1.2 认识计算机

1.2.1 计算机的产生

第二次世界大战期间，美国军方为了解决计算大量军用数据的难题，成立了由宾夕法尼亚大学莫奇利和埃克特领导的研究小组，开始研制世界上第一台电子计算机。

经过三年紧张的工作，第一台电子计算机终于在1946年2月14日问世了，如图1-1所示。它由17468个电子管、7万个电阻器、1万个电容器和1500个继电器组成，重达30t，占地160m2，耗电174k W。但这台计算机的功能非常有限，每秒能运行5千次10位十进制数的加减法运算。

第一台计算机诞生至今已过去60多年了，在这期间，计算机以惊人的速度发展。首先是晶体管取代了电子管，继而是微电子技术的发展，使得计算机处理器和存储器上的元件越做越小，数量越来越多，计算机的运算速度和存储容量迅速增加。IT界的更新换代速度遵循“摩尔定律”，也就是在处理器价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。

图1-1 世界上第一台电子计算机

我国目前正在研发“10亿亿次”超级计算机，即每秒运算速度高达10亿亿次的计算机。10亿亿次超级计算机工作1天，相当于普通计算机工作1万多年，这一目前世界上运算速度最快的计算机将于2015年至2016年研发成功。

拥有“飞一般”运算速度的机器，能为我们未来的生活带来怎样的改变呢？由于超级计算机拥有处理更加庞大数据的能力，因此主要应用于涉及大数据的天气预报、经济预测等领域。以天气预报为例，天气预报是一个非常复杂的过程，涉及海洋的流动、高空的气流、月球的转动、地球和太阳轨道的关系等各种复杂的参数。该过程不仅涉及的因素多，而且随着时间不断变化，数据量超级之大。在这么大的数据量之下，如果想要准确地预报天气，那么就需要极大的计算量。在这里，“超级计算机”就有了用武之地。