片產(chǎn)業(yè)白熱化的競爭。在紀(jì)念這一定律發(fā)表40周年之時(shí)，作為英特爾公司名譽(yù)主席的摩爾說：“如果你期望在半導(dǎo)體行業(yè)處于領(lǐng)先地位，你

3、無法承擔(dān)落后于摩爾定律的后果?！睆奈羧盏南赏镜浇裉斓挠⑻貭?、摩托羅拉、先進(jìn)微設(shè)備公司等，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)圍繞“摩爾定律”的競爭像大浪淘沙一樣激烈。 對(duì)于摩爾定律對(duì)當(dāng)今是否有效？毫無疑問，“摩爾定律”對(duì)整個(gè)世界意義深遠(yuǎn)。在回顧40年來半導(dǎo)體芯片業(yè)的進(jìn)展并展望其未來時(shí)，信息技術(shù)專家們說，在今后幾年里，“摩爾定律”可能還會(huì)適用。但隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，這一定律終將走到盡頭。“摩爾定律”何時(shí)失效？專家們對(duì)此眾說紛紜。 美國惠普實(shí)驗(yàn)室研究人員斯坦威廉姆斯說，到2010年左右，半導(dǎo)體晶體管可能出現(xiàn)問題，芯片廠商必須考慮替代產(chǎn)品。英特爾公司技術(shù)戰(zhàn)略部主任保羅加吉尼則認(rèn)為，2015年左右，部分采用了納

4、米導(dǎo)線等技術(shù)的“混合型”晶體管將投入生產(chǎn)，5年內(nèi)取代半導(dǎo)體晶體管。還有一些專家指出，半導(dǎo)體晶體管可以繼續(xù)發(fā)展，直到其尺寸的極限4到6納米之間，那可能是2023年的事情。 專家們預(yù)言，隨著半導(dǎo)體晶體管的尺寸接近納米級(jí)，不僅芯片發(fā)熱等副作用逐漸顯現(xiàn)，電子的運(yùn)行也難以控制，半導(dǎo)體晶體管將不再可靠?！澳柖伞笨隙ú粫?huì)在下一個(gè)40年繼續(xù)有效。不過，納米材料、相變材料等新進(jìn)展已經(jīng)出現(xiàn)，有望應(yīng)用到未來的芯片中。到那時(shí)，即使“摩爾定律”壽終正寢，信息技術(shù)前進(jìn)的步伐也不會(huì)變慢【附】：摩爾定律是著名芯片制造廠商美國因特爾公司 (Intel)創(chuàng)始人之一的戈頓摩爾對(duì)集成電路技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)作出的推斷。它描述了特定時(shí)期，

5、特定技術(shù)及其相關(guān)應(yīng)用的性能或價(jià)格以18個(gè)月為周期的一種增長或下降規(guī)律。摩爾定律主要有三種不同的表述： （1）集成電路芯片上所集成的電路數(shù)目，每隔18個(gè)月翻一番； （2）微處理器的性能每隔18個(gè)月提高一倍，而價(jià)格下降50%； （3）用一個(gè)美元所能買到的電腦性能，每隔18個(gè)月翻兩番。 2、結(jié)合計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展歷史，談?wù)勀銓?duì)計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展趨勢(shì)的看法？答：第一代（19461957）：電子管計(jì)算機(jī)第二代（19581963）：晶體管計(jì)算機(jī)第三代（19641969）：小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)第四代（19701990）：以微處理器（Microprocessors）為標(biāo)志的大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路（LSI/VLSI）

6、計(jì)算機(jī)第五代（1991目前）：以互聯(lián)網(wǎng)（Internet）為標(biāo)志的信息系統(tǒng)第一代電子管計(jì)算機(jī) (1946-1957) 1946年2月15日，標(biāo)志現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生的ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)在費(fèi)城公諸于世。ENIAC代表了計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑，它通過不同部分之間的重新接線編程，還擁有并行計(jì)算能力。ENIAC由美國政府和賓夕法尼亞大學(xué)合作開發(fā)，使用了18000個(gè)電子管，70000個(gè)電阻器，有5百萬個(gè)焊接點(diǎn)，耗電160千瓦，其運(yùn)算速度為每秒5000次。 第一代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是操作指令是為特定任務(wù)而編制的，每種機(jī)器有各自不同的機(jī)

7、器語言，功能受到限制，速度也慢。另一個(gè)明顯特征是使用真空電子管和磁鼓儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。第二代晶體管計(jì)算機(jī) (1957-1964) 1948年，晶體管發(fā)明代替了體積龐大電子管，電子設(shè)備的體積不斷減小。1956年，晶體管在計(jì)算機(jī)中使用，晶體管和磁芯存儲(chǔ)器導(dǎo)致了第二代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生。第二代計(jì)算機(jī)體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。1960年，出現(xiàn)了一些成功地用在商業(yè)領(lǐng)域、大學(xué)和政府部門的第二代計(jì)算機(jī)。第二代計(jì)算機(jī)用晶體管代替電子管，還有現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的一些部件:打印機(jī)、磁帶、磁盤、內(nèi)存、操作系統(tǒng)等。計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的程序使得計(jì)算機(jī)有很好的適應(yīng)性，可以更有效地用于商業(yè)用途。在這一時(shí)期出現(xiàn)了更高級(jí)的COBOL和FORTR

8、AN等語言，使計(jì)算機(jī)編程更容易。新的職業(yè)(程序員、分析員和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專家)和整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)由此誕生。 第三代小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) (1964-1970) 1958年德州儀器的工程師Jack Kilby發(fā)明了集成電路(IC)，將三種電子元件結(jié)合到一片小小的硅片上。更多的元件集成到單一的半導(dǎo)體芯片上，計(jì)算機(jī)變得更小，功耗更低，速度更快。這一時(shí)期的發(fā)展還包括使用了操作系統(tǒng)，使得計(jì)算機(jī)在中心程序的控制協(xié)調(diào)下可以同時(shí)運(yùn)行許多不同的程序。 第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) (1970-1990) 大規(guī)模集成電路 (LSI) 可以在一個(gè)芯片上容納幾百個(gè)元件。到了 80 年代，超大規(guī)模集成電路 (VLSI) 在芯片上

9、容納了幾十萬個(gè)元件，后來的 (ULSI) 將數(shù)字?jǐn)U充到百萬級(jí)?？梢栽谟矌糯笮〉男酒先菁{如此數(shù)量的元件使得計(jì)算機(jī)的體積和價(jià)格不斷下降，而功能和可靠性不斷增強(qiáng)。 70 年代中期，計(jì)算機(jī)制造商開始將計(jì)算機(jī)帶給普通消費(fèi)者，這時(shí)的小型機(jī)帶有友好界面的軟件包，供非專業(yè)人員使用的程序和最受歡迎的字處理和電子表格程序。 1981 年， IBM 推出個(gè)人計(jì)算機(jī) (PC) 用于家庭、辦公室和學(xué)校。 80 年代個(gè)人計(jì)算機(jī)的競爭使得價(jià)格不斷下跌，微機(jī)的擁有量不斷增加，計(jì)算機(jī)繼續(xù)縮小體積。與 IBM PC 競爭的 Apple Macintosh 系列于 1984 年推出， Macintosh 提供了友好的圖形界面，用

10、戶可以用鼠標(biāo)方便地操作。 第五代以互聯(lián)網(wǎng)（Internet）為標(biāo)志的信息系統(tǒng)（1991-現(xiàn)在）第五代計(jì)算機(jī)延續(xù)了第四代計(jì)算機(jī)的超大規(guī)模集成電路的使用，并且在其基礎(chǔ)上又有了一定得提高。第五代計(jì)算機(jī)是以互聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志的信息系統(tǒng)?；ヂ?lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和完善逐步使計(jì)算機(jī)的發(fā)展法方向又有了一個(gè)新的定義，幾乎覆蓋世界任何角落的互聯(lián)網(wǎng)龐大的信息儲(chǔ)量和流量利用全世界的計(jì)算機(jī)共同形成了一個(gè)相輔相成的信息系統(tǒng)。通過這個(gè)系統(tǒng)，足不出戶也能做成很多事，完成各種或大或小的商業(yè)活動(dòng)，大大縮小了世界。并且向智能化方向發(fā)展，模仿人類的知覺，模仿人類的一切。計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化（1）巨型化是指發(fā)展告訴、大存

11、儲(chǔ)容量和強(qiáng)功能的巨型計(jì)算機(jī)，這主要是為了滿足諸如原子、天文、核技術(shù)等尖端科學(xué)以及探索新興領(lǐng)域的需要。巨型計(jì)算機(jī)的研制水平反映了一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。（2）微型化。因大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)迅速向微型化方向發(fā)展。因?yàn)槲⑿陀?jì)算機(jī)可以滲透到儀表、家電、導(dǎo)彈彈頭等中、小型機(jī)無法進(jìn)入的領(lǐng)域，所以20世紀(jì)80年代以來發(fā)展異常迅速。（3）網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的又一重要分支，是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。網(wǎng)絡(luò)化就是利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)連接起來，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互相通信，共享軟件，硬件和數(shù)據(jù)資源。（4）智能化。第五代計(jì)算機(jī)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是“

12、智能”計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)來模擬人的感覺、行為、思維過程，使計(jì)算機(jī)具有視覺、聽覺、語言、推理、思維、學(xué)習(xí)等能力，成為智能型計(jì)算機(jī)。3、了解ACM圖靈獎(jiǎng)的現(xiàn)狀，最新一屆圖靈獎(jiǎng)得主及現(xiàn)狀？答：圖靈獎(jiǎng)于 1966年開始設(shè)立，是ACM（美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)）在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中所授予的最高獎(jiǎng)項(xiàng), 享有計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)之美稱。它是以英國的數(shù)學(xué)天才Alan Turing先生的名字命名的。圖靈先生對(duì)早期的計(jì)算理論與實(shí)踐做出了突出的貢獻(xiàn)。圖靈獎(jiǎng)主要授予在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)、推動(dòng)了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的杰出科學(xué)家，而這些貢獻(xiàn)必須對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)有長久而深遠(yuǎn)的重要影響。雖未明確規(guī)定，授獎(jiǎng)較偏重于計(jì)算機(jī)科學(xué)理論和軟件技術(shù)方面作出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。 每年, 美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)將要求提名人推薦本年度的圖靈獎(jiǎng)候選人, 并附加一份200到500字的文章, 說明被提名者為什么應(yīng)獲此獎(jiǎng)。任何人都可成為提名人，美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)將組成評(píng)選委員會(huì)對(duì)被提名者進(jìn)行嚴(yán)格的審核，并最終確定當(dāng)年的獲獎(jiǎng)?wù)摺ＭǔＣ磕曛挥?名獲獎(jiǎng)?wù)? 少數(shù)的年份有2名（同方向）, 但02、07年有3名。截止到2008年底共發(fā)獎(jiǎng)43次，共有55位科學(xué)家獲獎(jiǎng)。目前圖靈獎(jiǎng)由英特爾公司和google公司贊