電腦：中國少年兒童科學閱讀（簡體書）

須德 1944年出生于汀蘇常州。1967年畢業于中國科技大學。曾任北京交通大學計算機研究所所長，教育部高校計算機及應用教學指導組成員，鐵道部計算機教學指導委員會委員。多次被聘為國家科技進步獎評審專家。現任北京交通大學教授、博士生導師。部級有突出貢獻的中青年專家。1992年起享受國務院政府特殊津貼。曾獲國家教委科技進步二等獎、國家科技進步二等獎。

著譯編撰《c#大學教程》、《操作系統爿題與解答》、《計算機網絡》、《操作系統實驗教程》、《UNIX應用教程》等學術作品。著有《未來信息高速公路》、《科海奇觀叢書·數字時代》、《科普速遞》等科普作品。

陳芳烈主編、須德所著的《計算機》最新鮮的科學信息、最先進的科技成果，讓你做一個科學達人，十幾位中國知名科普作家、科學家傾心創作，列入中國科協繁榮科普創作資助計劃，中小學生科普閱讀推薦圖書，中國少年兒童科普精品書系。

電子計算機無疑是人類文明史上發展最快、影響最廣、影響力最深遠的技術之一。自1946年2月世界上第一臺電子計算機ENIAC問世以來，計算機的結構、規模、性能都發生了令人難以置信的變化。單從計算速度來說，已從每秒5000次運算提高到了千萬億次水平。2010年11月，我國的“天河”1號超級計算機系統以每秒2．57千萬億次的運算速度，獲得了第36屆全球超級計算機500強排行榜的冠軍。可是剛過半年，2011年6月，日本的超級計算機“京”就以每秒8．16千萬億次的運算速度擊敗了“天河”1號，在第37屆全球超級計算機500強排行榜中名列榜首。計算機技術的發展速度之快可見一斑。
20世紀六七十年代，計算機是件稀罕品，是科學家進行科學研究的高級工具。現在，計算機已經成為普通的辦公用品，并走入尋常百姓家，極大地改變了人們工作和生活的方式。例如，利用計算機查閱資料、收發郵件、上網聊天和購物等成了人們生活的一部分，有的人通過一臺計算機就可以在家里上班。隨著計算機科學技術的進步和網絡的發展應用，計算機的功能變得越來越強大。例如，通過計算機，杭州的學生可以聽北京的大學教授講課，實現遠程教育；寬敞明亮的廠房里，計算機控制的各種機器人相互協作，有條不紊地裝配著汽車、飛機；各種高危作業完全由機器人代替人去完成；通過計算機，醫生可以進行數字化遠程虛擬手術；甚至連駕駛汽車和飛機的重任，也可以完全交給計算機去完成……
全書分為五大板塊：日新月異的計算機、計算機中的科學、計算機與生活、計算機與因特網、計算機的智能時代。我們精心選取了計算機學科中的熱點問題，以科學對話的形式展開，淺顯地講述了計算機的基礎知識，讓讀者初步了解計算機的功能、發展和變化，同時培養讀者對計算機科學與技術的興趣。
須德

日新月異的計算機
計算機的發展（一）
電子管和晶體管
由面包公司生產的世界上第一臺電
子計算機
世界上第一臺電子計算機發明權
之爭
計算機的發展（二）
無處不在的微處理器
巨型機
超級計算機“走鵑”
超級計算機將可模擬人類大腦
中國計算機的發展
國產萬億次高性能計算機
“KD一60”
超級計算機“天河”1號
誰將取代硅
“芯片”霸主——英特爾公司
光子計算機
計算機的“終結者”——
量子計算機
納米計算機
計算機中的科學
計算機中的二進制
無處不在的比特
800多年前“電腦編碼”探秘
計算機的語言
計算機程序
FoRTRAN語言的發明者——
約翰·巴克斯
計算機的操作系統
操作系統的發展
嵌入式操作系統
計算機的運行速度
計算機的并行技術
我國高性能計算機研制和應用的
功臣——金怡濂
計算機中信息的存儲和處理
形形色色的“記憶”商品
移動存儲家族的新成員——優盤
計算機模式識別
模式識別的廣泛應用
27年的“死案”水落石出
指紋識別
交互式人機用戶界面
“界面”的故事
蓋茨、喬布斯和圖形界面
人機交互的重要工具——鼠標
鼠標的終結者來了嗎
盲人的好幫手——振動的鼠標
圖像數據的壓縮
什么叫像素
幾種常用的圖像數據壓縮格式
計算機病毒
魔高一尺，道高一丈
惡意病毒的“四大家族”
“黑客"的真面目
好黑客荷蘭德
中國黑客
計算機防火墻
計算機防火墻的功能
特洛伊城墻和計算機防火墻
計算機與生活
給計算機信息加密
古代的加密技術
古代的“符”與現代的“公共密鑰”
數字簽名
計算機信息隱藏技術
古老的隱寫術
未來的信息隱藏技術
利用計算機網絡抓捕罪犯
服務器
關系數據庫之父——
埃德加·科德
利用計算機制作動畫
計算機動畫的歷史
從“計算機動畫”到“4D電影”
虛擬可視人體
數字化遠程虛擬手術
我國的虛擬可視人體研究
“虛擬人”的三個階段
虛擬現實技術
虛擬現實發明人
虛擬故宮
知識全面的“專家系統"
人工智能的開拓者——
費根鮑姆
海灣戰爭和專家系統
多媒體計算機
多媒體數字博物館
電子報刊
電子郵件的收發
@是怎么來的
什么是電子郵件地址
我國的第一封電子郵件
最早利用電子郵件賺錢的人
安全的電子郵件
電子貨幣
怎樣將銀行搬上網
電子貨幣放在哪里
計算機界的最高獎——圖靈獎
圖靈機
圖靈的“紙上弈棋機”
計算機與因特網
因特網的由來
中央控制式網絡和分布式網絡
因特網在中國
網絡計算機的身份證——
IP地址
網絡中的規則——IP協議
未來的lP地址夠用嗎
不斷更換IP地址。讓黑客成
“睜眼瞎”
因特網中的域名
網絡中的翻譯員——
域名解析器
因特網中的兩種計算機——
客戶機和服務器
萬維網
是誰締造了全世界鏈接點
信息高速公路
網絡的第三次浪潮
中國的織女星網格
下一代互聯網
走進物聯網時代
“云計算”時代
公共云和私有云
云計算時代的幾個預測
計算機的智能時代
長“耳朵”的計算機
“善解人意”的智能輪椅
能聽會說的智能電話簿
有人情昧的計算機
“情緒汽車”
表情機器人——科比安
“芯片人”的誕生
“電子人上尉”凱文·沃維克
“芯片人”是福還是禍
有關“芯片人”的參考消息
走近“數字地球”
數字“生活”
從“數字地球”到“數字環保”
計算機控制下的模糊家電
21世紀家電新寵——智能家電
電腦與人腦的較量
“深藍”背后的華人科學家
具有智能的第三代機器人
未來機器人什么都能干

計算機的發展（一）
今天，計算機（本書所涉及的“計算機”為電子計算機）已經滲透到我們生活的方方面面，連我們日常使用的家用電器，像電視機、洗衣機、空調、手機等，里面都含有微處理器等電子計算機技術。可以說，離開了計算機，今天的社會將陷于癱瘓，交通、通信、水電供應將中斷，商店、銀行不能營業，工廠不能開工，政府機關無法處理公務……可是，從第一臺電子計算機誕生之日起到今天各行各業普遍應用，只用了60多年的時間。這其間，計算機差不多每10年升級換代一次，其生產和應用技術日新月異，是當今世界上任何一個行業無法比擬的。
第二次世界大戰后期，美國賓夕法尼亞大學摩爾電工學院為了計算火炮彈道參數的緊迫需要，開始研制電子計算機。在約翰·莫奇利和約翰·埃克托等人的共同努力下，1946年2月，世界上第一臺電子計算機ENIAC投入運行。ENIAC是一個龐然大物：占地160平方米，有兩層樓高，重30噸，是個名副其實的巨無霸；里面有1．7萬多個電子管、約7萬個電阻器、1萬個電容器和6000個開關。盡管這臺計算機老祖宗每秒只能完成5000次運算，但是人工需要7小時的計算量ENIAC 3秒就能完成。這一性能雖然還不如目前一臺微型計算機的幾萬分之一，可是在當時是個了不起的進步。英國無線電工程師協會的蒙巴頓將軍把ENIAC的出現譽為“誕生了一個電子的大腦”，“電腦”的名稱由此流傳開來。從此，計算機進入了一個飛速發展的嶄新時代。從這時起到20世紀50年代上半葉，是第一代電子計算機的發展時期，電子管是當時電子計算機的主要元件。用電子管制成的電子計算機體積大、耗電多、運算速度低（每秒幾千次）、故障率高、造價高。
20世紀50年代，晶體管的生產和應用技術日益成熟和普及，為電子計算機的小型化提供了條件。1954年，美國貝爾實驗室研制出第一臺晶體管計算機TRADIC。此后，晶體管計算機逐漸取代電子管計算機。從這時起到20世紀60年代上半葉，是第二代電子計算機大發展的時期。晶體管取代了電子管，使電子計算機的體積大大縮小，重量減輕，耗電減少，故障率降低，運算速度比第一代計算機提高近百倍，達到每秒幾十萬次。
電子管和晶體管
電子管曾是常用的電子元件，在計算機中主要起開關作用。它的形狀有點像燈泡，小的只有拇指大小，大的有杯子那么大。由于體積大，耗電多，發熱量大，電子管逐漸被晶體管取代，現在已不多見。
和電子管類似，晶體管在計算機中主要起開關作用，只不過它是用半導體材料硅或鍺制成的。晶體管的形狀各異，常用的晶體管大的和一元硬幣差不多，小的只有綠豆那么大。計算機集成電路中的主要元件也是晶體管，它的體積更小，要用顯微鏡才能看清楚。由于體積小，耗電小，發熱少，晶體管被廣泛應用于各種電路中。由面包公司生產的世界上第一臺電子計算機
ENIAC雖然以世界上第一臺電子計算機之名被載入史冊，但它僅僅是第一臺采用電子技術實現的數字計算機，與現代電子計算機有較大的差距。它沒有采用二進制，而且將計算機工作程序指令存放在機器的外部電路里。因而每進行一次運算，都必須編制一次程序，還得派幾個人像電話接線員那樣用幾小時甚至幾天的時間把運算需要的各個電路接通，哪怕是進行幾分鐘的運算，也得這么做，以致效率很低。
針對ENIAC的問題，1945年3月，計算機之父馮·諾伊曼領導的小組發表了二進制的程序儲存式的電子數字自動計算機EDVAC方案，不久又提出計算機史上著名的“101頁報告”，奠定了現代計算機體系結構。馮·諾伊曼的計算機包括五大部件：運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出裝置。這一結構被稱為“諾伊曼結構”。按這一結構設計的計算機統稱為“諾伊曼機”。諾伊曼結構一直沿用到現在的計算機上。與ENIAC相比，EDVAC的改進首先在于以存儲器為計算機的中心，將程序和數據存進存儲器中，通過運算器和控制器實現程序的自動運行，再也不必每次運算都編寫程序和通過人工接通線路了。其次，這種機器采用二進制數制，充分發揮了電子器件的工作特點，使結構緊湊且通用化。
然而，制造出第一臺諾伊曼機的卻不是馮·諾伊曼本人。1946年5月，英國劍橋大學的莫里斯·威爾克斯獲得了EDVAC計算機設計方案的復印件，他仔細研究了EDVAC的設計方案，進行多項創新后，設計了計算機EDSAC方案。在方案實施中，威爾克斯資金短缺，他說服了倫敦一家面包公司的老板投資該項目，使計劃絕處逢生。1949年5月6日，EDSAC首次試運行成功，1951年正式投放市場。這件事成了計算機發展史上的一件趣事：第一家生產出商品化計算機的廠商竟是面包公司。世界上第一臺電子計算機發明權之爭
世人公認：ENIAC是世界上第一臺電子計算機，美國工程師莫奇利和埃克托是ENIAC的發明者。但是后來美國有兩家計算機公司控告莫奇利和埃克托剽竊了計算機先驅約翰·阿塔納索夫的構思和設計。美國法院判定那兩家計算機公司勝訴。這個案件曾轟動了整個美國。確實，阿塔納索夫曾在1941年把自己關于計算機的構思和設計告訴了莫奇利，莫奇利因此受到啟發，寫出了論證報告并設計了ENIAC。但有趣的是，社會輿論并不認可法院的判決，現在一提到ENIAC，人們仍然眾口一詞地說是莫奇利和埃克托發明的。P1-4