17세기 초, 유럽의 수학자 그룹이 숫자 형태로 기본적인 산술 연산을 수행하는 디지털 컴퓨터를 설계하고 제작하기 시작했습니다. 1642년 프랑스 수학자 파스칼은 시계와 유사한 톱니바퀴 메커니즘을 사용하여 최초의 십진수 덧셈기를 만들었고 1678년 독일 수학자 라이프니츠는 십진수의 곱셈과 나눗셈을 추가로 해결하는 컴퓨터를 만들었습니다.
1822년 영국의 수학자 배비지는 차수 기계의 모형을 만들면서 아이디어를 떠올렸습니다. 각 산술 연산이 완료될 때마다 특정한 완전한 산술 프로세스가 자동으로 완료되는 것으로 발전하여, 1884년 Babbage는 프로그래밍된 범용 분석기를 설계했습니다. 이 분석기는 이미 프로그래밍 제어 방식과 관련된 컴퓨터의 프로토타입을 설명했지만, 당시의 기술 조건으로 인해 실현되지 못했습니다.
배비지의 아이디어가 공식화된 이후 100년 이상 동안 전자기학, 전기 기술 및 전자공학은 큰 발전을 이루었고 부품 분야에서는 진공 다이오드, 진공 트랜지스터가 차례로 발명되었습니다. 시스템 기술 분야에서는 무선 전신, 텔레비전, 레이더가 차례로 발명되었습니다. 이러한 모든 업적은 현대 컴퓨터의 발전을 위한 기술적, 물질적 조건을 마련했습니다.
동시에 수학과 물리학도 그에 따라 번성했습니다. 1930년대에는 물리학의 모든 영역이 양자화 단계를 거치면서 다양한 물리적 과정을 설명하는 수학 방정식이 등장했고, 그 중 일부는 고전적인 분석 방법으로는 풀기 어려웠습니다. 그 결과 수치 해석이 강조되었고 다양한 수치 적분, 수치 미분, 미분 방정식의 수치 해법이 개발되어 계산 과정이 수많은 기본 연산으로 축소되어 현대 컴퓨터의 수치 알고리즘의 토대가 마련되었습니다.
첨단 계산 도구에 대한 사회의 절실한 요구는 현대 컴퓨터 탄생의 근본적인 원동력이었으며, 20세기 이후 다양한 과학 기술 분야에서 수많은 계산 난제가 발생하여 학문의 지속적인 발전을 저해하고 있습니다. 특히 제2차 세계대전 발발 전후로 군사 과학 기술 분야에서는 고속 컴퓨팅 도구가 절실히 필요했습니다. 이 시기에 독일, 미국, 영국은 모두 컴퓨터를 개발하고 있었고, 거의 동시에 전기 기계식 컴퓨터와 전자식 컴퓨터를 연구하기 시작했습니다.
독일인 주세페는 전자 부품을 사용하여 컴퓨터를 최초로 만들었습니다. 그는 1941년 부동 소수점 계산, 이진 연산, 디지털 저장 주소 명령어 형식 및 기타 현대 컴퓨터의 특징을 갖춘 완전 자동 릴레이 컴퓨터 Z-3을 만들었습니다. 미국에서는 마크-1, 마크-2, 모델-1, 모델-5 등의 릴레이 컴퓨터가 있었습니다. 또한 1940~1947년에 만들어졌습니다. 그러나 릴레이의 스위칭 속도는 100분의 1초 정도여서 컴퓨터의 연산 속도를 크게 제한했습니다.
전자 컴퓨터의 발전 과정은 부품 생산에서 전체 기계로, 특수 기계에서 범용 기계로, 1938 년 미국 불가리아 학자 아타나 소프 (ATANASOV)의 진화의 "외부 프로그램"에서 "저장 프로 시저"로 경험했습니다. 1938년 미국 불가리아 학자 아타나소프(아타나소프)는 전자 컴퓨터의 계산 부품을 최초로 생산했습니다. 1943년 영국 외무부 통신국은 "거대한" 전자 컴퓨터를 만들었습니다. 이것은 제2차 세계대전에서 사용된 특수한 유형의 암호해독 기계였습니다.
1946 년 2 월, 미국, 펜실베니아 대학 무어 대학 대규모 전자 수치 통합 컴퓨터 (ENIAC)는 처음에는 포병 탄도 계산에 사용되었으며, 범용 컴퓨터가되기 위해 여러 가지 개선 된 후 다양한 과학 계산이 될 수 있습니다. 산술 연산, 논리 연산 및 정보 저장에만 전자 회로를 사용하는 이 컴퓨터는 릴레이 컴퓨터보다 1,000배나 빠릅니다. 이 컴퓨터를 세계 최초의 전자 컴퓨터라고 부르기도 합니다. 그러나 이 컴퓨터의 프로그램은 여전히 외부에 있었고 저장 용량이 너무 작았으며 아직 현대 컴퓨터의 모든 주요 기능을 갖추지 못했습니다.
이 새로운 돌파구는 수학자 폰 노이만이 이끄는 설계자 팀이 1945년 3월 새로운 범용 전자 컴퓨터 프로그램인 전자 이산 변수 오토마타(EDVAC)를 발표하면서 이루어졌습니다. 그 후 1946년 6월 폰 노이만과 다른 사람들은 전자 컴퓨터 장치의 논리적 구조에 대한 예비 연구를 제공하는 보다 정교한 설계 보고서를 발표했습니다. 같은 해 7월과 8월에는 무어 칼리지에서 미국과 영국의 20여 개 기관의 전문가들을 대상으로 "컴퓨터 설계의 이론과 기법"이라는 특별 강좌를 개설하여 저장 프로그램 컴퓨터의 설계와 제조를 장려했습니다.
1949년 영국 케임브리지 대학교의 수학 연구소에서 전자 이산 시간 자동 컴퓨터(EDSAC)를 최초로 제작했습니다. 1950년 미국에서 동부 표준 자동 컴퓨터(SFAC)를 만들면서 전자 컴퓨터 개발의 태동기 시기가 끝나고 현대 컴퓨터 개발 시기가 시작되었습니다.
디지털 컴퓨터의 탄생과 함께 또 다른 중요한 컴퓨팅 도구인 아날로그 컴퓨터가 개발되었습니다. 물리학자들은 자연의 법칙을 요약할 때 종종 수학 방정식을 사용하여 어떤 과정을 설명합니다. 반대로 수학 방정식은 물리적 과정을 시뮬레이션하여 풀 수도 있습니다. 대수가 발명된 후 1620년에 만들어진 계산용 자를 통해 곱셈과 나눗셈이 덧셈과 뺄셈으로 대체되어 계산이 가능해졌습니다. 맥스웰은 1855년 적분기를 만들어 적분(면적) 계산을 길이의 척도로 능숙하게 변환했습니다.
푸리에 해석은 19세기 수리 물리학의 또 다른 위대한 업적으로, 시뮬레이터의 발전에 직접적인 자극을 주었으며 19세기 말과 20세기 초에 푸리에 계수를 계산하기 위한 65438개 이상의 다양한 해석 기계와 미분 방정식을 풀기 위한 미분 해석 기계가 만들어졌습니다. 그러나 부분 미분 방정식을 풀기 위한 미분 해석기와 일반 과학 계산 문제를 풀기 위한 시뮬레이터의 보급이 시도되면서 범용성과 정확성 측면에서 시뮬레이터의 한계가 점차 드러나면서 디지털 컴퓨터로 눈을 돌리게 되었습니다.
전자식 디지털 컴퓨터의 등장 이후에도 아날로그 컴퓨터는 계속 발전하여 디지털 컴퓨터와 결합하여 하이브리드 컴퓨터가 탄생했습니다. 아날로그와 하이브리드는 효율적인 정보 처리 도구 또는 도메인에 특화된 아날로그 도구와 같은 특별한 종류의 현대 컴퓨터로 진화했습니다.
20세기 중반 이후 컴퓨터는 급속한 발전의 시기를 거치면서 하드웨어만 있는 컴퓨터에서 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어를 포함하는 컴퓨터 시스템으로 진화했습니다. 컴퓨터 시스템의 가격 대비 성능 비율은 10년마다 평균 두 배씩 증가했습니다. 컴퓨터의 종류도 세분화를 거쳐 마이크로컴퓨터, 미니컴퓨터, 범용 컴퓨터(대형 컴퓨터, 중형 컴퓨터 포함), 다양한 특수 목적 컴퓨터(예: 각종 제어 컴퓨터 및 아날로그-디지털 하이브리드 컴퓨터)로 진화했습니다.
컴퓨터 장비는 튜브에서 트랜지스터로, 개별 부품에서 집적 회로로, 마이크로프로세서로 발전하면서 세 가지 도약을 이루었습니다.
전자관 컴퓨터 시대(1946~1959년), 컴퓨터는 주로 과학 컴퓨팅에 사용되었습니다. 주 메모리는 컴퓨터 기술의 면모를 결정하는 주요 요소였습니다. 당시의 주요 메모리는 수은 지연선 메모리, 음극선 오실로스코프 정전기 메모리, 자기 드럼 및 자기 코어 메모리였으며 컴퓨터는 일반적으로 이에 따라 분류되었습니다.
트랜지스터 컴퓨터 시대(1959~1964년)에는 자기 코어 메모리가 주 메모리로, 자기 드럼과 디스크가 보조 메모리로 사용되기 시작했습니다. 과학 컴퓨팅 컴퓨터가 계속 발전했을 뿐만 아니라 중소형 컴퓨터, 특히 저렴한 소형 데이터 처리 컴퓨터도 대량 생산되기 시작했습니다.
1964년 집적 회로 컴퓨터의 개발과 함께 컴퓨터도 제품 시리즈 개발 시기로 접어들었습니다. 반도체 메모리는 점차 주 메모리 상태의 핵심 메모리를 대체하고 디스크는 필수 보조 메모리가되고 가상 메모리 기술이 널리 사용되었습니다. 다양한 반도체 읽기 전용 메모리와 재기록 가능한 읽기 전용 메모리의 급속한 발전과 마이크로 프로그래밍 기술의 개발 및 적용으로 컴퓨터 시스템이 펌웨어 하위 시스템에 나타나기 시작했습니다.
70년대 이후 컴퓨터 집적 회로의 통합은 소규모에서 대규모 및 초대형 수준으로 빠르게 발전하여 마이크로 프로세서와 마이크로 컴퓨터가 등장했으며 다양한 컴퓨터의 성능이 급속히 향상되었습니다. 4비트, 8비트, 16비트, 32비트, 64비트 마이크로컴퓨터가 등장하고 널리 사용되면서 소형 컴퓨터, 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터의 수요도 그에 따라 증가했습니다.
마이크로컴퓨터는 사회에서 널리 사용되며, 사무실 건물, 학교, 창고에는 수십 대 또는 수백 대의 컴퓨터가 있는 경우가 많습니다. 이후 근거리 통신망의 상호 연결이 증가하면서 중앙 집중식 시스템에서 분산 시스템으로 컴퓨터 애플리케이션의 개발이 더욱 촉진되었습니다.
전자관 컴퓨터 시대, 어셈블리 언어와 서브루틴 라이브러리를 갖춘 일부 컴퓨터, 과학 컴퓨팅용 고급 언어의 등장 FORTRAN. 트랜지스터 컴퓨터 단계, 트랜잭션 처리용 COBOL 언어, 과학 컴퓨터용 ALGOL 언어, 기호 처리 LISP 언어 및 기타 고급 언어가 실용화 단계에 접어들기 시작했습니다. 운영 체제의 초기 형성은 컴퓨터 사용을 수동 작업에서 자동 작업 관리로 전환했습니다.
집적 회로 컴퓨터 개발 기간에 접어 들면서 컴퓨터는 상당한 규모의 소프트웨어 하위 시스템을 형성했으며 일괄 처리, 시간 공유, 실시간 처리 및 기타 기능을 통해 운영 체제의 다양성을 더욱 높이기위한 고급 언어가 점점 더 완벽 해지고 있습니다. 소프트웨어 하위 시스템에는 데이터베이스 관리 시스템, 통신 처리 프로그램, 네트워크 소프트웨어도 추가되었습니다. 소프트웨어 하위 시스템은 컴퓨터의 기능을 지속적으로 향상시켜 속성의 사용을 분명히 변경하고 사용 효율성을 크게 향상 시켰습니다.
현대 컴퓨터에서 주변 장비의 가치는 일반적으로 컴퓨터 하드웨어 하위 시스템의 절반 이상이었으며 기술 수준이 컴퓨터의 기술적 얼굴을 크게 결정합니다. 주변 장치 기술은 매우 포괄적이며 전자, 기계, 광학, 자기 및 기타 여러 분야의 통합에 의존 할뿐만 아니라 정밀 기계 기술, 전기 및 전자 처리 기술, 측정 기술 및 프로세스 수준에 따라 달라집니다.
주변 장치에는 보조 메모리와 입력/출력 장치가 포함됩니다. 보조 메모리에는 디스크, 드럼, 테이프, 레이저 메모리, 대용량 메모리, 마이크로 메모리 등이 있습니다. 입출력 장치는 입력, 출력, 변환, 모드 정보 처리 장비와 단말 장비로 나뉩니다. 이러한 다양한 장치 중에서 디스크, 터미널 장비, 패턴 정보 처리 장비 및 변환 장비가 컴퓨터의 기술 전망에 가장 큰 영향을 미칩니다.
차세대 컴퓨터는 정보 수집, 저장 및 처리, 통신 및 인공 지능을 통합하는 지능형 컴퓨터 시스템입니다. 일반 정보를 처리하고 형식적 추론, 연상, 학습 및 해석 능력을 갖추고 지식 처리에 직면하여 인간이 미지의 분야를 탐구하고 새로운 지식을 습득하는 데 도움이 될 것입니다.
중국의 컴퓨팅 기술 발전인류 문명의 역사에서 중국은 초기 컴퓨팅 도구의 발명과 창조에 관한 영광스러운 한 페이지를 썼습니다. 중국은 일찍이 상나라 시대에 십진법 표기를 만들어 전 세계보다 천 년 이상 앞섰습니다. 주나라 시대에는 당시 가장 진보된 계산 도구인 계산기와 컴파일러가 발명되었습니다. 이것은 대나무, 나무 또는 뼈로 만든 다양한 색상의 작은 막대기였습니다. 각 수학 문제를 계산할 때 우리는 보통 노래의 형태로 알고리즘을 구성하여 막대기를 계속 재배열하면서 계산합니다. 중국의 고대 수학자 주충지는 원의 둘레를 3.1415926에서 3.1415927 사이로 계산했습니다. 이 결과는 서양보다 1,000년이나 앞선 것입니다.
구슬 세기는 중국의 또 다른 독창적인 발명품이자 계수 도구 개발 역사상 최초의 주요 발명품입니다. 가볍고 유연하며 휴대가 간편하고 사람들의 생활과 밀접한 관련이 있는 이 도구는 한나라 시대에 처음 등장하여 원나라 시대에 점차 발전했습니다. 구슬 계수는 중국의 경제 발전에 유용한 역할을 했을 뿐만 아니라 일본, 한국, 동남아시아 및 기타 지역으로 퍼져나갔습니다. 구슬 계수는 역사의 시험을 견뎌냈고 오늘날까지 사용되고 있습니다.
사우스 가이드 카, 워터 러너 별자리, 드럼 카, 자카드 기계와 같은 중국의 발명과 창작물은 자동 제어 기계의 발전에 크게 기여했을 뿐만 아니라 계산 도구의 진화에도 직간접적으로 영향을 미쳤습니다. 예를 들어, 장헝은 지구 궤도와 자동으로 동기화할 수 있는 수운성좌도를 만들었습니다. 이는 당나라와 송나라 시대에 개선되어 세계에서 가장 오래된 천문 시계가 되었습니다.
기억의 드럼 카트는 세계 최초의 자동 계수 장치였습니다. 자카드 기계의 원리는 컴퓨터 프로그램 제어의 발전에 간접적인 영향을 미쳤습니다. 고대 중국에서는 양과 음으로 구성된 팔괘가 컴퓨팅 기술 발전에 직접적인 영향을 미쳤습니다. 라이프니츠는 바구아에 관한 논문을 작성하고 이진 산술 알고리즘을 체계적으로 제시했습니다. 그는 세계 최초의 이진 표현이 중국의 바구아라고 믿었습니다.
오랜 침묵기를 거쳐 신중국 건국 후 중국의 컴퓨팅 기술은 새로운 발전기에 접어들어 연구 기관이 속속 설립되고 고등 교육 기관에 컴퓨팅 기술 및 장치와 전산 수학 전공이 설치되어 중국의 컴퓨터 제조 산업을 구축하게 됩니다.
1958년과 1959년 중국은 최초의 소형 및 대형 전자관 컴퓨터를 생산했습니다. 1960년대 중반 중국은 다수의 트랜지스터 컴퓨터를 성공적으로 개발하고 ALGOL 및 기타 언어로 컴파일러와 같은 시스템 소프트웨어를 컴파일했습니다. 1960년대 후반 중국은 집적 회로 컴퓨터를 연구하기 시작했습니다. 1970년대 중국은 이미 소규모 집적 회로 컴퓨터를 대량 생산했으며 1980년대 이후 중국은 집적 회로 컴퓨터를 연구하기 시작했습니다. 1980년대 이후 중국은 마이크로컴퓨터 시스템의 개발과 응용에 집중하기 시작했습니다. 대규모 컴퓨터, 특히 슈퍼 컴퓨터 기술, 컴퓨터 서비스 산업의 설립 및 컴퓨터 산업 구조의 점진적인 개선 등에서도 중요한 진전이 이루어졌습니다.
컴퓨터 과학 및 기술 연구에서 중국은 유한 요소 계산 방법, 수학 정리의 기계 증명, 한자 정보 처리, 컴퓨터 시스템 구조 및 소프트웨어 분야에서 큰 성과를 거두었습니다. 컴퓨터 응용 분야에서 중국은 과학 컴퓨팅과 엔지니어링 설계 분야에서 인상적인 성과를 거두었습니다. 컴퓨터 응용 연구와 실습은 비즈니스 관리 및 프로세스 제어 분야에서 점점 더 활발해지고 있습니다.
컴퓨터 과학 및 기술
컴퓨터 과학 및 기술은 수학, 전자(특히 마이크로 전자공학), 자기, 광학, 정밀 기계 및 기타 학문을 기반으로 하는 기술 분야로 매우 실용적이고 빠르게 발전하고 있습니다. 그러나 단순히 특정 분야의 지식을 적용하는 것이 아니라 고도의 통합을 통해 정보 표현, 변환, 저장, 처리, 제어 및 사용과 관련된 일련의 이론, 방법 및 기술을 형성하는 것입니다.