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       首頁 >> 中醫(yī)基礎(chǔ)常識 >> 雜談
    
      

      


      
    
      
        
      美國研制出陶瓷人造骨骼計算機系統(tǒng)
      
        
      
            醫(yī)案日記
            2023-06-23 01:08:51
        
      

        
      
           
      美國科學家最近研制出了用一種陶瓷制成的新型人造骨骼
      ，移植后這種骨骼可以替代人體內(nèi)的真正骨骼，人體內(nèi)的組織細胞不僅不會出現(xiàn)壞死現(xiàn)象，而且可以繼續(xù)蔓延
        。
      用陶瓷制造骨骼是通過計算機系統(tǒng)為患者專門定做的
      ，因此完全適合患者
      。此外
      ，這種人造骨骼所用的材料與人體骨骼非常相似
      ，它有助于患者更加活動自如
      。
      這項新技術(shù)是依靠X線來確定骨骼尺寸和形狀的
      ，它的精確度可達到0.1毫米。然后將要替換的骨骼形狀輸入計算機
      ，計算機再根據(jù)骨骼形狀具體分析
      ，將其分割為幾個部分，再自動制作所需骨骼
      ，制定骨骼之后
      ，還會在骨骼上鉆一些小孔
      ，這樣便于手術(shù)醫(yī)生將新骨骼與病人的骨骼連接起來。但陶瓷骨骼能否長期保持其堅固性還需實踐檢驗
      。
      熔模精密鑄造的計算機技術(shù)在熔模精密鑄造中的應(yīng)用
      計算機技術(shù)在熔模精密鑄造中的應(yīng)用
      ，包括鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝制定
      、壓型
      、熔模、型殼及型芯制造等的最新成果
      ，展望了計算機技術(shù)對未來精鑄業(yè)帶來的巨大變革
      。
      關(guān)鍵詞：計算機 精密鑄造 壓型
      熔模精密鑄造生產(chǎn)具有許多優(yōu)點，但其同時具有工序多
      ，工藝過程復(fù)雜
      ，生產(chǎn)周期長，影響鑄件質(zhì)量的因素較多的缺點
      ，在一定程度上制約了精密鑄造的應(yīng)用和發(fā)展
      。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機技術(shù)在精鑄中的應(yīng)用
      ，從精鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
      、工藝制定到壓型設(shè)計與制造、蠟?zāi)３尚?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">、型殼制造
      、型芯的制造等，給精鑄件的生產(chǎn)帶來了巨大變革
      。
      1.計算機技術(shù)數(shù)值模擬技術(shù)在熔模精鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝制定中的應(yīng)用
      熔模鑄件向更輕
      、薄及精整化方向發(fā)展，近年來提出了凈形或近凈形化鑄造
      ，以發(fā)揮熔模鑄造的優(yōu)勢
      ，滿足現(xiàn)代工業(yè)對高質(zhì)量零件的需求。這就要求熔模精鑄件的結(jié)構(gòu)更加合理
      ，制定的工藝方案更加優(yōu)化
      ，對精鑄技術(shù)提出了越來越高的要求。
      傳統(tǒng)的精鑄件生產(chǎn)工藝
      ，包括以下5個步驟：
      1）鑄件用戶給鑄造廠下達設(shè)計藍圖
      ；
      2）鑄造廠作預(yù)算并從利于生產(chǎn)和降低成本的角度對設(shè)計提出改進意見；
      3）鑄造廠設(shè)計鑄造工藝裝備
      ；
      4）鑄造廠向模具車間或造型車間下達工裝圖紙
      ；
      5）澆注鑄件，鑄件檢驗
      。
      在鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計
      、壓型設(shè)計
      、注蠟工藝參數(shù)制定、澆注系統(tǒng)等過程
      ，傳統(tǒng)的生產(chǎn)主要依靠工程技術(shù)人員的實際工作經(jīng)驗
      ，缺乏科學的理論依據(jù)。特別對于復(fù)雜件和重要件
      ，生產(chǎn)中往往要反復(fù)地修改鑄件結(jié)構(gòu)
      、壓型或鑄造工藝方案來達到最終的技術(shù)要求，計算機具有強大的計算能力和圖形處理能力
      ，能將數(shù)值分析技術(shù)
      、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、可視化技術(shù)結(jié)合經(jīng)典傳熱
      、流動和凝固理論
      ，通過模擬鑄件充型、凝固及冷卻
      ，分析精密鑄造過程的流場
      、溫度場和應(yīng)力場，預(yù)測鑄件組織和許多鑄造缺陷如冷隔
      、縮孔
      、熱裂和變形等。因此可以通過并行工程
      ，利用計算機技術(shù)對鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性
      、鑄造工藝進行模擬，為技術(shù)人員設(shè)計較合理的鑄件結(jié)構(gòu)和確定合理的工藝方案提供了有效的依據(jù)
      ，從而避免傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝制定的盲目性，可以縮短生產(chǎn)準備周期
      ，節(jié)約試制成本
        。數(shù)值模擬過程見示意圖1。
      2
        ?div   id="m50uktp"   class="box-center">  ？焖贅蛹圃旒夹g(shù)在壓型及熔模制造中的應(yīng)用
      快速樣件制造技術(shù)的出現(xiàn)，使壓型和熔模的制造周期大大縮短
        。所謂快速樣件制造就是首先在計算機上
        ，形成熔模鑄件的三維CAD數(shù)據(jù)文件，將之沿高度方向切割成許多薄片
        ，然后按次序制造和組合
        ，最終形成一個立體形狀的制品。
      1）用快速樣件成型方法制造壓型
      根據(jù)成型方法
        ，將快速樣件成型方法制造壓型可分為兩種：一種是先用快速樣件制作方法制成樹脂或蠟質(zhì)母模（原型）
        ，再用它來翻制環(huán)氧樹脂或硅橡膠壓型
        。此法生產(chǎn)壓型可以滿足小批量精鑄件生產(chǎn)。如在SLA法制作的塑料母模表面噴涂約2mm厚的金屬層
        ，并在其后部充填環(huán)氧樹脂制成金屬-環(huán)氧樹脂復(fù)合壓型
        ，可以滿足數(shù)百件批量的精鑄件生產(chǎn)。
      另一種方法是根據(jù)CAD系統(tǒng)生產(chǎn)的壓型型塊幾何模型
        ，直接由SLA
        、SLS等法制成樹脂壓型。SLS法制造壓型是將加工對象由樹脂粉末換成表面帶一薄層熱固性樹脂的鋼粉
        ，經(jīng)激光燒結(jié)后
        ，粘結(jié)成壓型，然后再焙燒制品
      ，將樹脂燒掉
      ，最后以銅液滲入，就可獲得與金屬性能相似的壓型
      。
      2）快速樣件成型方法制造熔模
      快速樣件成型方法-SLA法
      、SLS法、FDM法和LOM法
      ，均可用于快速制造熔模
      。使用SLS法和FDM法制作的蠟?zāi)＃梢灾苯佑糜诰T件生產(chǎn)用的熔模
      ；LOM法生產(chǎn)的紙制品
      ，需對其外表面噴涂聚氨酯后，方可作為熔模進行制殼
      ，或直接將紙制品外涂掛陶瓷型殼
      ，而后將紙模燒掉。SLA法是用新型樹脂生產(chǎn)樹脂模樣
      ，將未固化的樹脂倒出
      ，而形成中空模樣，硬化后
      ，用蠟將樹脂排出口密封
      ，然后裝上蠟質(zhì)澆注系統(tǒng)，就可制殼了
      。表1 快速樣件制造方法的比較
      特點熔融堆積法(FDM)立體平板印刷法(SLA)選擇激光燒結(jié)法(SLS)層合物制造法(LOM)工藝原理熱塑性材料熔融,從活動口擠出,冷卻固化成層堆積UV光固化液態(tài)光敏樹脂激光加熱燒結(jié)鋪展的熱塑性材料粉末激光切割片材層,粘合.能源擠出頭加熱器激光器或UV燈或光纖CO2激光器CO2激光器原材料熱塑性材料液態(tài)光敏樹脂熱塑性材料粉末膠粘襯底片材目前常用材料ABS樹脂
      、尼龍、蠟專用光聚合樹脂樹脂粉
      、蠟粉紙層 厚（um）最?div   id="4qifd00"   class="flower right">
      。?0　一般：127-254最小：50　一般：127-254最?div   id="m50uktp"   class="box-center">  。?0　一般：127最?div   id="m50uktp"   class="box-center">  。?4
      一般：188制品尺寸精度（mm）±0.127±0.1-0.2±0.2±0.1 3．DSPC法直接制造型殼
      直接型殼制造又稱DSPC法
        ，與迄今所有的制殼工藝都有本質(zhì)的不同，主要由型殼設(shè)計（SDV）和型殼制造（SPU）兩大部分組成
        。
      SDV法是將所制零件的CAD模型轉(zhuǎn)換為型殼的數(shù)字化零件
        ，并顯示在屏幕上，當確定好每個型殼上零件的數(shù)量
        、型殼壁厚以及收縮率
        、澆注系統(tǒng)等鑄造參數(shù)后，計算機就很快顯示所制鑄件型殼的幾何形狀
        ，并進行鑄造工藝的模擬
        ，然后將有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給SPU。
      SPU控制著一個可以精確上下移動的活塞
        ，活塞上連接著一個料箱
        ；與裝有細陶瓷粉料斗相連的噴頭，首先在料箱中均勻噴鋪一薄層細陶瓷粉末
        ；另外
        ，計算機根據(jù)SPU數(shù)據(jù)控制著一個噴射印刷頭，從中可以噴射出硅溶膠粘結(jié)劑
        ，當印刷頭在料箱中掠過細陶瓷粉時
        ，根據(jù)指令噴出粘結(jié)劑。這樣在有粘結(jié)劑的區(qū)域
      ，將耐火材料粘在一起
      ，形成型殼的一個截面，然后活塞向下移動
      ，噴頭再噴出一層粉料……
      。這樣一層一層進行，最后制成整體型殼
      。未被粘結(jié)的耐火材料粉料可對粘結(jié)層起支撐作用
      ，焙燒后，回收未粘結(jié)的粉末
      ，就可以澆注金屬液了。其工作原理見圖2
      。DSPC法使熔模鑄造省去了制造壓型
      、制造蠟?zāi)＜巴繏旃ば颍に囘^程大大簡化
      ，而且由于不用考慮蠟?zāi)Ｗ冃蔚纫蛩?div   id="4qifd00"   class="flower right">
      ，可制得近凈形零件。利用此工藝的工廠
      ，可在收到定單后的一周內(nèi)交付熔模鑄件
      。
      3. 利用計算機控制激光制作陶瓷型芯
      許多精鑄件需要制作陶瓷型芯特別是復(fù)雜
      、精細的陶瓷型芯，如渦輪發(fā)動機空心葉片等
      ，計算機可以根據(jù)CAD數(shù)據(jù)
      ，控制激光束在陶瓷型芯上精確地加工出各種不同結(jié)構(gòu)的型芯，特別是對于用傳統(tǒng)制芯工藝很難制出的型芯
      ，更顯出其優(yōu)點
      。
      4．并行工程和集成技術(shù)在精鑄業(yè)中的應(yīng)用展望
      計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，并行工程和集成技術(shù)在精鑄業(yè)中的應(yīng)用將會逐漸廣泛
      ，將成為精鑄業(yè)未來的發(fā)展趨勢
      。
      1）并行工程
      并行工程就是將精鑄件用戶與精鑄廠之間建立起緊密聯(lián)系的電子數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)，使用戶和鑄造廠之間進行并行的產(chǎn)品和工藝設(shè)計
      。用戶通過此網(wǎng)向鑄造廠下達精鑄件的電子化模型圖
      ，鑄造工程師可從計算機工作站中看到所生產(chǎn)零件的三維圖象，確定幾組工藝方案后在計算機上進行工藝方案的數(shù)值模擬
      ，可以顯示出不同工藝條件下可能存在的問題
      ，如熱裂、縮孔等
      ，鑄造工程師再迅速將有缺陷的電子化模型數(shù)據(jù)文件傳遞給用戶和設(shè)計師
      ，以便作出改進而獲得高質(zhì)量鑄件。同樣
      ，壓型
      、熔模、型殼制造的過程也可以實現(xiàn)并行
      ，這樣可以極大縮短研制
      、開發(fā)生產(chǎn)周期，降低成本
      ，提高產(chǎn)品的市場競爭力
      。
      2）集成技術(shù)
      對于一個未采用CAD系統(tǒng)設(shè)計的零件或要復(fù)制某一樣件，可以采用CT檢測技術(shù)
      、數(shù)值模擬和快速樣件制造集成技術(shù)
      。
      CT技術(shù)即計算機層析射線攝影法，是一種X射線檢測技術(shù)
      ，能用來獲得零件斷面的二維圖象
      ，將各斷面二維圖象組合，就可以獲得被測對象的三維立體形態(tài)
      。利用此技術(shù)
      ，可以精確獲得鑄件的CAD模型數(shù)據(jù)，結(jié)合快速樣件制造和數(shù)值模擬，可以縮短生產(chǎn)準備時間
      ，降低制造型殼的成本
      。同時，CT技術(shù)測得的零件形狀
      ，可以用來對比設(shè)計鑄件和生產(chǎn)鑄件的尺寸
      ；檢測實際鑄件和設(shè)計鑄件的缺陷位置和數(shù)值模擬預(yù)測結(jié)果的符合程度。
      結(jié)束語
      計算機在精鑄業(yè)中的應(yīng)用
      ，克服了精鑄生產(chǎn)過程的缺點
      ，使得精鑄生產(chǎn)技術(shù)更加靈活，適應(yīng)性更強
      ，更適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對鑄件快速
      、優(yōu)質(zhì)、復(fù)雜的要求
      。
      1.計算機技術(shù)數(shù)值模擬技術(shù)在熔模精鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝制定中的應(yīng)用
      ，為技術(shù)人員設(shè)計較合理的鑄件結(jié)構(gòu)和確定合理的工藝方案提供了有效的依據(jù)。
      2.快速樣件制造技術(shù)在壓型及熔模制造中的應(yīng)用
      ，使壓型和熔模制造周期大大縮短
      。
      3.DSPC法直接制造型殼，省去了傳統(tǒng)制殼一層一層涂掛型殼的漫長周期
      。
      4.利用計算機控制激光制作陶瓷型芯
      ，可以生產(chǎn)出復(fù)雜的陶瓷型芯。
      5.計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和普及
      ，并行工程和集成技術(shù)在精鑄業(yè)中的應(yīng)用將會逐漸廣泛
      ，將成為精鑄業(yè)未來的發(fā)展趨勢。
      

      世界上第一個計算機程序是怎樣開發(fā)出來的
      ？
      世界上第一個程序是1842年寫的，恰好在第一個能被稱為計算機的真正機器
      。這段代碼的作者是AdaAugusta
      ，被封為Lovelace女伯爵，就是大家所知道的AdaLovelace
      。作為世界上第一個計算機程序的作者
      ，她被廣泛地認為是有史以來第一位程序員。
      
當把Ada稱為一位程序員的時候
      ，很容易忘記世界上第一段代碼產(chǎn)生的年代就是塞繆爾·莫爾斯首次展示電話
      、阿姆斯達號上的黑奴在反抗和美國正處于三十年代、奧斯曼帝國和波斯帝國時期
      、穆斯林國家的奴隸正和埃及爭奪中東地區(qū)的年代。計算機這個詞在那時候仍然表示一個人做了100多年的計算工作的意思
      。那都是很久以前的事情了
      。
      
世界上第一段代碼是為查爾斯·巴貝奇的分析機寫的
      ，這個機器從來沒有真正建成過，雖然有這個可能
      。AdaLovelace看到了巴貝奇機器的潛力
      ，產(chǎn)生了可編程的計算機的念頭。她為泰勒的科學回憶錄翻譯了一位意大利數(shù)學家LuigiMenabrea的名為“分析機的概念圖”的論文
      ，并通過“翻譯者的附注（她自己注釋的）”把這篇論文弄懂了
      ，那個注釋里主要寫了查爾斯·巴貝奇分析機都能干些什么。在附注G的開篇
      ，就提到了世界上第一個計算機程序
      ，舉例說明了Lovelace意識到巴貝奇的設(shè)計是多么的意義深遠，但還保持著她做科學的平靜
      。
      
“防止夸大源于分析機的能量的想法是有必要的
      。”
      
Lovelace在她根本沒有辦法夸大一個包含現(xiàn)代計算機的主要部分的設(shè)計的本質(zhì)
      。巴貝奇拒絕公布這臺分析機的很多內(nèi)容
      ，使得Lovelace的注釋對未來的發(fā)展起到了重要影響，最顯著的影響便是促使阿蘭·圖靈產(chǎn)生通用程序存儲計算機的想法
      。這一點Ada并沒有看到
      ，她36歲去世，前面提到的注釋成了她唯一的出版物
      。如果她再能多活幾年多工作幾年
      ，計算機會不會又是另一個樣子呢？
      
讓大家回到這個問題上來：如果巴貝奇有足夠的資源建好分析機并能讓Lovelace在上面跑程序的話
      ，世界上第一個計算機程序是干嘛用的呢
      ？這個程序讓巴貝奇分析機計算了伯努利數(shù)字序列
      。接著她描述了怎么把大量的巴貝奇分析機的穿孔卡片作為輸入實現(xiàn)這個程序。在她的實現(xiàn)方法中Lovelace設(shè)定了伯努利數(shù)序列的第一個數(shù)字（B0=1，B1=-）
      ，然后開始從B2（第一個非正規(guī)伯努利數(shù)）開始計算整個序列，她把這里的B2標記為B1
      。
      
現(xiàn)代重寫的Javascript版本的Ada的大量穿孔卡片上的堆?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">？雌饋砜赡苁沁@個樣子。這個重寫的版本不是Ada的代碼在巴貝奇分析機上的模擬
      ，只是Ada曾經(jīng)使用過的算法的另一種實現(xiàn)
      。
      
順便提一下，到目前為止從沒有人能從Ada的伯努利數(shù)計算代碼里發(fā)現(xiàn)任何bug
      。盡管她發(fā)明了編程
      ，但她顯然并沒有發(fā)明bug。
      
注：AdaLovelaceDay是一個國際性的慶祝婦女在科學，科技
      ，工程和數(shù)學領(lǐng)域取得成就的節(jié)日
      。
      

最早的程序直接寫的是二進制機器代碼，沒有編譯器
      
將編好的代碼通過讀卡機讀如機器
      ，直接執(zhí)行
        。
      
然后出現(xiàn)的是匯編語言，通過二進制的機器代碼來實現(xiàn)匯編的編譯連接工作
        ，
      
然后在用匯編語言完善優(yōu)化匯編語言
        ；
      
接著才是高級語言，使用匯編語言編譯
      
逐漸實現(xiàn)高級語言編譯高級語言
      

19世紀之前
      
一
        、機械計算機時代的拓荒者
      
在西歐
        ，由中世紀進入文藝復(fù)興時期的社會大變革，大大促進了自然科學技術(shù)的發(fā)展
      ，人們長期被神權(quán)壓抑的創(chuàng)造力得到空前釋放
      。其中制造一臺能幫助人進行計算的機器，就是最耀眼的思想火花之一
      。從那時起
      ，一個又一個科學家為把這一思想火花變成引導(dǎo)人類進入自由王國的火炬而不懈努力。但限于當時的科技總體水平
      ，大都失敗了
      ，這就是拓荒者的共同命運：往往見不到豐碩的果實。后人在享用這甜美的時候
      ，應(yīng)該能從中品出一些汗水與淚水的滋味
      
1614:蘇格蘭人JohnNapier(1550-1617)發(fā)表了一篇論文
      ，其中提到他發(fā)明了一種可以計算四則運算和方根運算的精巧裝置。
      
1623:WilhelmSchickard(1592-1635)制作了一個能進行六位以內(nèi)數(shù)加減法
      ，并能通過鈴聲輸出答案的'計算鐘'
      。通過轉(zhuǎn)動齒輪來進行操作。
      
1625:WilliamOughtred(1575-1660)發(fā)明計算尺
      
1642:法國數(shù)學家Pascal在WILLIAMOughtred計算尺的基礎(chǔ)上將計算尺加以改進
      ，能進行八位計算
      。并且還賣出了許多，成為一種時髦的商品
      。
      
1668:英國人SamuelMorl和(1625-1695)制作了一個非十進制的加法裝置
      ，適宜計算錢幣。
      
1671:德國數(shù)學家GottfriedLeibniz設(shè)計了一架可以進行乘法
      ，最終答案可以最大達到16位
      。
      
1775:英國Charles制作成功了一臺與Leibniz's的計算機類似的機器。但更先進一些
      。
      
1776:德國人MathieusHahn成功的制作了一臺乘法器
      。
      
1801:Joseph-MaireJacuard開發(fā)了一臺能用穿孔卡片控制的自動織布機
      。
      
1820:法國人CharlesXavierThomasdeColmar(1785-1870),制作成功第一臺成品計算機，非常的可靠
        ，可以放在桌面上
        ，在后來的90多年間一直在市場上出售。
      
1822:英國人CharlesBabbage(1792-1871)設(shè)計了差分機和分析機
        ，其中設(shè)計的理論非常的超前，類似于百年后的電子計算機
        ，特別是利用卡片輸入程序和數(shù)據(jù)的設(shè)計被后人所采用
        。
      
1832:Babbage和JosephClement制成了一個差分機的成品，開始可以進行6位數(shù)的運算
        。后來發(fā)展到20位
        、30位，尺寸將近一個房子那么大
        。結(jié)果以穿孔的形式輸出
        。但限于當時的制造技術(shù)，他們的設(shè)計難以制成
        。
      
1834:斯德哥爾摩的GeorgeScheutz用木頭做了一臺差分機
        。
      
1834:Babbage設(shè)想制造一臺通用的分析機，在只讀存儲器（穿孔卡片）中存儲程序和數(shù)據(jù)
        ，Babbage在以后的時間繼續(xù)他的研究工作
        ，并于1840年將操作數(shù)提高到了40位，并基本實現(xiàn)了控制中心（CPU）和存儲程序的設(shè)想
        ，而且程序可以根據(jù)條件進行跳轉(zhuǎn)
        ，能在幾秒內(nèi)作出一般的加法，幾分鐘內(nèi)作出乘除法
        。
      
1842:Babbage的差分機項目因為研制費用昂貴
        ，被政府取消。但他自己仍花費大量的時間和精力于他的分析機研究
        。
      
1843:Scheutz和他的兒子EdvardScheutz制造了一臺差分機
        ，瑞典政府同意繼續(xù)支持他們的研究工作。
      
1847:Babbage花兩年時間設(shè)計了一臺較簡易的
      、31位的差分機
      ，但沒有人感興趣并支持他造出這臺機器。但后來倫敦科學博物館用現(xiàn)代技術(shù)復(fù)制出這臺機器后發(fā)現(xiàn)
      ，它確實能準確的工作
      。
      
1848:英國數(shù)學家GeorgeBoole創(chuàng)立二進制代數(shù)學。提前差不多一個世紀為現(xiàn)代二進制計算機鋪平了道路
      。
      
1853:令Babbage感到高興的是
      ，Scheutzes制造成功了真正意義上的比例差分機
      ，能進行15位數(shù)的運算。象Babbage所設(shè)想的那樣輸出結(jié)果
      。后來倫敦的BrianDonkin又造出了更可靠的第二臺
      。
      
1858:第一臺制表機被Albany的Dudley天文臺買走。第二臺被英國政府買走
      。但天文臺并沒有將其充分利用
      ，后來被送進了博物館。而第二臺卻被幸運的使用了很長時間
      。
      
1871:Babbage制造了分析機的部分部件和印表機
      。
      
1878:紐約的西班牙人RamonVerea，制造成功桌面計算器
      。比前面提到的都要快
      。但他對將其推向市場不感興趣，只是想表明
      ，西班牙人可以比美國人做的更好
      。
      
1879:一個調(diào)查委員會開始研究分析機是否可行，最后他們的結(jié)論是：分析機根本不可能工作
      。此時Babbage已經(jīng)去世了
      。調(diào)查之后，人們將他的分析機徹底遺忘了
        。但HowardAiken例外
        。
      
1885:這時期更多的計算機涌現(xiàn)出來。如美國
        、俄國
        、瑞典等。他們開始用有槽的圓柱代替易出故障的齒輪
        。
      
1886:芝加哥的DorrE.Felt(1862-1930),制造了第一臺用按鍵操作的計算器
        ，而且速度非常快
        ，按鍵抬起
        ，結(jié)果也就出來了。
      
1889:Felt推出桌面印表計算器
        。
      
1890:1890美國人口普查
        。1880年的普查人工用了7年的時間進行統(tǒng)計。這意味著1890年的統(tǒng)計將會超過10年
      。美國人口普查部門希望能得到一臺機器幫助提高普查的效率
      。HermanHollerith，建立制表機公司的那個人
      ，后來他的公司發(fā)展成了IBM公司
      。借鑒了Babbage的發(fā)明
      ，用穿孔卡片存儲數(shù)據(jù)，并設(shè)計了機器
      。結(jié)果僅僅用了6個周就得出了準確的數(shù)據(jù)（62622250人）
      。HermanHollerith大發(fā)其財。
      
1892:圣多美和普林西比的WilliamS.Burroughs(1857-1898),制作成功了一臺比Felt的功能更強的機器
      ，真正開創(chuàng)了辦公自動化工業(yè)
      。
      
1896:HermanHollerith創(chuàng)辦了IBM公司的前身。1900～1910
      
1906:HenryBabbage,CharlesBabbage的兒子
      ，在R.W.Munro的支持下
      ，完成了父親設(shè)計的分析機，但也僅能證明它能工作
      ，而沒有將其作為產(chǎn)品推出。
      
二
      、電子計算機最初的日子里
      
在這之前的計算機
      ，都是基于機械運行方式，盡管有個別產(chǎn)品開始引入一些電學內(nèi)容
      ，卻都是從屬與機械的
      ，還沒有進入計算機的靈活：邏輯運算領(lǐng)域。而在這之后
      ，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展
      ，計算機就開始了由機械向電子時代的過渡，電子越來越成為計算機的主體
      ，機械越來越成為從屬
      ，二者的地位發(fā)生了變化，計算機也開始了質(zhì)的轉(zhuǎn)變
      。下面就是這一過渡時期的主要事件：
      
1906:美國的LeeDeForest發(fā)明了電子管
      。在這之前造出數(shù)字電子計算機是不可能的。這為電子計算機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)
      。
      
1920～1930
      
1924年2月:IBM
      ，一個具有劃時代意義的公司成立
      
1930～1940
      
1935:IBM推出IBM601機。這是一臺能在一秒鐘算出乘法的穿孔卡片計算機
      。這臺機器無論在自然科學還是在商業(yè)意義上都具有重要的地位
      。大約造了1500臺。
      
1937:英國劍橋大學的AlanM.Turing(1912-1954)出版了他的論文
      ，并提出了被后人稱之為'圖靈機'的數(shù)學模型
      。
      
1937:BELL試驗室的GeorgeStibitz展示了用繼電器表示二進制的裝置。盡管僅僅是個展示品
      ，但卻是第一臺二進制電子計算機
      。
      
1938:ClaudeE.Shannon發(fā)表了用繼電器進行邏輯表示的論文
      。
      
1938:柏林的KonradZuse和他的助手們完成了一個機械可編程二進制形式的計算機，其理論基礎(chǔ)是Boolean代數(shù)
      。后來命名為Z1
      。它的功能比較強大，用類似電影膠片的東西作為存儲介質(zhì)
      ?div   id="d48novz"   class="flower left">
      ？梢赃\算七位指數(shù)和16位小數(shù)?div   id="d48novz"   class="flower left">
      ？梢杂靡粋€鍵盤輸入數(shù)字
      ，用燈泡顯示結(jié)果。
      
19391月1日:加利福尼亞的DavidHewlet和WilliamPackard在他們的車庫里造出了Hewlett-Packard計算機
      。名字是兩人用投硬幣的方式?jīng)Q定的
      。包括兩人名字的一部分。
      
1939年11月:美國JohnV.Atanasoff和他的學生CliffordBerry完成了一臺16位的加法器
      ，這是第一臺真空管計算機
      。
      
1939:二次世界大戰(zhàn)的開始，軍事需要大大促進了計算機技術(shù)的發(fā)展
      。
      
1939:Zuse和Schreyer開始在他們的Z1計算機的基礎(chǔ)上發(fā)展Z2計算機
      。并用繼電器改進它的存儲和計算單元。但這個項目因為Zuse服兵役被中斷了一年
      。
      
1939/1940:Schreyer利用真空管完成了一個10位的加法器
      ，并使用了氖燈做存儲裝置。
      
1940～1950
      
1940年1月:Bell實驗室的SamuelWilliams和Stibitz制造成功了一個能進行復(fù)雜運算的計算機
      。大量使用了繼電器
      ，并借鑒了一些電話技術(shù)，采用了先進的編碼技術(shù)
      。
      
1941夏季:Atanasoff和學生Berry完成了能解線性代數(shù)方程的計算機
      ，取名叫'ABC'（Atanasoff-BerryComputer），用電容作存儲器
      ，用穿孔卡片作輔助存儲器
      ，那些孔實際上是'燒'上的。時鐘頻率是60HZ
      ，完成一次加法運算用時一秒
      。
      
1941年12月:德國Zuse制作完成了Z3計算機的研制。這是第一臺可編程的電子計算機
      ?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">？商幚?位指數(shù)、14位小數(shù)
      。使用了大量的真空管
      。每秒種能作3到4次加法運算
      。一次乘法需要3到5秒。
      
1943:1943年到1959年時期的計算機通常被稱作第一代計算機
      。使用真空管
      ，所有的程序都是用機器碼編寫，使用穿孔卡片
      。典型的機器就是：UNIVAC
      。
      
1943年1月:MarkI，自動順序控制計算機在美國研制成功
      。整個機器有51英尺長
      ，重5噸，75萬個零部件
      ，使用了3304個繼電器
      ，60個開關(guān)作為機械只讀存儲器。程序存儲在紙帶上
      ，數(shù)據(jù)可以來自紙帶或卡片閱讀器
      。被用來為美國海軍計算彈道火力表。
      
1943年4月:MaxNewman
      、Wynn-Williams和他們的研究小組研制成功'HeathRobinson'，這是一臺密碼破譯機
      ，嚴格說不是一臺計算機
      。但是其使用了一些邏輯部件和真空管，其光學裝置每秒鐘能讀入2000個字符
      。同樣具有劃時代的意義
      。
      
1943年9月:Williams和Stibitz完成了'RelayInterpolator'，后來命名為'ModelIIRelayCalculator'
      。這是一臺可編程計算機
      。同樣使用紙帶輸入程序和數(shù)據(jù)。其運行更可靠
      ，每個數(shù)用7個繼電器表示
      ，可進行浮點運算。
      
1943年12月:最早的可編程計算機在英國推出
      ，包括2400個真空管
      ，目的是為了破譯德國的密碼，每秒能翻譯大約5000個字符
      ，但使用完后不久就遭到了毀壞
      。據(jù)說是因為在翻譯俄語的時候出現(xiàn)了錯誤。
      
1946:ENIAC(ElectronicNumericalIntegrator和Computer):第一臺真正意義上的數(shù)字電子計算機
      。開始研制于1943年
      ，完成于1946年
      。負責人是JohnW.Mauchly和J.PresperEckert。重30噸
      ，18000個電子管
      ，功率25千瓦。主要用于計算彈道和氫彈的研制
      。
      
三
      、晶體管計算機的發(fā)展
      
真空管時代的計算機盡管已經(jīng)步入了現(xiàn)代計算機的范疇，但其體積之大
      、能耗之高
      、故障之多、價格之貴大大制約了它的普及應(yīng)用
      。直到晶體管被發(fā)明出來
      ，電子計算機才找到了騰飛的起點，一發(fā)而不可收
      
1947:Bell實驗室的WilliamB.Shockley
      、JohnBardeen和WalterH.Brattain.發(fā)明了晶體管
      ，開辟了電子時代新紀元。
      
1949:EDSAC：劍橋大學的Wilkes和他的小組建成了一臺存儲程序的計算機
      。輸入輸出設(shè)備仍是紙帶
        。
      
1949:EDVAC(electronicdiscretevariablecomputer)：第一臺使用磁帶的計算機。這是一個突破
        ，可以多次在其上存儲程序
        。這臺機器是JohnvonNeumann提議建造的。
      
1949:'未來的計算機不會超過1.5噸
        。'這是當時科學雜志的大膽預(yù)測
        。
      
1950～1960
      
1950:軟磁盤由東京帝國大學的YoshiroNakamats發(fā)明。其銷售權(quán)由IBM公司獲得
        。開創(chuàng)存儲時代新紀元
        。
      
1950:英國數(shù)學家和計算機先驅(qū)AlanTuring說：計算機將會具有人的智慧，如果一個人和一臺機器對話
        ，對于提出和回答的問題
        ，這個人不能區(qū)別到底對話的是機器還是人，那么這臺機器就具有了人的智能
        。
      
1951:GraceMurrayHopper完成了高級語言編譯器
      。
      
1951:Whirlwind：美國空軍的第一個計算機控制實時防御系統(tǒng)研制完成。
      
1951:UNIVAC-1：第一臺商用計算機系統(tǒng)
      。設(shè)計者：J.PresperEckert和JohnMauchly
      。被美國人口普查部門用于人口普查，標志著計算機的應(yīng)用進入了一個新的、商業(yè)應(yīng)用的時代
      。
      
1952:EDVAC(ElectronicDiscreteVariableComputer)：由VonNeumann領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計并完成
      。取名：電子離散變量計算機。
      
1953:此時世界上大約有100臺計算機在運轉(zhuǎn)
      。
      
1953:磁芯存儲器被開發(fā)出來
      。
      
1954:IBM的JohnBackus和他的研究小組開始開發(fā)FORTRAN(FORmulaTRANslation)，1957年完成
      。是一種適合科學研究使用的計算機高級語言
      。
      
1956:第一次有關(guān)人工智能的會議在Dartmouth學院召開。
      
1957:IBM開發(fā)成功第一臺點陣打印機
      。
      
1957:FORTRAN高級語言開發(fā)成功
      。
      
四、集成電路
      ，現(xiàn)代計算機插上騰飛的翅膀
      
盡管晶體管的采用大大縮小了計算機的體積
      、降低了其價格，減少了故障
      。但離人們的要求仍差很遠
      ，而且各行業(yè)對計算機也產(chǎn)生了較大的需求，生產(chǎn)更能更強
      、更輕便
      、更便宜的機器成了當務(wù)之急，而集成電路的發(fā)明正如"及時雨"
      ，當春乃發(fā)生
        。其高度的集成性，不僅僅使體積得以減小
        ，更使速度加快，故障減少
        。人們開始制造革命性的微處理器
        。計算機技術(shù)經(jīng)過多年的積累，終于駛上了用硅鋪就的高速公路
        。
      
1958年9月12日:在RobertNoyce（INTEL公司的創(chuàng)始人）的領(lǐng)導(dǎo)下
        ，發(fā)明了集成電路。不久又推出了微處理器
        。但因為在發(fā)明微處理器時借鑒了日本公司的技術(shù)
        ，所以日本對其專利不承認，因為日本沒有得到應(yīng)有的利益
        。過了30年
        ，日本才承認，這樣日本公司可以從中得到一部分利潤了。但到2001年
        ，這個專利也就失效了
        。
      
1959:1959年到1964年間設(shè)計的計算機一般被稱為第二代計算機。大量采用了晶體管和印刷電路
        。計算機體積不斷縮小
        ，功能不斷增強，可以運行FORTRAN和COBOL
        ，接收英文字符命令
        。出現(xiàn)大量應(yīng)用軟件。
      
1959:GraceMurrayHopper開始開發(fā)COBOL(COmmonBusiness-OrientatedLanguage)語言
        ，完成于1961年
        。
      
1960～1970
      
1960:ALGOL：第一個結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言推出。
      
1961:IBM的KennthIverson推出APL編程語言
      。
      
1963:PDP-8：DEC公司推出第一臺小型計算機
      。
      
1964:1964年到1972年的計算機一般被稱為第三代計算機。大量使用集成電路
      ，典型的機型是IBM360系列
      。
      
1964:IBM發(fā)布PL/1編程語言。
      
1964:發(fā)布IBM360首套系列兼容機
      。
      
1964:DEC發(fā)布PDB-8小型計算機
      。
      
1965:摩爾定律發(fā)表，處理器的性能每年提高一倍
      。后來其內(nèi)容又發(fā)生了改變
      。
      
1965:LoftiZadeh創(chuàng)立模糊邏輯，用來處理近似值問題
      。
      
1965:ThomasE.Kurtz和JohnKemeny完成BASIC(BeginnersAllPurposeSymbolicInstructionCode)語言的開發(fā)
      。特別適合計算機教育和初學者使用，得到了廣泛的推廣
      。
      
1965:DouglasEnglebart提出鼠標器的設(shè)想
      ，但沒有進一步的研究。直到1983年被蘋果電腦公司大量采用
      。
      
1965:第一臺超級計算機CD6600開發(fā)成功
      。
      
1967:NiklausWirth開始開發(fā)PASCAL語言，1971年完成
      。
      
1968:RobertNoyce和他的幾個朋友創(chuàng)辦了INTEL公司
      。
      
1968:SeymourPaper和他的研究小組在MIT開發(fā)了LOGO語言。
      
1969:ARPANET計劃開始啟動
      ，這是現(xiàn)代INTERNET的雛形
      。
      
1969年4月7日:第一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標準RFC推出
      。
      
1969:EIA(ElectronicIndustriesAssocia
      
1970～1980
      
1970:第一塊RAM芯片由INTEL推出，容量1K
        。
      
1970:KenThomson和DennisRitchie開始開發(fā)UNIX操作系統(tǒng)
        。
      
1970:Forth編程語言開發(fā)完成。
      
1970:Internet的雛形ARPAnet(AdvancedResearchProjectsAgencynetwork)基本完成
        。開始向非軍用部門開放
        ，許多大學和商業(yè)部門開始接入。
      
1971年11月15日:MarcianE.Hoff在INTEL公司開發(fā)成功第一塊微處理器4004
        ，含2300個晶體管
      ，是個4位系統(tǒng)，時鐘頻率108KHz
      ，每秒執(zhí)行6萬條指令
      。
      
在后來的日子里，處理器發(fā)展主要指標一覽：
      
處理器主頻每秒百萬條指令
      
4004108KHz0.06
      
80802MHz0.5
      
680008MHz0.7
      
80868MHz0.8
      
6800016MHz1.3
      
6802016MHz2.6
      
8028612MHz2.7
      
6803016MHz3.9
      
386SX20MHz6
      
6803025MHz6.3
      
6803040MHz10
      
386DX33MHz10
      
486DX25MHz20
      
486DX2-5050MHz35
      
486DX4/100100MHz60
      
Pentium66MHz100
      
Pentium133MHz240
      
Pentium233MHzMMX435
      
PentiumPro200MHz440
      
PentiumII233MHz560
      
PentiumII333MHz770
      
1971:PASCAL語言開發(fā)完成
      。
      
1972:1972年以后的計算機習慣上被稱為第四代計算機
      。基于大規(guī)模集成電路
      ，及后來的超大規(guī)模集成電路
      。計算機功能更強，體積更小
      。人們開始懷疑計算機能否繼續(xù)縮小
      ，特別是發(fā)熱量問題能否解決？人們開始探討第五代計算機的開發(fā)
      。
      
1972:C語言的開發(fā)完成
      。其主要設(shè)計者是UNIX系統(tǒng)的開發(fā)者之一DennisRitche。這是一個非常強大的語言
      ，開發(fā)系統(tǒng)軟件
      ，特別受人喜愛。
      
1972:Hewlett-Packard發(fā)明了第一個手持計算器
      。
      
1972年4月1日:INTEL推出8008微處理器
      。
      
1972:ARPANET開始走向世界，INTERNET革命拉開序幕
      。
      
1973:街機游戲Pong發(fā)布，得到廣泛的歡迎
      。發(fā)明者NolanBushnell
      ，后來Atari的創(chuàng)立者。
      
1974:第一個具有并行計算機體系結(jié)構(gòu)的CLIP-4推出
      。
      
五
      、計算機技術(shù)漸入輝煌
      
在這之前，計算機技術(shù)主要集中在大型機和小型機領(lǐng)域發(fā)展，但隨著超大規(guī)模集

      

          
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      牽引術(shù)后緣何會便秘
      
                        
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