計算機科學與技術發展歷史

A. 計算機科學的發展歷史是怎樣的

科學計算即是數值計算，科學計算是指應用計算機處理科學研究和工程技術中所遇到的數學計算。在現代科學和工程技術中，經常會遇到大量復雜的數學計算問題，這些問題用一般的計算工具來解決非常困難，而用計算機來處理卻非常容易。自然科學規律通常用各種類型的數學方程式表達，科學計算的目的就是尋找這些方程式的數值解。這種計算涉及龐大的運算量，簡單的計算工具難以勝任。在計算機出現之前，科學研究和工程設計主要依靠實驗或試驗提供數據，計算僅處於輔助地位。計算機的迅速發展，使越來越多的復雜計算成為可能。利用計算機進行科學計算帶來了巨大的經濟效益，同時也使科學技術本身發生了根本變化：傳統的科學技術只包括理論和試驗兩個組成部分，使用計算機後，計算已成為同等重要的第三個組成部分。計算過程主要包括建立數學模型、建立求解的計算方法和計算機實現三個階段。建立數學模型就是依據有關學科理論對所研究的對象確立一系列數量關系，即一套數學公式或方程式。復雜模型的合理簡化是避免運算量過大的重要措施。數學模型一般包含連續變數，如微分方程、積分方程。它們不能在數字計算機上直接處理。為此，先把問題離散化，即把問題化為包含有限個未知數的離散形式（如有限代數方程組），然後尋找求解方法。計算機實現包括編製程序、調試、運算和分析結果等一系列步驟。軟體技術的發展,為科學計算提供了合適的程序語言（如FORTRANALGOL）和其他軟體工具,使工作效率和可靠性大為提高。

B. 清華大學計算機科學與技術系的歷史沿革

1996年，計算機系在由國務院學位辦公室主持的全國計算機學科評估中排名第一，在國內首批獲得按一級學科招收和培養研究生的資格；2002年在全國學位與研究生教育發展中心開展的一級學科整體水平評估中，計算機系在總共4個分項指標中，3項（學術隊伍、人才培養、學術聲譽）在全國排名第一。2006年、2012年在全國學位與研究生教育發展中心開展的一級學科整體水平評估中，以總分滿分100分的成績排名第一。
計算機系設有計算機科學與技術與軟體工程兩個一級學科。其中計算機科學與技術學科屬全國首批國家重點一級學科，該一級學科下包含有計算機系統結構、計算機軟體與理論、計算機應用技術三個二級學科，這三個二級學科同樣全部為全國重點二級學科，是全國少數擁有全部重點二級學科單位之一。同時，計算機系還是「智能技術與系統」國家重點實驗室的主要依託單位，三次評估均為優秀，兩次榮獲集體「金牛獎」。
計算機系包含了國內計算機專業最全的學科方向，設有網格與高性能計算、CPU設計、計算機網路、網路與信息系統安全、系統性能評價、理論計算機科學、數據工程及知識工程、軟體工程、計算機與VLSI設計自動化、軟體理論與系統、生物計算及量子計算、人工智慧、智能控制及機器人、人機交互與普適計算、計算機圖形學與可視化技術、CAD技術、計算機視覺、媒體信息處理等研究方向。
計算機系現設有高性能計算、計算機網路技術、計算機軟體、人機交互與媒體集成、理論計算機科學等5個研究所；智能技術與系統國家重點實驗室；普適計算教育部重點實驗室；計算機基礎與實驗教學部等科研教學機構。1998年1月至2008年4月期間，清華大學計算機系師生在國際上發表高水平SCI論文共1637篇，在全球排名第11位（前十位均為美國著名企業及高校：IBM、麻省理工、AT&T、斯坦福等）。此外，計算機系近年來還獲得多項國家級科研獎勵：2004年度獲國家技術發明獎二等獎1項，2005年度國家科技進步獎二等獎1項，2007年度國家科技進步獎二等獎2項，2008年國家自然科學獎二等獎1項，國家科學技術進步獎二等獎1項。 計算機系擁有「國家級教學實驗示範中心」稱號。教學實驗室設置齊全，包括：計算機原理實驗室、微型計算機實驗室、計算機網路實驗室、操作系統實驗室、計算機軟體實驗室、計算機控制系統實驗室、智能機器人實驗室、計算機介面實驗室、學生科技創新實驗室等。另外，還與英特爾、IBM、微軟、SUN、搜狐等國內外著名公司建立了面向教學或研究的聯合實驗室。

C. 計算機科學與技術的歷史與發展

未來計算機的發展趨勢是巨型化、
微型化、智能化、網路化。
計算機（內computer）俗稱電腦，是現代一種用於高速容計算的電子計算機器，可以進行數值計算，又可以進行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。是能夠
按照程序運行，自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。由硬體系統和軟體系統所組成，沒有安裝任何軟體的計算機稱為裸機。可分為超級計算機、工業控制計算機、網路計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類，較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。
計算機發明者約翰·馮·諾依曼。計算機是20世紀最先進的科學技術發明之一，對人類的生產活動和社會活動產生了極其重要的影響，並以強大的生命力飛速發展。它的應用領域從最初的軍事科研應用擴展到社會的各個領域，已形成了規模巨大的計算機產業，帶動了全球范圍的技術進步，由此引發了深刻的社會變革，計算機已遍及一般學校、企事業單位，進入尋常百姓家，成為信息社會中必不可少的工具。

D. 計算機專業的發展歷史

計算工具的演化經歷了由簡單到復雜、從低級到高級的不同階段，例如從「結繩記事」中的繩結到算籌、算盤計算尺、機械計算機等。它們在不同的歷史時期發揮了各自的歷史作用，同時也孕育了電子計算機的雛形和設計思路。
1946年2月14日，由美國軍方定製的世界上第一台電子計算機「電子數字積分計算機」（ENIAC Eletronic Numerical Integrator And Calculator）在美國賓夕法尼亞大學問世了。 ENIAC是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要而研製成的。其主要發明人是電氣工程師普雷斯波·埃克特（J.Prespen Eckert）和物理學家約翰·莫奇勒（John W.Mauchly）博士。這台計算器使用了17840支電子管，大小為80英尺×8英尺，重達28t（噸），功耗為170kW，其運算速度為每秒5000次的加法運算，造價為487000美元。ENIAC的問世具有劃時代的意義，表明電子計算機時代的到來。在以後60多年裡，計算機技術以驚人的速度發展，在人類科技史上還沒有哪一個學科可以與電子計算機技術的發展速度相提並論。如2006年上市的Intel雙核心移動處理器Core 2 Duo，原件密度為150萬支晶體管，大小為90.3m㎡，重量幾乎可以忽略，功耗最多為31W，其運算速度為每秒216億次，造價僅為637美元。單從性能一項看就比ENIAC提高了約4000萬倍。難怪著名計算機科學家費里德里克·布魯克說：人類文明迄今，除計算機技術外，沒有任何一門技術的性能價格比能在30年內增長6個數量級。 1.第1代計算機：電子管數字計算機（1946—1958年）
硬體方面，
邏輯元件採用真空電子管，主存儲器採用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯；外存儲器採用磁帶。軟體方面採用機器語言、匯編語言。應用領域以軍事和科學計算為主。特點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般為每秒數千次至數萬次）、價格昂貴，但為以後的計算機發展奠定了基礎。
2.第2代計算機：晶體管數字計算機（1958—1964年）
硬體方面，邏輯元件採用晶體管，主存儲器採用磁芯，外存儲器採用磁碟。軟體方面出現了以批處理為主的操作系統、高級語言及其編譯程序。應用領域以科學計算和事務處理為主，並開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高（一般為每秒數十萬次，可高達300萬次）、性能比第1代計算機有很大的提高。
3.第3代計算機：集成電路數字計算機（1964—1970年）
硬體方面，邏輯元件採用中、小規模集成電路（MSI、SSI），主存儲器仍採用磁芯。軟體方面出現了分時操作系統以及結構化、規模化程序設計方法。特點是速度更快（一般為每秒數百萬次至數千萬次），而且可靠性有了顯著提高，價格進一步下降，產品走向了通用化、系列化和標准化。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域。
4.第4代計算機：大規模集成電路計算機（1970年至今）
硬體方面，邏輯元件採用大規模和超大規模集成電路（LSI和VLSI）。軟體方面出現了資料庫管理系統、網路管理系統和面向對象語言等。特點是1971年世界上第一台微處理器在美國矽谷誕生，開創了微型計算機的新時代。應用領域從科學計算、事務管理、過程式控制制逐步走向家庭。
5.第5代計算機：人工智慧計算機
第五代電子計算機是人類追求的一種更接近人的人工智慧計算機。它能理解人的語言，以及文字和圖形。人無需編寫程序，靠講話就能對計算機下達命令，驅使它工作。新一代計算機是把信息採集存儲處理、通信和人工智慧結合在一起的智能計算機系統。它不僅能進行一般信息處理，而且能面向知識處理，具有形式化推理、聯想、學習和解釋的能力，將能幫助人類開拓未知的領域和獲得新的知識。

E. 計算機科學的發展歷史

計算機科學中的理論部分在第一台數字計算機出現以前就已存在。計算機科學根植於電子工程、數學和語言學，是科學、工程和藝術的結晶。它在20世紀最後的三十年間興起成為一門獨立的學科，並發展出自己的方法與術語。 60年代以來出現了大程序。這些大程序的可靠性很難保證。到60年代後期，西方國家出現了「軟體危機」。這是指有些程序過於龐大（包含幾十萬條以至幾百萬條指令），成本過高而可靠性則比較差。於是提出了軟體工程的概念，目的在於使軟體開發遵守嚴格的規范，使用一套可靠的方法，從而保證質量。現代軟體工程的方向是形式化和自動化，而形式化的目的在於自動化。這里所說的自動化就是將程序設計中可以由機器來完成的工作，盡量交給機器去做。中心課題之一是程序工具和環境的研究。程序工具是指輔助人編程序的程序，如編譯程序、編輯程序、排錯程序等；程序環境則是指一套結合起來使用的用來輔助人編程序的程序工具。人工智慧 用計算機模擬人的智能，特別是模擬思維活動的技術及其有關理論。由於人的思維活動離不開語言,而且人對於某一類問題進行思索和探索解法時,總是需要以關於這一類問題的基本知識(專業知識或常識)作為出發點。於是，知識表示和機器對自然語言的理解就構成人工智慧的兩個重要領域。所謂知識表示，是指將原來用自然語言表示的知識轉換成用符號語言表示的，從而可以儲存在機器內供機器使用的知識。人工智慧的研究角度有探索法的角度和演算法的角度。通常所說的解題演算法是指機械的和總是有結果的方法，而這里所說的演算法卻是廣義的，包括那些機械的而在使用時不一定有結果的演算法。這種方法時常稱作半可判定的方法。
人在解決問題時，時常採用探索法。這種方法具有「試錯法」的性質，也就是說，試驗若干條途徑，一條路走不通時再試另一條，直到問題得到解決時為止。機器可以模擬人用探索法解題的思維活動。但由於可能途徑的數目非常之大，不可能進行窮舉式的探索。人一般是只選出一些最有希望得到結果的途徑去進行探索。人的這種能力，就是進行創造性思維的能力。這是機器極難模擬的事情。採用演算法角度，使用特定的解題演算法或半可判定的方法時，會遇到另一方面的困難。那就是當問題的復雜程度較高時（比如說是指數的），即使問題是有結果的，機器也無法在實際可行的時間內得到結果。在計算機出現的初期，人們曾寄希望於機器的高速度，以為在模擬人的思維時，機器可能用它的高速度來換取它所不具有的創造性思維。但通過「組合性爆炸」問題（「組合性爆炸」是指一些組合數學中的問題，在參數增大時，計算時間的增長率時常是指數的，甚至高於指數），人們認識到，單純靠速度不能繞過組合性爆炸所產生的障礙。有無辦法來克服這種困難，尚有待於進一步研究。與其他學科的關系 計算機是由物理元件構成的,迄今主要是由電子元件構成的。因此，物理學的一些分支和電子工程便構成計算機科學的基礎。同時，計算機科學在一定意義上是演算法的科學，而演算法是一個數學概念。因此，數學的某些分支如演算法理論（即可算性理論，又名遞歸函數論）也構成計算機科學的基礎。但計算機科學已發展成為一門獨立的技術科學，既不是電子學的一個分支，也不是數學的一個分支。這是就這個學科的整體而言。至於理論計算機科學，由於它可以看作是計算機科學的數學基礎，在一定意義上，可以看作是數學的一個分支。另一個與計算機科學有密切關系的學科是控制論。控制論作為應用數學方法來研究機械繫統和生命系統中的控制和通信現象的學科，同計算機科學有內容上的交叉，但後者不是它的一部分。自從40年代製成數字計算機以來，計算機的性能有了很大的提高。但在系統結構方面變化不大。一些計算技術發達國家正在研製新一代的計算機。這種計算機的系統結構將與過去40年的機器很不相同，所用的程序設計語言也將是新型的。計算機科學將研究由此出現的新問題，如有關並行計算的問題。
對計算的數學性質的研究大都還是關於串列計算的，對並行計算性質的研究自70年代才發展起來，預計將成為計算機科學的中心課題之一。另一個問題是程序設計的自動化問題。在程序設計方面，明顯的趨勢是將機器能做的盡量交給機器去做。程序環境的研究構成了軟體工程的一個中心課題。形式化方法越來越受到重視，因為它是提高自動化程度所必需的。
早期，雖然英國的劍橋大學和其他大學已經開始教授計算機科學課程，但它只被視為數學或工程學的一個分支，並非獨立的學科。劍橋大學聲稱有世界上第一個傳授計算的資格。世界上第一個計算機科學系是由美國的普渡大學在1962年設立，第一個計算機學院於1980年由美國的東北大學設立。多數大學都把計算機科學系列為獨立的部門，一部分將它與工程系、應用數學系或其他學科聯合。

F. 計算機應用的發展歷程

1.40年代中期至50年代末
計算機應用主要是科學計算、工程設計等數值應用，這一階段使用第一代電子管計算機（數字機和模擬機），硬體體積龐大，運算速度慢，系統維護需要較高的技術，軟體尚未形成系統，應用程序編制耗費大量人力。主要應用於國防尖端武器的研製、生產和使用。
2.50年代末至60年代末
開始向非數值應用方面發展。這一階段使用第二代晶體管計算機,除繼續用於科學計算外，主要用於數據處理、工商業事務處理、企業信息管理。60年代後期出現小型機後，硬體逐步形成系列，介面設備和外圍設備品種增多，組塊式的軟體設計使軟體的編制趨於工程化，並應用於生產過程的實時控制。
3.70年代
計算機應用普及到社會經濟更多的領域。第三代集成電路計算機具有良好的性能價格比和可靠性，它促進了計算機的推廣應用。隨著微處理機的迅速發展，計算機廣泛應用於工業、農業、文化教育、衛生保健、服務行業、社會公用事業等。家用電器採用微處理機後使計算機應用深入到家庭生活和娛樂之中。計算機技術與通信技術的結合，使計算機網路得到發展。信息服務業的興起使社會信息資源得到更廣泛的利用。
4.70年代至今
此時軟體越來越豐富，出現了資料庫系統、可擴充語言、網路軟體等。而且隨著微型計算機和網路的出現，其應用領域已經涉及各個領域，在辦公自動化資料庫管理、圖像識別、語言識別、專家系統及家庭娛樂等眾多領域中大顯身手。

G. 計算機科學技術的發展歷程是什麼

計算機科學中的理論部分在第一台數字計算機出現以前就已存在。
計算機科學根植於電子工程、數學和語言學，是科學、工程和藝術的結晶。它在20世紀最後的三十年間興起成為一門獨立的學科，並發展出自己的方法與術語。

60年代以來出現了大程序。這些大程序的可靠性很難保證。到60年代後期，西方國家出現了「軟體危機」。這是指有些程序過於龐大（包含幾十萬條以至幾百萬條指令），成本過高而可靠性則比較差。於是提出了軟體工程的概念，目的在於使軟體開發遵守嚴格的規范，使用一套可靠的方法，從而保證質量。現代軟體工程的方向是形式化和自動化，而形式化的目的在於自動化。這里所說的自動化就是將程序設計中可以由機器來完成的工作，盡量交給機器去做。中心課題之一是程序工具和環境的研究。程序工具是指輔助人編程序的程序，如編譯程序、編輯程序、排錯程序等；程序環境則是指一套結合起來使用的用來輔助人編程序的程序工具。人工智慧 用計算機模擬人的智能，特別是模擬思維活動的技術及其有關理論。由於人的思維活動離不開語言,而且人對於某一類問題進行思索和探索解法時,總是需要以關於這一類問題的基本知識(專業知識或常識)作為出發點。於是，知識表示和機器對自然語言的理解就構成人工智慧的兩個重要領域。所謂知識表示，是指將原來用自然語言表示的知識轉換成用符號語言表示的，從而可以儲存在機器內供機器使用的知識。人工智慧的研究角度有探索法的角度和演算法的角度。通常所說的解題演算法是指機械的和總是有結果的方法，而這里所說的演算法卻是廣義的，包括那些機械的而在使用時不一定有結果的演算法。這種方法時常稱作半可判定的方法。