1. 计算机网络的发展趋势
九大技术支撑未来网络技术NGN
IPv6
作为网络协议,NGN将基于IPv6。IPv6相对于IPv4的主要优势是:扩大了地址空间、提高了网络的整体吞吐量、服务质量得到很大改善、安全性有了更好的保证、支持即插即用和移动性、更好地实现了多播功能。
光纤高速传输技术
NGN需要更高的速率、更大的容量,但到目前为止我们能够看到的,并能实现的最理想传送媒介仍然是光。因为只有利用光谱才能带给我们充裕的带宽。光纤高速传输技术现正沿着扩大单一波长传输容量、超长距离传输和密集波分复用(DWDM)系统三个方向在发展。单一光纤的传输容量自1980至2000年这20年里增加了大约1万倍。目前已做到40Gb/s,预计几年后将再增加16倍,达到6.4 Tb/s。超长距离实现了1.28T(128x10G)无再生传送8000Km。波分复用实验室最高水平已做到273个波长、每波长40Gb(日本NEC)。
光交换与智能光网
光有高速传输是不够的,NGN需要更加灵活、更加有效的光传送网。组网技术现正从具有分插复用和交叉连接功能的光联网向利用光交换机构成的智能光网发展,从环形网向网状网发展,从光-电-光交换向全光交换发展。智能光网能在容量灵活性、成本有效性、网络可扩展性、业务灵活性、用户自助性、覆盖性和可靠性等方面比点到点传输系统和光联网带来更多的好处。
宽带接入
NGN必须要有宽带接入技术的支持,因为只有接入网的带宽瓶颈被打开,各种宽带服务与应用才能开展起来,网络容量的潜力才能真正发挥。这方面的技术五花八门,主要有以下四种技术,一是基于高速数字用户线(VDSL);二是基于以太网无源光网(EPON)的光纤到家(FTTH);三是自由空间光系统(FSO);四是无线局域网(WLAN)。
城域网
城域网也是NGN中不可忽视的一部分。城域网的解决方案十分活跃,有基于SONET/SDH/SDH的、基于ATM的、也有基于以太网或WDM的,以及MPLS和RPR(弹性分组环技术)等。
这里需要一提的是弹性分组环(RPR)和城域光网(MON)。弹性分组环是面向数据(特别是以太网)的一种光环新技术,它利用了大部分数据业务的实时性不如话音那样强的事实,使用双环工作的方式。RPR与媒介无关,可扩展,采用分布式的管理、拥塞控制与保护机制,具备分服务等级的能力。能比SONET/SDH更有效地分配带宽和处理数据,从而降低运营商及其企业客户的成本。使运营商在城域网内通过以太网运行电信级的业务成为可能。城域光网是代表发展方向的城域网技术,其目的是把光网在成本与网络效率方面的好处带给最终用户。城域光网是一个扩展性非常好并能适应未来的透明、灵活、可靠的多业务平台,能提供动态的、基于标准的多协议支持,同时具备高效的配置能力、生存能力和综合网络管理的能力。
软交换
为了把控制功能(包括服务控制功能和网络资源控制功能)与传送功能完全分开,NGN需要使用软交换技术。软交换的概念基于新的网络分层模型(接入与传送层、媒体层、控制层与网络服务层四层)概念,从而对各种功能作不同程度的集成,把它们分离开来,通过各种接口协议,使业务提供者可以非常灵活地将业务传送协议和控制协议结合起来,实现业务融合和业务转移,非常适用于不同网络并存互通的需要,也适用于从话音网向多业务多媒体网的演进。
3G和后3G移动通信系统
3G定位于多媒体IP业务,传输容量更大,灵活性更高,并将引入新的商业模式,目前正处在走向大规模商用的关键时刻。制定3G标准的3GPP组织于2000年5月已经决定以IPv6为基础构筑下一代移动网,使IPv6成为3G必须遵循的标准。包括4G在内的后3G系统将定位于宽带多媒体业务,使用更高的频带,使传输容量再上一个台阶。在不同网络间可无缝提供服务,网络可以自行组织,终端可以重新配置和随身佩带,是一个包括卫星通信在内的端到端IP系统,与其他技术共享一个IP核心网。它们都是支持NGN的基础设施。
IP终端
随着政府上网、企业上网、个人上网、汽车上网、设备上网、家电上网等等的普及,必须要开发相应的IP终端来与之适配。许多公司现正在从固定电话机开始开发基于IP的用户设备,包括汽车的仪表板、建筑物的空调系统以及家用电器,从音响设备和电冰箱到调光开关和电咖啡壶。所有这些设备都将挂在网上,可以通过家庭LAN或个人网(PAN)接入或从远端PC机接入。
网络安全技术
网络安全与信息安全是休戚相关的,网络不安全,就谈不上信息安全。现在,除了常用的防火墙、代理服务器、安全过滤、用户证书、授权、访问控制、数据加密、安全审计和故障恢复等安全技术外,今后还要采取更多的措施来加强网络的安全,例如,针对现有路由器、交换机、边界网关协议(BGP)、域名系统(DNS)所存在的安全弱点提出解决办法;迅速采用强安全性的网络协议(特别是IPv6);对关键的网元、网站、数据中心设置真正的冗余、分集和保护;实时全面地观察了解整个网络的情况,对传送的信息内容负有责任,不盲目传递病毒或攻击;严格控制新技术和新系统,在找到和克服安全弱点之前不允许把它们匆忙推向市场。
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未来网络的发展方向
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目前综合布线系统的主流是铜缆+光纤,6类铜缆系统由于综合造价比超5类高30%,因此目前在市场中大约只占30%左右。不过由于应用需求的推动以及技术进步所带来的生产成本下降,未来几年将是6类系统与光纤系统普及的时代。
综合布线技术将会随着相关技术的进步在以下几个方面得到发展。
(1) 光纤到桌面。基于Web应用和综合多媒体(视频、音频等)应用的Internet接入需求的急剧膨胀,大大促进了对宽带网络的需求。6类系统的推出为用户从真正意义上跨入千兆网络的时代奠定了坚实的基础,同时,光纤系统的价格也会由于应用扩大而降低,使更多的用户得以采用光纤到桌面的解决方案。
(2)综合布线与智能建筑结合。在智能建筑自动化及控制领域,人们越来越多地开始关心并使用综合布线,控制系统的网络正在不断地从专有网络向以太网发展。由于各系统网络化设备的快速发展,为在同一布线网络下各系统的集成提供了一个基础。
(3)有线和无线相结合。今后在网络中将会是有线与无线相结合的综合网络,由于无线网络的方便、快捷与灵活性,因此整个系统采用先进的有线网和无线网相互覆盖、相互结合的组网方式将会是未来的发展方向。
(4)智能连接是方向。由于网络性能的飞速发展,对布线的线材与设备提出了更高要求,有近一半的网络运行缓慢、效率低下的原因源于布线线缆或器材。对布线系统来讲,每增加一次连接,意味着性能会有所下降。因此,智能配线、免跳线,实现全面、直接的连接智能性将是未来的发展方向,可以将人工产生的错误降到最低
2. 计算机网络未来的发展趋势是怎样的
计算机网络的优势
计算机网络的发展是非常快的,全新技术和全新应用在世界的每一个角落的出现,使得计算机网络技术走向了一个速度超快,体型超小,处理超快,智能超好的一个方向发展。计算机网络马上就要拥有非常多的感知和思考判断集一身的高超的技术水平。包含一些自然输入手段,还有一些让人意想不到的科技水平。
(一)移动性更强。自从进入计算机网络时代的这几年,人们的日常生活中出现了一种叫做无线电话的东西,而且拥有着一个极好的发展速度,从而无线电话技术的发展也影响到了计算机网络的发展,完全可以在人们移动的过程中方便便捷的使用计算机网络,同时也推动了人们对移动网络的需求。处于一个移动网络的需求条件下,中国各大手机网络运营商也犹如雨后春笋,最着名的就是中国移动wlan了。中国移动wlan完全可以把人类带入一个计算机网络的新阶段。这也是计算机网络的一个里程碑。
(二)计算机网络的智能化。新时代的计算机网络就是一个非常智能的一个工具,因为计算机网络足以可以把信息采集存储处理、通信和人工智能集为一体来为世界和人类所服务。而且计算机网络不但可以对一些平常的信息进行处理,同时还可以面向一些知识进行处理,所以完全可以断言,计算机网络拥有着一项形式化推理,联想,学习和解释的超能力。因此,计算机网络在某一阶段也是可以促使世界和人类去大胆开拓新世界从而学习到全新的知识。
(三)计算机网络的发展和提升。现如今大家一旦说到计算机,那么一定会和inter网络联系到一块儿,如果把未来的inter网络太过孤立的看待的话计算机的发展就会停滞不前,所以一定要把计算机和inter网络紧紧地联系在一起,才可以相辅相成,还有就是必须要把计算机和inter网络的概念融入到一起,只有这样计算机网络才可以有一个质的飞跃。从古至今,没有一种科学技术能够犹如inter网络一样,在很大程度上使得人们的生活,学习和习惯方式有着巨大的变化。世界的每一个角落无论是直接还是间接的使得计算机网络与inter网络紧紧相连,使之在某种程度上真正的成为属于世界的计算机互联网。在这个计算机互联网络突飞猛进的时代,人与人之间,人与社会之间可以非常便捷的去进行联系和通信,同时也可以通过inter网获取自己想要的一切信息,也就是这一点使得人们尝到了网络的甜头。另外计算机互联网把世界变小了,使得国家与国家之间的距离变的如此紧密相连。
3. 计算机网络行业未来发展趋势
1、在线多媒体技术
多媒体是指多种信息类型的综合。在线多媒体技术绝不是信息媒体的简单叠加,它是把文本(Tex)、图形(Graphics)图像(Images)、动画( Animation)和声音(Sond)等形式的信息结合在一起,并通过计算机进行综合处理和控制能在线支持完成一系列交互式操作的全新技术。
在线多媒体技术的主要特点是:集成性、控制性、交互性、非线性、实时性信息使用的方便性以及信息结构的动态性。
在线多媒体技术的跨越式发展改变了计算机的使用领域,使其变成了信息社会的普通工具,从而能够应用于生产、教育、咨询、广告、军事等领域,甚至已进入家庭生活领域。虽然在线多媒体技术的普及还需要一段相当长的时间,但这的确是未来计算机网络技术的一个发展趋势。
2、网络应用更趋多样化
在“应用为主”的计算机网络时代,网络应用更趋多样化,网站的服务将更加过细化。在WEB2.0时代用户既是计算机网络信息的享用者也是计算机网络信息的提供者,这将是未来计算机网络技术发展的总趋势。
伴随着络应用的多样化,网络服务将会规范化,这是一个长期的过程,不可能一蹴而就。网络信息真正实现以人为本,是构建诚信繁荣、多样化计算机网络应用的要件。
3、业务综合化
所谓业务综合化,是指计算机网络不仅可以提供数据通信和数据处理业务,而且还可提供声音图形图像等通信和处理业务。
业务综合化要求网络支持所有的不同类型和不同速率的业务,如话音、传真等窄带业务:广播电视高清晰度电视等分配型宽带业务;可视电话、交互式电视、视频会议等交互型宽带业务高速数据传输等突发型宽带业务等等为了满足这些要求,计算机网络需要有很高的速度和很宽的频带。
(3)计算机网络发展趋势扩展阅读:
业务综合化带来多媒体网络。一般认为凡能实现多媒体通信和多媒体资源共享的计算机网络,都可称为多媒体计算机网。它可以是局域网、城域网或广域网。
多媒体通信是指在一次通信过程中所交换的信息媒体不只一种,而是多种信息媒体的综合体所以,多媒体通信技术是指对多媒体信息进行表示存贮检索和传输的技术它可以使计算机的交互性、通信的分布性电视的真实性融为体。
4. 展望计算机网络的发展趋势
计算机网络技术专业的就业方向有:计算机系统维护、网络管理、程序设计、网站建设、网络设备调试等。
计算机网络技术是指培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的德、智、体、美全面发展,掌握计算机网络技术基础知识,培养具有一定计算机网络基本理论和开发技术,具备从事程序设计、Web的软件开发、计算机网络的组建、网络设备配置、网络管理和安全维护能力的网络高技术应用型人才。
计算机网络技术专业的核心能力要求具备计算机网络系统构建能力以及网络操作系统管理能力等。就业方向包括计算机系统维护、网络管理、程序设计、网站建设、网络设备调试、网络构架工程师、网络集成工程师、网络安全工程师、数据恢复工程师、安卓开发工程师、网络运维工程师、网络安全分析师等岗位。
(4)计算机网络发展趋势扩展阅读:
计算机网络技术专业是通信技术与计算机技术相结合的产物。主要课程有组网技术与网络管理、网络操作系统、网络数据库、网页制作、计算机网络与应用、网络通信技术、网络应用软件、JAVA编程基础、服务器配置与调试、网络硬件的配置与调试、计算机网络软件实训等。
计算机网络技术课程:
主干学科:
微机原理、数据结构。
主要课程:
微机原理、数据结构、网络基础、网络操作系统、可视化程序设计。
专科课程:
电路基础、微机原理、数据结构、网络基础、网络操作系统、可视化程序设计、网络管理、网络数据库、网络工程、网络安全、综合布线、电子商务、英语等。
5. 计算机网络未来的发展
未来将是一个网络无处不在的世界,任何东西都可以进行网络互联,我们可以在我们能够达到的任何地方对我们想要了解的任何东西进行搜索和远程控制。这是一个总体的宏伟设想。
未来网络通信的带宽将会是我们现在想象不到的,未来上网应该是不受时间、带宽等限制的。我们可以随心所欲,但不能为所欲为,那时候的控制机制应该更合理,更强大。反正就是以我们现在的思维无法想象的到的。举个简单的例子:就像几十年前计算机是一种很昂贵的东西,当时的IBM老总曾预言过未来的世界有几台、十几台计算机就不错了,而发展到现在呢?好多人都有好几台个人计算机,而性能远远超过了那些古董级的计算机。
我认为未来网络发展的主要方向应该是向着以下几个方向发展:
1.网络无处不在,任何东西都要连入互联网,那时估计也没有太多的网络终端,只需要几种集成的网络终端即可,将各种功能集成到同一台网络终端上面,我们可以随时随地的无缝的接入互联网。
2.带宽成本大大降低,上网将会是非常非常便宜的。但是网速就快的是我们无法想象的。
3.安全问题一直是网络的非常值得重视的问题,那时网络的安全性应该是可以做出保证的。
近期网络的发展应该还是以无线网络为重点,各种可移动终端将会在未来几年,甚至十几年内红极一时。各种更方便,更可靠的服务也会应运而生。无线上网的带宽会逐渐上去的,今年是第三代网络(3G)开始高速发展的第一年,以后还会有4G、5G...NG。如果未来的某一天IPV6技术成熟了,我们使用的任何接入互联网的终端设备都可以分配到一个IP地址,访问该会是多么方便啊。
6. 计算机网络的最新发展趋势
计算机的发展历史
一、第一台计算机的诞生
第一台计算机(ENIAC)于1946年2月,在美国诞生。
ENIAC PC机
耗资 100万美圆 600美圆
重量 30吨 10kg
占地 150平方米 0.25平方米
电子器件 1.9万只电子管 100块集成电路
运算速度 5000次/秒 500万次/秒
二、计算机发展历史
1、第一代计算机(1946~1958)
电子管为基本电子器件;使用机器语言和汇编语言;主要应用于国防和科学计算;运算速度每秒几千次至几万次。
2、第二代计算机(1958~1964)
晶体管为主要器件;软件上出现了操作系统和算法语言;运算速度每秒几万次至几十万次。
3、第三代计算机(1964~1971)
普遍采用集成电路;体积缩小;运算速度每秒几十万次至几百万次。
4、第四代计算机(1971~ )
以大规模集成电路为主要器件;运算速度每秒几百万次至上亿次。
三、我国计算机发展历史
从1953年开始研究,到1958年研制出了我国第一台计算机
在1982年我国研制出了运算速度1亿次的银河I、II型等小型系列机。
计算机的历史
计算机是新技术革命的一支主力,也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。
现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息,处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法,都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则,它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。
信息处理的一般过程,是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并存入计算机内,然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作,直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式,其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。
计算机的历史
现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前,计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。
早在17世纪,欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年,法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置,制成了最早的十进制加法器。1678年,德国数学家莱布尼兹制成的计算机,进一步解决了十进制数的乘、除运算。
英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想,每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。1884年,巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型,但限于当时的技术条件而未能实现。
巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间,电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展,在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管;在系统技术方面,相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。
与此同时,数学、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代,物理学的各个领域经历着定量化的阶段,描述各种物理过程的数学方程,其中有的用经典的分析方法已根难解决。于是,数值分析受到了重视,研究出各种数值积分,数值微分,以及微分方程数值解法,把计算过程归结为巨量的基本运算,从而奠定了现代计算机的数值算法基础。
社会上对先进计算工具多方面迫切的需要,是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后,各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山,已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后,军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间,德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作,几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。
德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3,已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。在美国,1940~1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不过,继电器的开关速度大约为百分之一秒,使计算机的运算速度受到很大限制。
电子计算机的开拓过程,经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序”的演变。1938年,美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年,英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机,在第二次世界大战中得到了应用。
1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC),最初也专门用于火炮弹道计算,后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机,运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机。但是,这种计算机的程序仍然是外加式的,存储容量也太小,尚未完全具备现代计算机的主要特征。
新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案—电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后于1946年6月,冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7~8月间,他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》,推动了存储程序式计算机的设计与制造。
1949年,英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC);美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此,电子计算机发展的萌芽时期遂告结束,开始了现代计算机的发展时期。
在创制数字计算机的同时,还研制了另一类重要的计算工具——模拟计算机。物理学家在总结自然规律时,常用数学方程描述某一过程;相反,解数学方程的过程,也有可能采用物理过程模拟方法,对数发明以后,1620年制成的计算尺,己把乘法、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量,于1855年制成了积分仪。
19世纪数学物理的另一项重大成就——傅里叶分析,对模拟机的发展起到了直接的推动作用。19世纪后期和20世纪前期,相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时,人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性,并将主要精力转向了数字计算机。
电子数字计算机问世以后,模拟计算机仍然继续有所发展,并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种,即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。
20世纪中期以来,计算机一直处于高速度发展时期,计算机由仅包含硬件发展到包含硬件、软件和固件三类子系统的计算机系统。计算机系统的性能—价格比,平均每10年提高两个数量级。计算机种类也一再分化,发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机),以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟—数字混合计算机)等。
计算机器件从电子管到晶体管,再从分立元件到集成电路以至微处理器,促使计算机的发展出现了三次飞跃。
在电子管计算机时期(1946~1959),计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时,主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型,通常按此对计算机进行分类。
到了晶体管计算机时期(1959~1964),主存储器均采用磁心存储器,磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展,而且中、小型计算机,特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。
1964年,在集成电路计算机发展的同时,计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位,磁盘成了不可缺少的辅助存储器,并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展,以及微程序技术的发展和应用,计算机系统中开始出现固件子系统。
20世纪70年代以后,计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平,微处理器和微型计算机应运而生,各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用,对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。
微型计算机在社会上大量应用后,一座办公楼、一所学校、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴起,进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。
在电子管计算机时期,一些计算机配置了汇编语言和子程序库,科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段,事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言,和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型,使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。
进入集成电路计算机发展时期以后,在计算机中形成了相当规模的软件子系统,高级语言种类进一步增加,操作系统日趋完善,具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强,明显地改变了计算机的使用属性,使用效率显着提高。
在现代计算机中,外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上,其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强,既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合,又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。
外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等;输入输出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中,对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等。
新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理,而且能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释的能力,将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。
计算技术在中国的发展 在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代,中国就创造了十进制记数方法,领先于世界千余年。到了周代,发明了当时最先进的计算工具——算筹。这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时,通常编出一套歌诀形式的算法,一边计算,一边不断地重新布棍。中国古代数学家祖冲之,就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。这一结果比西方早一千年。
珠算盘是中国的又一独创,也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具,最初大约出现于汉朝,到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用,而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区,经受了历史的考验,至今仍在使用。
中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等,不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献,而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。例如,张衡制作的水运浑象仪,可以自动地与地球运转同步,后经唐、宋两代的改进,遂成为世界上最早的天文钟。
记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响。中国古代用阳、阴两爻构成八卦,也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼兹写过研究八卦的论文,系统地提出了二进制算术运算法则。他认为,世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。
经过漫长的沉寂,新中国成立后,中国计算技术迈入了新的发展时期,先后建立了研究机构,在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业,并且着手创建中国计算机制造业。
1958年和1959年,中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期,中国研制成功一批晶体管计算机,并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件。60年代后期,中国开始研究集成电路计算机。70年代,中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后,中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用;在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展;建立了计算机服务业,逐步健全了计算机产业结构。
在计算机科学与技术的研究方面,中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面,中国在科学计算与工程设计领域取得了显着成就。在有关经营管理和过程控制等方面,计算机应用研究和实践也日益活跃。
计算机科学与技术
计算机科学与技术是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科,它建立在数学、电子学 (特别是微电子学)、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上。但是,它并不是简单地应用某些学科的知识,而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换、存储、处理、控制和利用的理论、方法和技术。
计算机科学是研究计算机及其周围各种现象与规模的科学,主要包括理论计算机科学、计算机系统结构、软件和人工智能等。计算机技术则泛指计算机领域中所应用的技术方法和技术手段,包括计算机的系统技术、软件技术、部件技术、器件技术和组装技术等。计算机科学与技术包括五个分支学科,即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用。
理论计算机学 是研究计算机基本理论的学科。在几千年的数学发展中,人们研究了各式各样的计算,创立了许多算法。但是,以计算或算法本身的性质为研究对象的数学理论,却是在20世纪30年代才发展起来的。
当时,由几位数理逻辑学者建立的算法理论,即可计算性理论或称递归函数论,对20世纪40年代现代计算机设计思想的形成产生过影响。此后,关于现实计算机及其程序的数学模型性质的研究,以及计算复杂性的研究等不断有所发展。
理论计算机科学包括自动机论、形式语言理论、程序理论、算法分析,以及计算复杂性理论等。自动机是现实自动计算机的数学模型,或者说是现实计算机程序的模型,自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型;程序设计语言是一种形式语言,形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O~3型语言,与图灵机等四类自动机逐一对应;程序理论是研究程序逻辑、程序复杂性、程序正确性证明、程序验证、程序综合、形式语言学,以及程序设计方法的理论基础;算法分析研究各种特定算法的性质。计算复杂性理论研究算法复杂性的一般性质。
计算机系统结构 程序设计者所见的计算机属性,着重于计算机的概念结构和功能特性,硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者所见到的计算机属性,主要是软件子系统和固件子系统的属性,包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等的用户界面。使用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性,则是硬件子系统的概念结构(硬件子系统结构)及其功能特性,包括指令系统(机器语言),以及寄存器定义、中断机构、输入输出方式、机器工作状态等。
硬件子系统的典型结构是冯·诺伊曼结构,它由运算器控制器、存储器和输入、输出设备组成,采用“指令驱动”方式。当初,它是为解非线性、微分方程而设计的,并未预见到高级语言、操作系统等的出现,以及适应其他应用环境的特殊要求。在相当长的一段时间内,软件子系统都是以这种冯·诺伊曼结构为基础而发展的。但是,其间不相适应的情况逐渐暴露出来,从而推动了计算机系统结构的变革。
计算机组织与实现 是研究组成计算机的功能、部件间的相互连接和相互作用,以及有关计算机实现的技术,均属于计算机组织与实现的任务。
在计算机系统结构确定分配给硬子系统的功能及其概念结构之后,计算机组织的任务就是研究各组成部分的内部构造和相互联系,以实现机器指令级的各种功能和特性。这种相互联系包括各功能部件的布置、相互连接和相互作用。
随着计算机功能的扩展和性能的提高,计算机包含的功能部件也日益增多,其间的互连结构日趋复杂。现代已有三类互连方式,分别以中央处理器、存储器或通信子系统为中心,与其他部件互连。以通信子系统为中心的组织方式,使计算机技术与通信技术紧密结合,形成了计算机网络、分布计算机系统等重要的计算机研究与应用领域。
与计算实现有关的技术范围相当广泛,包括计算机的元件、器件技术,数字电路技术,组装技术以及有关的制造技术和工艺等。
软件 软件的研究领域主要包括程序设计、基础软件、软件工程三个方面。程序设计指设计和编制程序的过程,是软件研究和发展的基础环节。程序设计研究的内容,包括有关的基本概念、规范、工具、方法以及方法学等。这个领域发展的特点是:从顺序程序设计过渡到并发程序设计和分币程序设计;从非结构程序设计方法过渡到结构程序设计方法;从低级语言工具过渡到高级语言工具;从具体方法过渡到方法学。
基础软件指计算机系统中起基础作用的软件。计算机的软件子系统可以分为两层:靠近硬件子系统的一层称为系统软件,使用频繁,但与具体应用领域无关;另一层则与具体应用领域直接有关,称为应用软件;此外还有支援其他软件的研究与维护的软件,专门称为支援软件。
软件工程是采用工程方法研究和维护软件的过程,以及有关的技术。软件研究和维护的全过程,包括概念形成、要求定义、设计、实现、调试、交付使用,以及有关校正性、适应性、完善性等三层意义的维护。软件工程的研究内容涉及上述全过程有关的对象、结构、方法、工具和管理等方面。
软件目动研究系统的任务是:在软件工程中采用形式方法:使软件研究与维护过程中的各种工作尽可能多地由计算机自动完成;创造一种适应软件发展的软件、固件与硬件高度综合的高效能计算机。
计算机产业
计算机产业包括两大部门,即计算机制造业和计算机服务业。后者又称为信息处理产业或信息服务业。计算机产业是一种省能源、省资源、附加价值高、知识和技术密集的产业,对于国民经济的发展、国防实力和社会进步均有巨大影响。因此,不少国家采取促进计算机产业兴旺发达的政策。
计算机制造业包括生产各种计算机系统、外围设备终端设备,以及有关装置、元件、器件和材料的制造。计算机作为工业产品,要求产品有继承性,有很高的性能-价格比和综合性能。计算机的继承性特别体现在软件兼容性方面,这能使用户和厂家把过去研制的软件用在新产品上,使价格很高的软件财富继续发挥作用,减少用户再次研制软件的时间和费用。提高性能-价格比是计算机产品更新的目标和动力。
计算机制造业提供的计算机产品,一般仅包括硬件子系统和部分软件子系统。通常,软件子系统中缺少适应各种特定应用环境的应用软件。为了使计算机在特定环境中发挥效能,还需要设计应用系统和研制应用软件此外,计算机的运行和维护,需要有掌握专业知识的技术人员,这常常是一股用户所作不到的。
针对这些社会需要,一些计算机制造厂家十分重视向用户提供各种技术服务和销售服务。一些独立于计算机制造厂家的计算机服务机构,也在50年代开始出现。到60年代末期,计算机服务业在世界范围内已形成为独立的行业。
计算机的发展与应用
计算机科学与技术的各门学科相结合,改进了研究工具和研究方法,促进了各门学科的发展。过去,人们主要通过实验和理论两种途径进行科学技术研究。现在,计算和模拟已成为研究工作的第三条途径。
计算机与有关的实验观测仪器相结合,可对实验数据进行现场记录、整理、加工、分析和绘制图表,显着地提高实验工作的质量和效率。计算机辅助设计已成为工程设计优质化、自动化的重要手段。在理论研究方面,计算机是人类大脑的延伸,可代替人脑的若干功能并加以强化。古老的数学靠纸和笔运算,现在计算机成了新的工具,数学定理证明之类的繁重脑力劳动,已可能由计算机来完成或部分完成。
计算和模拟作为一种新的研究手段,常使一些学科衍生出新的分支学科。例如,空气动力学、气象学、弹性结构力学和应用分析等所面临的“计算障碍”,在有了高速计算机和有关的计算方法之后开始有所突破,并衍生出计算空气动力学、气象数值预报等边缘分支学科。利用计算机进行定量研究,不仅在自然科学中发挥了重大的作用,在社会科学和人文学科中也是如此。例如,在人口普查、社会调查和自然语言研究方面,计算机就是一种很得力的工具。
计算机在各行各业中的广泛应用,常常产生显着的经济效益和社会效益,从而引起产业结构、产品结构、经营管理和服务方式等方面的重大变革。在产业结构中已出观了计算机制造业和计算机服务业,以及知识产业等新的行业。
微处理器和微计算机已嵌入机电设备、电子设备、通信设备、仪器仪表和家用电器中,使这些产品向智能化方向发展。计算机被引入各种生产过程系统中,使化工、石油、钢铁、电力、机械、造纸、水泥等生产过程的自动化水平大大提高,劳动生产率上升、质量提高、成本下降。计算机嵌入各种武器装备和武器系统干,可显着提高其作战效果。
经营管理方面,计算机可用于完成统计、计划、查询、库存管理、市场分析、辅助决策等,使经营管理工作科学化和高效化,从而加速资金周转,降低库存水准,改善服务质量,缩短新产品研制周期,提高劳动生产率。在办公室自动化方面,计算机可用于文件的起草、检索和管理等,显着提高办公效率。
计算机还是人们的学习工具和生活工具。借助家用计算机、个人计算机、计算机网、数据库系统和各种终端设备,人们可以学习各种课程,获取各种情报和知识,处理各种生活事务(如订票、购物、存取款等),甚至可以居家办公。越来越多的人的工作、学习和生活中将与计算机发生直接的或间接的联系。普及计算机教育已成为一个重要的问题。
总之,计算机的发展和应用已不仅是一种技术现象而且是一种政治、经济、军事和社会现象。世界各国都力图主动地驾驭这种社会计算机化和信息化的进程,克服计算机化过程中可能出现的消极因素,更顺利地向高
时代的车轮即将驶进21世纪的大门。人们将怎样面向未来?无论你从事什么工作,也不论你生活在什么地方,都会认识到我们所面临的世纪是科技高度发展的信息时代。计算机是信息处理的主要工具,掌握计算机知识已成为当代人类文化不可缺少的重要组成部分,计算机技能则是人们工作和生活必不可少的基本手段。
基于这样的认识,近年来我国掀起了一个全国范围的学习计算机热潮,各行各业的人都迫切地要求学习计算机知识和掌握计算机技能。对于广大的非计算机专业的人们,学习计算机的目的是应用,希望学以致用,立竿见影,而无须从系统理论学起。
掌握计算机技能关键是实践,只有通过大量的实践应用才能真正深入地掌握它。光靠看书是难以真正掌握计算机应用的。正如同在陆地上是无法学会游泳一样,要学游泳必须下到水中去。同样,要学习计算机应用,必须坐到计算机旁,经常地、反复地操作计算机,熟能生巧。只要得法,你在计算机上花的时间愈多,收获就愈大......
7. 计算机网络的发展趋势是什么
虽然电子计算机被人们称为“电脑”,但是现在“电脑”与“人脑”相比较,还有重大的、本质的差异,其中最显着的差异是电脑具有刚性体系结构,而人脑具有柔性体系结构。人脑是人体高级神经中枢系统,是人体的信息中心、控制中心、智能中心。作为人体控制系统的高级生物信息处理机,人脑可被视为具有柔性体系结构的生物智能计算机。在结构与性能方面具有多种优越性。通过从体系结构、应用性能、智能水平方面,对现有的电脑--电子计算机产品与“人脑”--高级生物智能计算机进行了比较分析后,笔者提出了关于柔性智能计算机的设计思想,主要包括:1.柔性自组织式硬件系统结构;2.柔性自适应软件体系结构;3.拟人脑智能特性与功能。拟人脑智能特性与功能中包括:联想式存储系统;推理式运算系统;自动软件设计;自动定时钟频率;自学习、自完善能力;自诊断、自修复能力;自然信息输入能力和自然信息输出能力等。 虽然电子计算机被人们称为"电脑",但是现在"电脑"与"人脑"相比较,还有重大的、本质的差异,其中最显着的差异是电脑具有刚性体系结构,而人脑具有柔性体系结构。因此,人们开始探索--柔性智能计算机的发展前景。 一、电脑刚性体系结构的问题 计算机的发展已经历了四代:电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、超大规模集成电路计算机。前四代计算机在结构和性能方面都取得了巨大的进展,提高了存储容量、运算速度、可靠性与通用性,减少了体积、重量和能耗,降低了制造成本和运行费用,优化了性能/价格比,从而为计算机的规模生产与广泛应用提供了技术条件和物质基础。 但是,前四代计算机在工作原理与体系结构上都没有重大突破,仍是基于冯.诺曼原理的、集中式刚性体系结构的计算机,其主要特征包括:刚性体系结构、集中体系结构、串行工作方式、两态逻辑基础、固定时钟频率、软硬分离模式。 现有电脑虽然在分布式体系结构、并行处理方式上有所改进,但是,大多数计算机产品,如微型计算机,仍是具有上述特征的刚性计算机,在体系结构、应用性能和智能水平方面还存在许多问题。 1.体系结构方面的问题 (1)刚性集中式结构、串行工作方式、固定时钟频率等从原理上限制了计算机的运行速度和处理能力,被称为"冯.诺曼瓶颈"。为了提高运行速度和处理能力,只能求助于不断增加的时钟主频,如从286到586。 (2)由于采用了刚性硬件体系结构及软、硬件分离的模式,因此现有计算机的各种应用系统,必须预先编制相应的应用程序,详细规定每一操作的步骤,计算机的应用功能完全取决于应用软件,刚性硬件只能机械地执行预先编制的程序指令,而不能在运行过程中灵活可调,以适应软件实现和用户的需求。 (3)由于现有电脑以二进制两态逻辑为基础,因此应用计算机求解任何问题都是依靠软件,将各种问题求解转化为一系列布尔代数运算,才能在计算机上实现。然而,许多实际问题都是复杂的、多态逻辑的、非确定性的,而不是简单的、两态逻辑的、确定的,所以,给软件设计、编制、调试和验证增加了困难和故障,导致所谓的"软件危机"。 2.智能水平方面的问题 (1)缺乏推理能力。现有计算机本身并不具有知识推理能力,只能依靠知识工程师开发的基于知识的应用软件,才能利用知识推理,进行问题求解,如专家系统。(2)缺乏理解能力。现有计算机只能在程序流控制下,机械地执行程序指令,完成相应的计算任务或信息处理工作,它并不能理解自身的行为,需要人通过程序告诉它"做什么"、"怎么做",而不能理解"为什么做"。(3)缺乏联想能力。现有计算机本身一般不具备联想功能,如联想检索、联想运算等。"关系数据库"软件只能提供某些类似于联想的检索功能。(4)缺乏自学习功能。现有计算机本身不具有自学习功能,不能自行通过学习,改善其性能,而需要通过人"示教",编制程序,教会计算机工作。(5)缺乏自编程功能。现有计算机还不能进行自动程度设计,实现程序综合和验证,需要依靠编程人员,采用相应的编程辅助工具,进行程序设计和验证。(6)缺乏自组织功能。现有计算机不具备自组织能力,不能依据用户需求自动调整硬件结构和体系结构。(7)缺乏自修复功能。现有计算机一般不具备自动诊断、自动修复其硬件故障或系统软件故障的能力。(8)缺乏自适应能力。不能适应运行环境条件和用户需求的变化,自行调整其时钟频率、运行速度、指令字长,自行寻找其最优工作状态
8. 计算机网络发展趋势分析
1计算机网络管理系统发展趋势
1.1分布式网络管理
基于传统集中式网络管理模式下,其利用SNMP对网络设备进行操控,并将设备集为一体,实施有效管理。但随着网络用户的逐渐增长,传统的集中式网络管理形式在音频、视频等数据传输过程中凸显出效率低等问题影响到了网络环境的整体服务水平。因而在信息化发展背景下,应逐步贯穿QOS思想,且将交互问题视为网络管理的核心问题,继而以分布式系统构建形式优化CORBA平台,并依据网络环境,设立多个域对网络设备进行管理,最终以此来为跨平台用户提供良好的信息交互环境,且就此满足其信息传递需求。此外,在分布式网络管理模式下其对网络环境的协调性提出了更高的要求,因而在此基础上应深入探究CORBA技术,且赋予网络系统数据采集、集中管理、分发代码等功能,以此来营造灵敏度较高的网络空间。
1.2综合化网络管理
综合化网络管理是基于多种级制的支撑下实现的,同时在综合化网络管理环境下应依据网络空间设置总操作台,从而透过操作台实现对子网业务、故障定位、故障排除的全面掌控,且以互连的多个网络管理形式来实现高效率的网络环境管理状态。例如,IP网络、SDH网络均为综合化网络管理形式的体现。此外,当代网络电视在系统监控、管理过程中即结合网络互联的特点,对数字干线传输、HFC综合接入网、分前端机供电方供电等多个网管系统实施互联的管理形式,最终由此缓解了网络设备复杂性问题,且就此满足了当代群众网络环境需求。另外,在综合化网络管理模式下要求相关技术人员应针对已经存在的子网管理系统进行深入分析,继而由此构建综合网络管理系统,实施高效率网络管理模式。
2可拓展视角下计算机网络管理系统技术
2.1分布式失效检测技术
2.1.1轮询方法
基于可拓展视角下为了保障网络管理系统的安全性,逐渐将轮询失效检测方法应用于网络管理环境下,即由检测者定期发送查询请求,同时以被检测对象接收信息后“回”或者“不回”的行为对其“活动”、“实效”状态进行判断。此外,基于轮询检测方法应用的基础上,要求检测者应在一轮查询完成后,针对“活动”检测对象展开新一轮的检测行为,最终由此实现对网络管理系统的有效管理。另外,由于在“轮询”过程中检测者承担着主要职能,因而在检测对象选择过程中应确保其合理性,同时赋予检测设备ICMPEcho发送功能,继而通过检测数据的发送判断IP层端ICMPEchoReply信息接收情况,即其设备数据传输功能的有效性。另外,轮询检测方法亦可应用于客户服务情况检测过程中,即以客户访问模拟形式要求Ping发送查询请求,从而透过服务速度来判断分布式失效情况,并对其展开行之有效的处理[2]。
2.1.2心跳检测法
心跳检测法的简称为HB,HB检测即通过定期发送预约消息的形式来对分布式失效情况进行判断。在心跳检测法中,检测者处于被动的地位,即其需根据被检测者的“心跳信息”反馈数据对检测对象“活动”、“失效”状况进行识别。如,基于检测者、被检测者分别为c、d的条件下,c会在△t时间内发送hi个HB消息,同时d在第i个消息接收后会对消息进行相应的反馈,而如若第i+1个消息发送时,d仍无反应,则表示计算网络管理系统分布式失效。同时,在心跳检测过程中应注重用T0(预约超时时间)+Ti来表示Ti+1,继而由此来简化检测过程。从以上的分析中即可看出,HB检测法中对被检测对象HB消息接收质量提出了更高的要求,因而在对此方法进行应用的过程中应着重提高对其的重视程度。例如,LinuxHA系统在实施网络管理环节的过程中即对HB检测方法进行了合理的运用,继而由此满足了人们网络服务需求,且为其营造安全、可靠的网络空间[3]。
2.2Web服务器技术
随着信息化技术的不断发展,网络管理系统为了实现高效率的信息传递、发送目标,以LAN、WAN分布于多台Web服务器的形式满足了受众网络应用需求,同时通过组织调度规划实现对用户Web请求的协调处理,最终由此提升整体网络服务质量。在Web服务器应用过程中CARD方法的应用得到了较大的成效,即以前端机设置的形式处理用户流量请求,同时通过IP映像的设计,便于各站点在主机请求转发信息接收后对请求信息进行处理,达到高质量信息处理状态。另外,在CARD处理模式下,要求计算机主机应先对用户请求信息内容进行深入分析,继而在此基础上通过HTTP协议将信息发送至适宜的站点,即具体的Web服务器,最终基于TCP连接的基础上满足用户网络应用需求[4]。
3结语
综上可知,当前计算机网络管理系统在运行过程中逐渐凸显出效率低等问题影响到了人们对网络资源的有效利用,因而在此基础上,为了营造良好的网络空间,要求相关技术人员在计算机网络管理系统开发过程中应着重强调对Web服务器技术、心跳检测法、轮询方法等的运用,继而由此来应对传统集中式网络管理模式下凸显出的相应问题,且提升整体网络管理系统规划水平,避免不规范管理行为的凸显影响到网络环境的安全性。
9. 简述计算机网络未来的发展前景
计算机网络技术是地球村的组成,在未出现新一代比计算机网络全球互联更为先进的科技的情形下,计算机网络技术,虚拟店销售的电子商务,网络游戏等将会是以后很长一段时间内的发展重心,因为取代计算机网络技术的新一代技术估计相当长的时间也不会出现。因此计算机网络技术的就业前景很好。但是正如最富裕的国家也有穷人一样,如果你的计算机网络技术实在是差得可以,那么就业前景是不会好的。只要你在计算机网络技术中下水平这个行业对于普通人普遍都会大有可为。