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计算机程序设计概述 1.1 计算机与程序 1.1.1 功能强大的计算机 计算机是20世纪人类最伟大的发明之一，它的发展历史可以追溯到中国古代的算盘。算盘是一种辅助计算工具，人们在进行算术运算的时候，无需复杂的心算，只要使用一些固定的口诀来拨弄几下算珠，就可以把答案算出来。1642?年，法国物理学家帕斯卡利用机械齿轮原理，发明了第一部能计算加减法的计算机。1671?年，德国数学家莱布尼兹发明了一种能作四则运算的手摇式计算机，这些工作都是早期的机械式计算机的代表。20世纪初，随着电子管的出现，计算机有了新的发展。1946?年，由于第二次大战的军事需要，美国宾夕法尼亚大学和有关单位研制成功了第一台真正意义上的电子计算机——电子数字积分仪与计算机（Electronic Numerical Integrator and Computer，ENIAC）。几十年过去了，计算机取得了迅猛的发展，其使用的元件也经历了四代的变化：第一代的电子管、第二代的晶体管、第三代的集成电路和第四代的大规模集成电路。如今，电子计算机的功能已不仅仅是计算，它已渗入了人类的活动领域，成为人们工作和生活中必不可少的工具。在我们的周围，有着各种各样的计算机，如笔记本计算机、台式机、个人数字助理（PDA）、小型机和大型机等。 现代计算机的功能非常强大，能够为人类做许许多多的事情。比如说，在中国古代，一些书香门第或官宦家庭，为了培养一个人的人文素养，通常都要求他掌握4项基本的技能，即琴、棋、书、画。对于这4项技能，如果能做到样样精通，那么就是一个高雅的人，是一名文人雅士。当然，对于现代人来说，在“分数压倒一切”的背景下，不要说精通这4项技能，只要会 其中的一项就很不容易了。但是计算机就能够做到样样精通。首先是弹琴，这对于计算机来说是小菜一碟，计算机合成的音乐很早以前就有了。其次是下棋，这更是计算机的强项，计算机不仅能够下棋，而且下得非常好。1997年的5月，由IBM公司开发出来的“深蓝”计算机，就战胜了当时的国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。卡斯帕罗夫是俄国人，曾被认为是有史以来最厉害的棋手之一，但他却被计算机给打败了。当然，古人所说的棋指的是围棋，而围棋比象棋要复杂得多，所以在这个方面，计算机还很难有大的突破。第三种技能是书法，这对于计算机来说，是再简单不过的了，什么样的字体它都能打印出来，如宋体、楷体、隶书等。第四种技能是画画，这也不是什么难事，在计算机的控制下，能够在布匹上刺绣，甚至还能编织任意图案的毛线衣！ 除了琴棋书画，计算机还能做到听说读写。所谓的“听”，指的是语音识别技术，也就是说，人对着计算机说话，然后计算机就会把这些语音信号转换成相应的文字。比如说，读者需要把一篇稿子录入到计算机当中，但是又不想通过键盘输入，因为通过键盘输入得太慢、太辛苦了，这时就可以使用语音识别软件。你只要对着话筒把这篇稿子念一遍，它就被录入计算机了，非常的方便。当然，这只是一种理想状态，而实际的语音识别软件目前还做不到这么完美，它们的识别正确率还达不到百分之百。但即便如此，这项技术在文字录入、身份认证等领域还是得到了广泛的应用。所谓的“说”，指的是文语转换技术（Text-To-Speech，TTS）。它和语音识别正好相反，一个是把声音变成文字，另一个是把文字变成声音。比如说，我们上网去看今天的新闻，但是又不想用眼睛去看，因为看得比较累，这时就可以使用TTS技术，让计算机把新闻念给你听。再比如，我们都知道英国著名的理论物理学家霍金，他是一个全身瘫痪的人，除了大脑以外，身体的其他部分都是处于肌肉萎缩状态，连说话都不行。那么他是如何与别人交流的呢？就是通过TTS技术。当他想要说话的时候，就用手指尖去操作一台计算机，输入他想要说的话，然后，计算机就采用TTS技术，把这句话转换成语音播放出来。TTS系统的关键指标是自然度，一般来说，计算机合成出来的声音不是很好听，语调比较生硬。就像电影《星球大战》中的机器人C-3PO，说起话来有点怪声怪气的。当然，现有的TTS技术已经取得了长足的进展，已经能够合成出比较好听、比较自然的声音。所谓的“读”，指的是自然语言理解，也就是说，对于一段自然语言文字（如中文、英文等），计算机能够看懂它的意思是什么。自然语言理解有很多的应用，如机器翻译，能够把一种语言的文字翻译成另一种语言；再比如因特网上的基于内容的智能有哪些信誉好的足球投注网站。我们可以向计算机提出各种问题，如“北京有什么好玩的地方？”，计算机能够看懂这句话的意思，然后经过有哪些信誉好的足球投注网站，就会把北京的一些旅游景点列出来，如故宫、颐和园、圆明园及长城等。所谓的“写”，就是说，计算机能够自动写作文。这其实也不是什么太难的事情，一般的做法是去搜集很多写得比较好的句子，然后把它们拼接在一起即可。曾经有人对某个国际学术会议的组织者表示不满，认为他们