高二歷史下冊《改變世界的高新科技》練習(xí)題及答案

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1、高二歷史下冊《改變世界的高新科技》練習(xí)題及答案 【基礎(chǔ)練習(xí)】 一.選擇題 1.世界上第一臺計算機(jī)正式誕生在 A英國B美國C法國D德國B 2.世界上第一臺計算機(jī)誕生于 A1945年B1946年C1947年D1948年B 3.促使世界上第一臺計算機(jī)發(fā)明的直接原因是 A科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果B工程建設(shè)計算的需要 C軍事和戰(zhàn)爭的需要D航天事業(yè)發(fā)展的需要C 4.國際互聯(lián)網(wǎng)問世于 A1959年B1969年C1979年D1989年B 5.世界上第一種轉(zhuǎn)基因食品投放市場的時間、地點(diǎn)是 A1993年日本B1993年美國 C1999年德國D1999年英國B 6.國際人類基因組計劃正式啟動于 A1990年B1993年

2、C1999年D2000年B 7.我國參加國際人類基因組的時間是 A1990年B1993年C1999年D2000年C 8.克隆的意思是 A仿制B人工誘導(dǎo)的無性繁殖 C自然條件下的無性繁殖D動物的無性繁殖B 9.蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星,創(chuàng)造了宇航事業(yè)偉大開端是在 A1945年B1947年C1957年D1961年C 10.人類第一個飛上太空的人是 A蘇聯(lián)宇航員加加林B美國航天員阿姆斯特朗 C美國宇航員奧爾德林D蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫A 11.登月第一人指的是 A加加林B阿姆斯特朗C奧爾德林D列昂諾夫B 12.中國自行研制的“神州”五號載人航天飛船成功發(fā)射并返回是在 A20000年B2001年C200

3、2年D2003年D 二.材料解析題 13.閱讀下列材料 材料一:世界航天發(fā)展年鑒 1883年:宇航之父齊奧爾科夫斯基發(fā)表了使用火箭發(fā)射太空船的偉大構(gòu)想. 1926年3月16日:美國科學(xué)家哥達(dá)德制造的世界第一枚液體燃料火箭試飛成功,飛行時間2.6秒. 1934年:德國火箭專家馮.布勞恩把液體燃料火箭A2號發(fā)射到兩公里的高度. 1942年10月3日:德國的V2液體燃料火箭在佩內(nèi)明德試驗(yàn)場發(fā)射成功,是世界第一枚導(dǎo)彈的原型. 1957年6月:蘇聯(lián)成功地發(fā)射重80噸,射程達(dá)八千公里,世界第一枚洲際導(dǎo)彈T3號. 1957年10月4日:蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星"斯波尼克1號",標(biāo)致航天時代的開始. 1

4、958年1月31日:美國成功發(fā)射其第一顆衛(wèi)星"探險家1號",發(fā)現(xiàn)了范亞倫輻射帶. 1960年7月29日:美國太空總署發(fā)布人類登陸月球的"阿波羅計劃". 1961年2月16日:美國用世界上第一具固體燃料四級運(yùn)載火箭發(fā)射"探險家9號"成功. 1961年4月12日:蘇聯(lián)宇航員加加林駕駛的"東方一號"發(fā)射成功,環(huán)繞地球一周后安全返回,這是人類首次載人航天飛行. 1965年11月26日:法國第一枚人造衛(wèi)星A-1升空. 1969年1月15日:蘇聯(lián)飛船"聯(lián)盟4號"和"聯(lián)盟5號"完成世界上首次載人飛船的相互對接. 1969年7月16日:美國用"土星5"運(yùn)載火箭發(fā)射"阿波羅11號"成功;20日,宇航員阿姆斯特朗

5、成功踏上月球. 1970年2月11日:日本在內(nèi)之浦發(fā)射其第一枚衛(wèi)星"大隅號"成功. 1970年4月21日:中國在酒泉用"長征1號"將第一顆人造地球衛(wèi)星"東方紅一號"成功送入太空. 1972年12月7日:美國"阿波羅17號"成功登陸月球,這是"阿波羅計劃"的最后一次任務(wù). 1977年9月5日:美國發(fā)射了星際探測飛船"航海家1號". 1979年12月24日:歐洲空間局從法屬圭亞那,成功發(fā)射了第一枚阿里安運(yùn)載火箭. 1981年4月12日:美國第一架航天飛機(jī)"哥倫比亞號"成功發(fā)射,并于14日乎安返回地球. 1999年11月20日:中國在酒泉發(fā)射成功"神州1號"無人飛船,繞地飛行14圈后安全返回. 材料

6、二:載人航天 人類駕駛和乘坐載人航天器在太空從事各種探測、試驗(yàn)、研究、軍事和生產(chǎn)的往返飛行活動。載人航天的目的在于:突破地球大氣的屏障和克服地球引力,把人類活動范圍從陸地、海洋和大氣層擴(kuò)展到太空,更廣泛和深入地認(rèn)識地球及其周圍的環(huán)境,更好地認(rèn)識整個宇宙;充分利用太空和載人航天器的特殊環(huán)境從事各種試驗(yàn)和研究活動,開發(fā)太空及其豐富的資源。載人航天由載人航天系統(tǒng)實(shí)施,載人航天系統(tǒng)由載人航天器、運(yùn)載器、航天器發(fā)射場和回收設(shè)施、航天測控網(wǎng)等組成,有時還包括其他地面保障系統(tǒng)(如地面模擬設(shè)備和航天員訓(xùn)練設(shè)施)。 1961年4月12日蘇聯(lián)航天員加加林乘坐“東方”號飛船繞地球軌道飛行一圈,成為第一個進(jìn)入太空的人

7、。此后,載人航天大致經(jīng)歷了三個階段。 ①主要解決把人送入地球軌道并安全返回的目的。 在此之前先發(fā)射了不載人飛船和生物衛(wèi)星,用以驗(yàn)證載人航天系統(tǒng)的安全性和可靠性,確保載人航天成功。接著發(fā)射載人飛船,航天員在飛行中完成了手控定向、姿態(tài)調(diào)整、觀測地球和對地攝影等活動,并進(jìn)行了醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等科學(xué)研究和廣泛的技術(shù)試驗(yàn)。第一階段的載人航天證實(shí)了人在過載、失重、真空和強(qiáng)輻射等惡劣環(huán)境下不僅能夠生存,而且還能有效地工作。 ②主要是發(fā)展載人航天的基本技術(shù),如飛船的軌道機(jī)動飛行,兩艘飛船在空間交會和對接以及編隊飛行,考察航天員出艙活動的設(shè)備和能力,同時也進(jìn)行其他科學(xué)研究工作。在這一階段,蘇聯(lián)航天員列昂諾夫和美國航

8、天員E.H.懷特穿著航天服走出飛船,在太空進(jìn)行了活動。1967年1月27日當(dāng)“阿波羅”號飛船在肯尼迪角進(jìn)行例行試驗(yàn)時,因突然著火,美國3名航天員死亡。1967年4月23日蘇聯(lián)的“聯(lián)盟”1號飛船在返回時,由于降落傘故障航天員..科馬羅夫死亡,這些是載人航天所出現(xiàn)的重大事故。 ③發(fā)展實(shí)驗(yàn)性航天站,進(jìn)一步考察人在太空環(huán)境條下長期生活和工作的能力,利用空間獨(dú)特環(huán)境從事多種學(xué)科研究和應(yīng)用實(shí)驗(yàn),諸如生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、材料和工藝試驗(yàn)和地球資源勘測以及軍事活動等,同時也為建立實(shí)用航天站積累經(jīng)驗(yàn)。參加這一階段活動的有供航天員長期生活和工作的航天站,有運(yùn)送航天員并能返回地球的載人飛船,也有供應(yīng)航天站燃料和航天

9、員生活必需品的運(yùn)貨飛船,如蘇聯(lián)的“進(jìn)步”號貨船。 截至1984年4月共有221人次在太空中飛行,在太空連續(xù)生活和工作的最長時間是236天22小時50分鐘。共發(fā)射了87艘載人飛船和9個航天站。 載人航天器按飛行和工作方式可分為載人飛船、航天站和航天飛機(jī)。載人飛船按乘坐人員多少,又可分為單人式飛船和多人式飛船。按運(yùn)行范圍,可分為衛(wèi)星式載人飛船和登月載人飛船。航天飛機(jī)既可作為載人飛船和航天站進(jìn)行載人航天活動,又是一種重復(fù)使用的運(yùn)載器。航天員是載人航天的主角,需要經(jīng)過嚴(yán)格的選拔和專門訓(xùn)練。 材料三:載人飛船 能保障航天員在外層空間生活和工作以執(zhí)行航天任務(wù)并返回地面的航天器,又稱宇宙飛船。它是運(yùn)行時間有

10、限,僅能一次使用的返回型載人航天器。載人飛船一般包括衛(wèi)星式載人飛船和登月載人飛船。載人飛船可以獨(dú)立進(jìn)行航天活動,也可作為往返于地面和航天站之間的“渡船”,還能與航天站或其他航天器對接后進(jìn)行聯(lián)合飛行。載人飛船容積較小,受到所載消耗性物資數(shù)量的限制,不具備再補(bǔ)給的能力,而且不能重復(fù)使用。1961年蘇聯(lián)發(fā)射了第一艘東方號飛船,后來又發(fā)射了“上升”號飛船和“聯(lián)盟”號飛船。與此同期,美國也相繼研制成功“水星”號飛船、“雙子星座”號飛船和“阿波羅”號飛船等載人飛船。后者是登月載人飛船,把人送上了月球。 載人飛船具有多種用途,主要是:①進(jìn)行近地軌道飛行,試驗(yàn)各種載人航天技術(shù),如軌道交會和對接和航天員在軌道上

11、出艙,進(jìn)入太空活動等;②考察軌道上失重和空間輻射等因素對人體的影響,發(fā)展航天醫(yī)學(xué);③進(jìn)行載人登月飛行;④為航天站接送人員和運(yùn)送物資;⑤進(jìn)行軍事偵察和地球資源勘測;⑥進(jìn)行臨時性的天文觀測。 載人飛船一般由乘員返回座艙、軌道艙、服務(wù)艙、對接艙和應(yīng)急救生裝置等部分組成,登月飛船還具有登月艙。返回座艙是載人飛船的核心艙段,它是飛船上升和返回過程中航天員乘坐的艙段,也是整個飛船的控制中心,返回座艙不僅和其他艙段一樣要承受起飛、上升和軌道運(yùn)行階段的各種應(yīng)力和環(huán)境條件,而且還要經(jīng)受再入大氣層和返回地面階段的減速過載和氣動加熱。 軌道艙是航天員在軌道上的工作場所,里面裝有各種實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備。服務(wù)艙通常安裝推進(jìn)

12、系統(tǒng)、電源和氣源等設(shè)備,對飛船起服務(wù)保障作用。對接艙是用來與航天站或其他航天器對接的艙段。對接艙除對接鎖緊機(jī)構(gòu)外,還有氣閘艙,航天員可由此出艙進(jìn)入空間。應(yīng)急救生裝置保障在應(yīng)急情況下,使航天員安全返回地面,或轉(zhuǎn)移到其他航天器上。它也是載人飛船的重要組成部分。 為了保證人員能夠進(jìn)入太空和安全返回地面,載人飛船有以下主要分系統(tǒng):①結(jié)構(gòu)系統(tǒng);②姿態(tài)控制系統(tǒng);③軌道控制系統(tǒng);④無線電測控系統(tǒng);⑤電源系統(tǒng);⑥返回著陸系統(tǒng);⑦生命保障系統(tǒng);⑧儀表照明系統(tǒng);⑨應(yīng)急救生系統(tǒng)。與無人航天器相比,載人飛船因有人直接參與航天活動而在技術(shù)上有一些特殊的問題。①環(huán)境控制:乘員生活和工作的艙段在結(jié)構(gòu)上要求嚴(yán)格密封,艙內(nèi)需要

13、采取環(huán)境控制措施。環(huán)境控制的主要作用是調(diào)節(jié)艙內(nèi)和航天服內(nèi)的溫度、濕度和壓力,吸收人體新陳代謝的產(chǎn)物(例如呼出的二氧化碳,代謝作用產(chǎn)生的熱量和水蒸氣等),控制艙內(nèi)環(huán)境中含有的少量有害物質(zhì)和臭氣,提供航天員所需的氧氣量、通風(fēng)量、用水并處理廢物。②應(yīng)急救生:載人飛船的救生裝置有彈射座椅、救生塔、分離座艙和載人機(jī)動裝置等在航天器各個飛行階段采用各種不同的應(yīng)急救生手段:上升段采用彈射座椅或救生塔;返回段采用彈射座椅或分離座艙;軌道上營救時,由另一載人飛船靠近出故障的飛船,并與之對接,把乘員營救出來,或航天員乘坐載人機(jī)動裝置飛到另一載人飛船上去。③人工控制:由人參與操縱和控制飛船,可提高系統(tǒng)的可靠性,處理

14、預(yù)料不到的應(yīng)急情況,為此載人飛船都設(shè)有手動控制裝置。因自動系統(tǒng)失靈而靠手動方式返回地面已有實(shí)例。此外,為便于航天員工作,載人飛船上還設(shè)有儀表照明、目視觀測和話音通信等設(shè)備。④安全返回:為確保乘員安全返回,除靠熱防護(hù)層和座艙溫度控制外,載人飛船或返回艙在返回過程中的制動過載,必須限制在人的耐受范圍內(nèi),同時還要求較高的落點(diǎn)精度,以便及時發(fā)現(xiàn)。⑤高可靠性:為了保證高可靠性,載人飛船的各系統(tǒng)和設(shè)備均要進(jìn)行可靠性設(shè)計,關(guān)鍵部件采用備份系統(tǒng)(雙備份或三備份),飛船須在嚴(yán)格的環(huán)境條件下進(jìn)行地面測試和模擬飛行試驗(yàn),以排除隱患。飛船的設(shè)計還要保證航天員在必要時能夠維修和置換有故障的設(shè)備。 閱讀上述三則材料認(rèn)識宇

15、航有關(guān)知識。寫一篇相關(guān)的知識性介紹文章,或者相關(guān)的小論文。 13.答案略 【能力測試】 1.閱讀下列材料: 材料一:人類第一臺電子計算機(jī)的誕生 1946年2月15日,世界上第一臺通用電子數(shù)字計算機(jī)“埃尼阿克”(ENIAC)宣告研制成功?!鞍D岚⒖恕钡某晒Γ怯嬎銠C(jī)發(fā)展的一座紀(jì)念碑,是人類在發(fā)展計算技術(shù)的歷程中,到達(dá)的一個新的起點(diǎn)?!鞍D岚⒖恕庇嬎銠C(jī)的最初設(shè)計方案,是由36歲的美國工程師莫奇利于1943年提出的,計算機(jī)的主要任務(wù)是分析炮彈軌道。美國軍械部撥款支持研制工作,并建立一個專門研究小組,由莫奇利負(fù)責(zé)??偣こ處熡赡陜H24歲的??颂?fù)?dān)任,組員格爾斯坦是位數(shù)學(xué)家,另外還有邏輯學(xué)家勃克斯。“埃尼

16、阿克”共使用了18000個電子管,另加1500個繼電器以及其它器件,其總體積約90立方米,重達(dá)30噸,占地170平方米,需要用一間30多米長的大房間才能存放,是個地地道道的龐然大物。 這臺耗電量為140千瓦的計算機(jī),運(yùn)算速度為每秒5000次加法,或者400次乘法,比機(jī)械式的繼電器計算機(jī)快1000倍。當(dāng)“埃尼阿克”公開展出時,一條炮彈的軌道用20秒鐘就算出來,比炮彈本身的飛行速度還快。埃尼阿克的存儲器是電子裝置,而不是靠轉(zhuǎn)動的“鼓”。它能夠在一天內(nèi)完成幾千萬次乘法,大約相當(dāng)于一個人用臺式計算機(jī)操作40年的工作量。它是按照十進(jìn)制,而不是按照二進(jìn)制來操作。但其中也用少量以二進(jìn)制方式工作的電子管,因此

17、機(jī)器在工作中不得不把十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制,而在數(shù)據(jù)輸入、輸出時再變回十進(jìn)制。 “埃尼阿克”最初是為了進(jìn)行彈道計算而設(shè)計的專用計算機(jī)。但后來通過改變插入控制板里接線方式來解決各種不同的問題,而成為一臺通用機(jī)。它的一種改型機(jī)曾用于氫彈的研制?!鞍D岚⒖恕背绦虿捎猛獠坎迦胧?,每當(dāng)進(jìn)行軟件中心一項(xiàng)新的計算時,都要重新連接線路。有時幾分鐘或幾十分鐘的計算,要花幾小時或1-2天的時間進(jìn)行線路連接準(zhǔn)備,這是一個致命的弱點(diǎn)。它的另一個弱點(diǎn)是存儲量太小。 1996年2月15日,在“埃尼阿克”問世50周年之際,美國副總統(tǒng)戈爾在賓夕法尼亞大學(xué)舉行的隆重紀(jì)念儀式上,再次按動了這臺已沉睡了40年的龐大電子計算機(jī)的啟動電鈕

18、。戈爾在向當(dāng)年參加“埃尼阿克”的研制、如今仍健在科學(xué)家發(fā)表講話:“我謹(jǐn)向當(dāng)年研制這臺計算機(jī)的先驅(qū)者們表示祝賀?!卑D岚⒖松系膬膳艧粢詼?zhǔn)確的節(jié)閃爍到46,標(biāo)志著它于1946年問世,然后又閃爍到96,標(biāo)志計算機(jī)時代開始以來的50年。 ——摘自互聯(lián)網(wǎng) 材料二:第二代電子計算機(jī)于20世紀(jì)50年代中斯問世,以晶體管代替電子管,并增加浮點(diǎn)運(yùn)算 第二代電子計算機(jī)是用晶體管制造的計算機(jī)。在20世紀(jì)50年代之前,計算機(jī)都采用電子管作元件。電子管元件有許多明顯的缺點(diǎn)。例如,在運(yùn)行時產(chǎn)生的熱量太多,可靠性較差,運(yùn)算速度不快,價格昂貴,體積龐大,這些都使計算機(jī)發(fā)展受到限制。于是,晶體管開始被用來作計算機(jī)的元件。晶體管

19、不僅能實(shí)現(xiàn)電子管的功能,又具有尺寸小,重量輕,壽命長,效率高,發(fā)熱少,功耗低等優(yōu)點(diǎn)。使用了晶體管以后,電子線路的結(jié)構(gòu)大大改觀,制造高速電子計算機(jī)的設(shè)想也就更容易實(shí)現(xiàn)了。 1954年,美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功第一臺使用晶體管線路的計算機(jī),取名“催迪克”(TRADIC),裝有800個晶體管。1955年,美國在阿塔拉斯洲際導(dǎo)彈上裝備了以晶體管為主要元件的小型計算機(jī)。10年以后,在美國生產(chǎn)的同一型號的導(dǎo)彈中,由于改用集成電路元件,重量只有原來的1/100,體積與功耗減少到原來的1/300。 1958年,美國的IBM公司制成了第一臺全部使用晶體管的計算機(jī)RCA501型。由于第二代計算機(jī)采用晶體管邏輯元件,

20、及快速磁芯存儲器,計算速度從每秒幾千次提高到幾十萬次,主存儲器的存儲量,從幾千提高到10萬以上。1959年,IBM公司又生產(chǎn)出全部晶體管化的電子計算機(jī)IBM7090。1958~1964年,晶體管電子計算機(jī)經(jīng)歷了大范圍的發(fā)展過程。從印刷電路板到單元電路和隨機(jī)存儲器,從運(yùn)算理論到程序設(shè)計語言,不斷的革新使晶體管電子計算機(jī)日臻完善。1961年,世界上的晶體管電子計算機(jī)ATLAS安裝完畢。1964年,中國制成了第一臺全晶體管電子計算機(jī)441—B型。 第一代電子計算機(jī)使用的是“定點(diǎn)運(yùn)算制”,參與運(yùn)算的絕對值必須小于1;而第二代電子計算機(jī)則增加了浮點(diǎn)運(yùn)算,使數(shù)據(jù)的絕對值可達(dá)到2的幾十次方或幾百次方,使電子

21、計算機(jī)的計算能力實(shí)現(xiàn)了一次飛躍。同時,用晶體管取代了電子管使第二代電子計算機(jī)的體積大大減小,壽命延長,價格降低,為電子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件。 ——摘自互聯(lián)網(wǎng) 材料三1964年4月IBM360系統(tǒng)問世。它成為使用集成電路的第三代電子計算機(jī)的代表。 第三代電子計算機(jī)是使用了集成電路的計算機(jī)。1958年,世界上第一個集成電路誕生時,只包括一個晶體管,兩個電阻和一個電阻—電容網(wǎng)絡(luò)。后來集成電路工藝日趨完善,集成電路所包含的元件數(shù)量以每1~2年翻一番的速度增長著。發(fā)展到70年代初期,大部分電路元件都已經(jīng)以集成電路的形式出現(xiàn)。甚至,在想法拇指甲那樣大的約1平方厘米的芯片上,就可以集成上百萬個電子元件

22、。因?yàn)樗雌饋碇皇且粔K小小的硅片,因此人們常把它稱為芯片。與晶體管相比,集成電路的體積更小,功耗更低,而可靠性更高,造價更低廉,因此得到迅速發(fā)展。 1964年4月7日,美國IBM公司同時在14個國家,全美63個城市宣告,世界上第一個采用集成電路的通用計算機(jī)系列IBM360系統(tǒng)研制成功,該系列有大,中,小,型計算機(jī),共6個型號,它兼顧了科學(xué)計算和事務(wù)處理兩方面的應(yīng)用,各種機(jī)器全都相互兼容,適用于各方面的用戶,具有全方位的特點(diǎn),正如羅盤有360度刻度一樣,所以取名為360。它的研制開發(fā)經(jīng)費(fèi)高達(dá)50億美元,是研制第一顆原子彈的曼哈頓計劃的2.5倍。 IBM360系統(tǒng)是最早使用集成電路元件的通用計算機(jī)

23、系列,它開創(chuàng)了民用計算機(jī)使用集成電路的先例,計算機(jī)從此進(jìn)入了集成電路時代。IBM360成為第三代計算機(jī)的里程碑。 隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)的快速發(fā)展,美國開始研究軍用大規(guī)模集成電路計算機(jī)。1967年,美國無線電有限公司制成了領(lǐng)航用的機(jī)載計算機(jī)LIMAC,其邏輯部件采用雙極性大規(guī)模集成電路,緩沖存儲器用MOS大規(guī)模集成電路。1969年,美國自動化公司制成計算機(jī)D—200,采用了MOS場效應(yīng)晶體管大規(guī)模集成電路,中央處理器由24塊大規(guī)模集成電路做成;得克薩斯儀器公司也制成機(jī)載大規(guī)模集成電路計算機(jī)。軍用機(jī)載大規(guī)模集成電路試驗(yàn)的成功,為過渡到民用大規(guī)模集成電路通用機(jī)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。1971年,IBM公司開

24、始生產(chǎn)IBM370系列機(jī),它采用大規(guī)模集成電路做存儲器,小規(guī)模集成電路做邏輯元件,被稱為“第三代半電子計算機(jī)”,與IBM360一樣。 材料四:使用超大規(guī)模集成電路的第四代計算機(jī) 進(jìn)入20世紀(jì)60年代后,微電子技術(shù)發(fā)展迅猛。在1967年和1977年,分別出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路,并立即在電子計算機(jī)上得到了應(yīng)用。由大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路組裝成的計算機(jī),就被稱為第四代電子計算機(jī)。 美國ILLIAC-IV計算機(jī),是第一臺全面使用大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲器的計算機(jī),它標(biāo)志著計算機(jī)的發(fā)展已到了第四代。1975年,美國阿姆爾公司研制成470V/6型計算機(jī),隨后日本富士通公司生產(chǎn)出M-

25、190機(jī),是比較有代表性的第四代計算機(jī)。英國曼徹斯特大學(xué)1968年開始研制第四代機(jī)。1974年研制成功DAP系列機(jī)。1973年,德國西門子公司,法國國際信息公司與荷蘭飛利浦公司聯(lián)合成立了統(tǒng)一數(shù)據(jù)公司,研制出Unidata7710系列機(jī)。 材料五:第五代電子計算機(jī)被稱為“智能計算機(jī)” 第五代電子計算機(jī)是智能電子計算機(jī),它是一種有知識,會學(xué)習(xí),能推理的計算機(jī),具有能理解自然語言,聲音,文字和圖像的能力,并且具有說話的能力,使人機(jī)能夠用自然語言直接對話,它可以利用已有的和不斷學(xué)習(xí)到的知識,進(jìn)行思維,聯(lián)想,推理,并得出結(jié)論,能解決復(fù)雜問題,具有匯集,記憶,檢索有關(guān)知識的能力。智能計算機(jī)突破了傳統(tǒng)的諾伊

26、曼式機(jī)器的概念,舍棄了二進(jìn)制結(jié)構(gòu),把許多處理機(jī)并聯(lián)起來,并行處理信息,速度大大提高。它的智能化人機(jī)接口使人們不必編寫程序,只需發(fā)出命令或提出要求,電腦就會完成推理和判斷,并且給出解釋。1988年,世界上召開了第五代電腦國際會議。1991年,美國加州理工學(xué)院推出了一種大容量并行處理系統(tǒng),用528臺處理器并行進(jìn)行工作,其運(yùn)算速度可達(dá)到每秒320億次浮點(diǎn)運(yùn)算。 材料六:模仿人類大腦功能的神經(jīng)計算機(jī)已經(jīng)開發(fā)成功,它標(biāo)志著電子計算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入第六代 第六代電子計算機(jī)是模仿人的大腦判斷能力和適應(yīng)能力,并具有可并行處理多種數(shù)據(jù)功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)。與以邏輯處理為主的第五代計算機(jī)不同,它本身可以判斷對象的性質(zhì)

27、與狀態(tài),并能采取相應(yīng)的行動,而且它可同時并行處理實(shí)時變化的大量數(shù)據(jù),并引出結(jié)論。以往的信息處理系統(tǒng)只能處理?xiàng)l理清晰,經(jīng)絡(luò)分明的數(shù)據(jù)。而人的大腦卻具有能處理支離破碎,含糊不清信息的靈活性,第六代電子計算機(jī)將類似人腦的智慧和靈活性。(圖)電子計算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了第六代,這種發(fā)展可能僅僅是剛起步,前途沒有止境 人腦有140億神經(jīng)元及10億多神經(jīng)鍵,每個神經(jīng)元都與數(shù)千個神經(jīng)元交叉相聯(lián),它的作用都相當(dāng)于一臺微型電腦。人腦總體運(yùn)行速度相當(dāng)于每秒1000萬億次的電腦功能。用許多微處理機(jī)模仿人腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu),采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)電腦。神經(jīng)電腦除有許多處理器外,還有類似神經(jīng)的節(jié)點(diǎn),每個節(jié)點(diǎn)與許

28、多點(diǎn)相連。若把每一步運(yùn)算分配給每臺微處理器,它們同時運(yùn)算,其信息處理速度和智能會大大提高。 神經(jīng)電子計算機(jī)的信息不是存在存儲器中,而是存儲在神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)網(wǎng)中。若有節(jié)點(diǎn)斷裂,電腦仍有重建資料的能力,它還具有聯(lián)想記憶,視覺和聲音識別能力。日本科學(xué)家已開發(fā)出神經(jīng)電子計算機(jī)的大規(guī)模集成電路芯片,在1.5厘米正方的硅片上可設(shè)備400個神經(jīng)元和40000個神經(jīng)鍵,這種芯片能實(shí)現(xiàn)每秒2億次的運(yùn)算速度。1990年,日本理光公司宣布研制出一種具有學(xué)習(xí)功能的大規(guī)模集成電路“神經(jīng)LST”。這是依照人腦的神經(jīng)細(xì)胞研制成功的一種芯片。它利用生物的神經(jīng)信息傳送方式,在一塊芯片上載有一個神經(jīng)元,然后把所有芯片連接起來,

29、形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它處理信息的速度為每秒90億次。富士通研究所開發(fā)的神經(jīng)電子計算機(jī),每秒更新數(shù)據(jù)速度近千億次。日本電氣公司推出一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聲音識別系統(tǒng),能夠識別出任何人的聲音,正確率達(dá)99.8%。美國研究出左腦和右腦兩個神經(jīng)塊連接而成的神經(jīng)電子計算機(jī)。右腦為經(jīng)驗(yàn)功能部分,有1萬多個神經(jīng)元,適于圖像識別:左腦為識別功能部分,含有100萬個神經(jīng)元,用于存儲單詞和語法規(guī)則?,F(xiàn)在,紐約,邁阿密和倫敦的飛機(jī)場已經(jīng)用神經(jīng)電腦來檢查爆炸物,每小時可查600—700件行李,檢出率為95%,誤差率為2%。神經(jīng)電子計算機(jī)將會廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。它能識別文字,符號,圖形,語言以及聲納和雷達(dá)收到的信號,判讀支票,對市場進(jìn)行

30、估計,分析新產(chǎn)品,進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷,控制智能機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)汽車和飛行器的自動駕駛,發(fā)展,識別軍事目標(biāo),進(jìn)行智能決策和智能指揮等。 材料七:對光計算機(jī)的研制已取得進(jìn)展,它比普通電子計算機(jī)快1000倍 光計算機(jī)是利用光作為載體進(jìn)行信息處理的計算機(jī)。1990年,美國的貝爾實(shí)驗(yàn)室推出了一臺由激光器,透鏡,反射鏡等組成的計算機(jī)。這就是光計算機(jī)的雛形。隨后,英,法,比,德,意等國的70多名科學(xué)家研制成功了一臺光計算機(jī),其運(yùn)算速度比普通的電子計算機(jī)快1000倍。光計算機(jī)又叫光腦。電腦是靠電荷在線路中的流動來處理信息的,而光腦則是靠激光束進(jìn)入由反射鏡和透鏡組成的陣列中來對信息進(jìn)行處理的。與電腦相似之處是,光腦也靠產(chǎn)

31、生一系列邏輯操作來處理和解決問題。計算機(jī)的功率取決于其組成部件的運(yùn)行速度和排列密度,光在這兩個方面都很理想。光子的速度即光速,為每秒30萬千米,是宇宙中最快的速度。激光束對信息的處理速度可達(dá)現(xiàn)有半導(dǎo)體硅器件的1000倍。光子不像電子那樣需要在導(dǎo)線中傳播,即使在光線相交時,它們之間也不會相互影響,并且在不滿足干涉的條件下也互不干擾。光束的這種互不干擾的特性,使得光腦能夠在極小的空間內(nèi)開辟很多平行的信息通道,密度大得驚人。一塊截面為5分硬幣大小的棱鏡,其通過能力超過全球現(xiàn)有全部電話電纜的許多倍。貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功的光學(xué)轉(zhuǎn)換器,在字母O中可以裝入2000個信息通道。因此科學(xué)家們早就設(shè)想使用光子了。

32、材料八:開發(fā)中的DNA電腦 科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),脫氧核糖核酸(DNA)有一種特性,能夠攜帶生物體各種細(xì)胞擁有的大量基因物質(zhì)。數(shù)學(xué)家,生物學(xué)家,化學(xué)家以及計算機(jī)專家從中得到啟迪,正在合作研制未來的液體DNA電腦。這種DNA電腦的工作原理是以瞬間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ),通過和酶的相互作用,將反應(yīng)過程進(jìn)行分子編碼,對問題以新的DNA編碼形式加以解答。 和普通的電腦相比,DNA電腦的優(yōu)點(diǎn)首先是體積小,但存儲的信息量卻超過現(xiàn)代世界上所有的電腦。它用于存儲信息的空間僅為普通計算機(jī)的幾兆分之一。其信息可存儲在數(shù)以兆計的DNA鏈中,一升的DNA溶液可包含信息量高達(dá)10。其次,這種電腦運(yùn)算速度極快。據(jù)估計,一臺DNA

33、電腦只需幾天時間,就可以完成迄今為止所有計算機(jī)曾經(jīng)進(jìn)行過的運(yùn)算。第三是限量的減少能耗,DNA電腦的能耗,僅為普通電腦的十億分之一。1995年,科學(xué)家首次報道用“編程”DNA鏈解數(shù)學(xué)難題取得突破。 DNA計算機(jī)的功能之所以強(qiáng)大,就在于每個鏈本身就是一個微型處理器??茖W(xué)家能夠把10億億個鏈安排在1000克的水里,而每個鏈各干各的事情。它們各自進(jìn)行計算。這意味著,DAN計算機(jī)能同時“試用”巨大數(shù)量的可能的解決方案。與此形成對照的是,電子計算機(jī)對每個解決方案必須自始至終進(jìn)行計算,直到試用下一個方案為止。 所以,電子計算機(jī)和DNA計算機(jī)是截然不同的。電子計算機(jī)一小時能進(jìn)行許多次運(yùn)算,但是一次只能進(jìn)行一次

34、運(yùn)算,而DNA計算機(jī)進(jìn)行一次運(yùn)算需要大約一小時,但是一次能進(jìn)行10億億次運(yùn)算。 人腦的功能介于兩者之間:一小時進(jìn)行大約10萬次運(yùn)算,一次進(jìn)行大約1萬億次運(yùn)算。DNA計算機(jī)把二進(jìn)制數(shù)翻譯成遺傳密碼的片段,每個片段就是的雙螺旋的一個鏈??茖W(xué)家們希望把一切可能模式的DNA分解出來,并把它放在試管里。然后,他們將制造互補(bǔ)數(shù)字鏈。互補(bǔ)數(shù)字鏈不會解決某一個方程式,但是將會從一個解決方案中把互補(bǔ)數(shù)字鏈提取出來。 材料九:利用蛋白質(zhì)的開關(guān)特性開發(fā)出生物計算機(jī) 生物計算機(jī)主要是以生物電子元件構(gòu)建的計算機(jī)。由于半導(dǎo)體硅芯片電路密集引起的散熱問題難以解決,科學(xué)家便投入了生物計算機(jī)的研究與開發(fā)。生物電腦的性能是由元件

35、與元件之間電流啟閉的開關(guān)速度來決定的??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)有開關(guān)特性,用蛋白質(zhì)分子作元件制成集成電路,稱為生物芯片。使用生物芯片的計算機(jī)稱為蛋白質(zhì)電腦,或稱為生物電腦。已經(jīng)研制出利用蛋白質(zhì)團(tuán)來制造的開關(guān)裝置有:合成蛋白芯片,遺傳生成芯片,紅血素芯片等。 用蛋白質(zhì)制造的電腦芯片,在1平方毫米的面積上即可容納數(shù)億個電路。因?yàn)樗囊粋€存儲點(diǎn)只有一個分子大小,所以它的存儲量可以達(dá)到普通電腦的10億倍。由蛋白質(zhì)構(gòu)成的集成電路,其大小只相當(dāng)于硅片集成電路的十萬分之一,而且運(yùn)轉(zhuǎn)速度更快,只有10-11秒,大大超過人腦的思維速度。生物電腦元件的密度比大腦神經(jīng)元的密度高100萬倍,傳遞信息的速度也比人腦思維的速度

36、快100萬倍。 生物芯片傳遞信息時阻抗小,耗能低,且具有生物的特點(diǎn),具有自我組織自我修復(fù)的功能。它可以與人體及人及結(jié)合起來,聽從人腦指揮,從人體中吸收營養(yǎng)。把生物電腦植入人的腦內(nèi),可以使盲人復(fù)明,使人腦的記憶力成千萬倍地提高;若是植入血管中,則可以監(jiān)視人體內(nèi)的化學(xué)變化,使人的體質(zhì)增強(qiáng),使殘疾人重新站立起來。 美國的科技人員已研究出可以用于生物電腦的分子電路。它由有機(jī)物質(zhì)的分子組成,由分子導(dǎo)線組成的顯微電路,只有現(xiàn)代計算機(jī)電路的千分之一大小。 材料十:研究中的量子計算機(jī) 1996年初,美國的科學(xué)家說,他們發(fā)現(xiàn)在某種條件下,光子能夠發(fā)生相互作用,這個發(fā)現(xiàn)能夠被用來制造新的信息處理器件,從而導(dǎo)致世界

37、上性能的超級計算機(jī)的出現(xiàn)。 加利福尼亞理工學(xué)院的物理學(xué)家已經(jīng)證明,個體光子通常不相互作用,但是當(dāng)它們與光學(xué)諧振腔內(nèi)的原子聚在一起時,它們相互之間會產(chǎn)生強(qiáng)烈影響。光子的這種相互作用,能用于改進(jìn)利用量子力學(xué)效應(yīng)的信息處理器件的性能。這些器件轉(zhuǎn)而能形成建造“量子計算機(jī)”的基礎(chǔ),量子計算機(jī)的性能能夠超過基于常規(guī)技術(shù)的任何處理器件的性能。量子計算于1994提躍居科學(xué)前沿,當(dāng)時研究人員發(fā)現(xiàn)了在量子計算機(jī)上分解大數(shù)因子的一種數(shù)學(xué)技術(shù)。這種數(shù)學(xué)技術(shù)意味著,在理論上,量子計算機(jī)的性能能夠超過任何可以想象的標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)。 量子計算機(jī)潛在的用途將涉及人類生活的每一個方面,從工業(yè)生產(chǎn)線到公司的辦公室,從軍用裝備到學(xué)生課桌,從國家安全到自動柜員機(jī)??茖W(xué)家們在實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)證明,光子和光學(xué)諧振腔內(nèi)的原子之間的相互作用,能為建造光學(xué)量子邏輯門奠定基礎(chǔ)。 ——以上材料均摘自互聯(lián)網(wǎng) 請回答:(1)依據(jù)材料一至六,并可查閱相關(guān)資料,了解至今已經(jīng)開發(fā)成功的六代計算機(jī)的性能及特點(diǎn)。 (2)依據(jù)材料七至十,查閱相關(guān)資料,談?wù)勀銓τ嬎惆l(fā)展前景的展望與設(shè)想。 2.答案略。 [文檔可能無法思考全面,請瀏覽后下載,另外祝您生活愉快,工作順利,萬事如意!] 23 / 23

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