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毕业设计（论文）

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欢迎订阅中国期刊方阵双效刊物2007年《计算机工程与应用》旬刊——计算

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摘要：随着信息技术的飞速发展，计算在各个领域都扮演着至关重要的角色。本论文旨在探讨计算技术的发展现状、挑战以及未来趋势。首先，对计算技术的发展历程进行了概述，分析了其在社会经济发展中的作用。其次，针对当前计算领域面临的挑战，如能耗问题、安全问题和计算效率问题等，提出了相应的解决方案。最后，展望了计算技术的未来发展趋势，为我国计算技术的发展提供了有益的参考。

前言：计算技术作为信息技术的重要组成部分，其发展历程与社会经济发展紧密相连。自20世纪40年代计算机问世以来，计算技术经历了从电子管到晶体管，再到集成电路的演变。随着计算机性能的不断提升，计算技术在各个领域得到了广泛应用，极大地推动了社会经济的发展。然而，在享受计算技术带来的便利的同时，我们也面临着一系列挑战。本文将从以下几个方面展开论述：

第一章计算技术的发展历程

1.1计算技术的起源与发展

(1)计算技术的起源可以追溯到古代人类对数学问题的求解。早在公元前2000年左右，古埃及人就已经使用石板进行简单的数学计算。随后，古希腊数学家如毕达哥拉斯和阿基米德等人在数学领域取得了重大成就，为计算技术的发展奠定了基础。随着罗马帝国的衰落，欧洲进入中世纪，计算技术的发展相对缓慢。这一时期，算盘的出现为商业计算提供了便利。

(2)文艺复兴时期，随着欧洲科学技术的复兴，计算技术也得到了新的发展。意大利数学家列奥纳多·达·芬奇对计算工具进行了改进，设计了一种名为“达芬奇算盘”的计算工具。16世纪，德国数学家约翰内斯·开普勒发明了计算尺，大大提高了计算速度。17世纪，英国数学家艾萨克·牛顿和德国数学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分别独立发明了微积分，为计算技术的发展提供了新的数学工具。

(3)20世纪是计算技术飞速发展的世纪。1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生，标志着计算技术进入了电子时代。随后，计算机硬件和软件技术不断进步，从大型主机到小型机，再到个人电脑，计算机的普及程度不断提高。与此同时，计算技术也在各个领域得到了广泛应用，如科学研究、工程设计、商业计算等，极大地推动了社会经济的发展。

1.2计算机硬件的演变

(1)计算机硬件的演变始于20世纪40年代，随着第一台电子计算机ENIAC的诞生，计算技术正式进入电子时代。ENIAC由18000个电子管组成，重达30吨，占地167平方米。虽然ENIAC的性能在当时堪称先进，但其体积庞大、能耗高、可靠性低等问题限制了其应用。20世纪50年代，晶体管的出现标志着计算机硬件的第一次重大变革。晶体管体积小、功耗低、可靠性高，使得计算机体积和能耗大幅降低。

(2)20世纪60年代，集成电路的发明进一步推动了计算机硬件的发展。集成电路将多个晶体管集成在一个芯片上，极大地提高了计算机的性能和可靠性。IBM360系列计算机是集成电路时代的重要里程碑，其采用了32位处理器和可编程存储器，使得计算机性能提高了数十倍。进入20世纪70年代，微型计算机开始兴起。1971年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004，其包含2300个晶体管，标志着个人计算机时代的到来。

(3)20世纪80年代至21世纪初，计算机硬件经历了从32位到64位的转变。1993年，英特尔推出了Pentium处理器，标志着64位处理器的诞生。随后，计算机性能不断提升，功耗和体积不断减小。2010年，英特尔发布了基于三核的Corei3处理器，标志着多核处理器的普及。2017年，英特尔推出了基于10纳米工艺的Corei9处理器，其性能比前代处理器提高了近一倍。如今，计算机硬件正朝着更高性能、更低功耗、更小体积的方向发展，为人类生活和工作带来了更多便利。

1.3计算机软件的发展

(1)计算机软件的发展始于20世纪50年代，随着计算机硬件的逐渐成熟，软件作为计算机系统的灵魂开始受到重视。1954年，美国科学家约翰·冯·诺伊曼领导的研究团队开发了世界上第一个商业软件——Fortran，它是一种高级编程语言，用于科学计算。随后，软件行业迅速发展，编程语言不断涌现。到了20世纪60年代，汇编语言开始流行，它允许程序员直接操作计算机硬件。1970年，C语言诞生，它具有高效、灵活、易移植等特点，对后续编程语言产生了深远影响。

(2)20世纪80年代，随着个人计算机的普及，操作系统成为软件发展的焦点。1981年，微软推出了MS-DOS操作