計(jì)算機(jī)具有以下特點(diǎn)：
快速的運(yùn)算能力
電子計(jì)算機(jī)的工作基于電子脈沖電路原理,由電子線路構(gòu)成其各個(gè)功能部件,其中電場(chǎng)的傳播扮演主要角色.我們知道電磁場(chǎng)傳播的速度是很快的,現(xiàn)在高性能計(jì)算機(jī)每秒能進(jìn)行幾百億次以上的加法運(yùn)算.如果一個(gè)人在一秒鐘內(nèi)能作一次運(yùn)算,那么一般的電子計(jì)算機(jī)一小時(shí)的工作量,一個(gè)人得做100多年.很多場(chǎng)合下,運(yùn)算速度起決定作用.例如,計(jì)算機(jī)控制導(dǎo)航,要求“運(yùn)算速度比飛機(jī)飛的還快”；氣象預(yù)報(bào)要分析大量資料,如用手工計(jì)算需要十天半月,失去了預(yù)報(bào)的意義.而用計(jì)算機(jī),幾分鐘就能算出一個(gè)地區(qū)內(nèi)數(shù)天的氣象預(yù)報(bào).
足夠高的計(jì)算精度
電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度在理論上不受限制,一般的計(jì)算機(jī)均能達(dá)到15位有效數(shù)字,通過一定的技術(shù)手段,可以實(shí)現(xiàn)任何精度要求.歷史上有個(gè)著名數(shù)學(xué)家挈依列,曾經(jīng)為計(jì)算圓周率π,整整花了15年時(shí)間,才算到第707位.現(xiàn)在將這件事交給計(jì)算機(jī)做,幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可計(jì)算到10萬位.
超強(qiáng)的記憶能力
計(jì)算機(jī)中有許多存儲(chǔ)單元,用以記憶信息.內(nèi)部記憶能力,是電子計(jì)算機(jī)和其他計(jì)算工具的一個(gè)重要區(qū)別.由于具有內(nèi)部記憶信息的能力,在運(yùn)算過程中就可以不必每次都從外部去取數(shù)據(jù),而只需事先將數(shù)據(jù)輸入到內(nèi)部的存儲(chǔ)單元中,運(yùn)算時(shí)即可直接從存儲(chǔ)單元中獲得數(shù)據(jù),從而大大提高了運(yùn)算速度.計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的容量可以做得很大,而且它記憶力特別強(qiáng).
復(fù)雜的邏輯判斷能力
人是有思維能力的.思維能力本質(zhì)上是一種邏輯判斷能力,也可以說是因果關(guān)系分析能力.借助于邏輯運(yùn)算,可以讓計(jì)算機(jī)做出邏輯判斷,分析命題是否成立,并可根據(jù)命題成立與否做出相應(yīng)的對(duì)策.例如,數(shù)學(xué)中有個(gè)“四色問題”,說是不論多么復(fù)雜的地圖,使相鄰區(qū)域顏色不同,最多只需四種顏色就夠了.100多年來不少數(shù)學(xué)家一直想去證明它或者推翻它,卻一直沒有結(jié)果,成了數(shù)學(xué)中著名的難題.1976年兩位美國(guó)數(shù)學(xué)家終于使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行了非常復(fù)雜的邏輯推理驗(yàn)證了這個(gè)著名的猜想.
按程序自動(dòng)工作的能力
一般的機(jī)器是由人控制的,人給機(jī)器一個(gè)指令,機(jī)器就完,成一個(gè)操作.計(jì)算機(jī)的操作也是受人控制的,但由于計(jì)算機(jī)具有內(nèi)部存儲(chǔ)能力,可以將指令事先輸入到計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)起來,在計(jì)算機(jī)開始工作以后,從存儲(chǔ)單元中依次去取指令,用來控制計(jì)算機(jī)的操作,從而使人們可以不必干預(yù)計(jì)算機(jī)的工作,實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化.這種工作方式稱為程序控制方式.
電子計(jì)算機(jī)一般分為處理模擬信號(hào)的模擬計(jì)算機(jī)和處理數(shù)字信號(hào)的數(shù)字計(jì)算機(jī)兩大類,目前使用的大都為數(shù)字計(jì)算機(jī).模擬式電子計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示和處理數(shù)據(jù)所使用的電信號(hào),是模擬自然界的實(shí)際信號(hào).如它可以用電信號(hào)模擬隨時(shí)間連續(xù)變化的溫度、濕度等.這種模擬自然界實(shí)際信號(hào)的電信號(hào)稱為“模擬電信號(hào)”,其主要特點(diǎn)是“隨時(shí)間連續(xù)變化”.數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理的是一種稱為符號(hào)信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的電信號(hào),這種信號(hào)的主要特點(diǎn)是“離散”,即在相鄰的兩個(gè)符號(hào)之間不可能有第三個(gè)符號(hào).我們通常所說的計(jì)算機(jī)指的是數(shù)字式電子計(jì)算機(jī).
計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已滲透到社會(huì)的各行各業(yè),正在改變著傳統(tǒng)的工作、學(xué)習(xí)和生活方式,推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展.計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：
1.科學(xué)計(jì)算(或數(shù)值計(jì)算)
科學(xué)計(jì)算是指利用計(jì)算機(jī)來完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問題的計(jì)算.在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)工作中,科學(xué)計(jì)算問題是大量的和復(fù)雜的.利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算、大存儲(chǔ)容量和連續(xù)運(yùn)算的能力,可以實(shí)現(xiàn)人工無法解決的各種科學(xué)計(jì)算問題.
例如,建筑設(shè)計(jì)中為了確定構(gòu)件尺寸,通過彈性力學(xué)導(dǎo)出一系列復(fù)雜方程,長(zhǎng)期以來由于計(jì)算方法跟不上而一直無法求解.而計(jì)算機(jī)不但能求解這類方程,并且引起彈性理論上的一次突破,出現(xiàn)了有限單元法.
2.數(shù)據(jù)處理(或信息處理)
數(shù)據(jù)處理是指對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、整理、分類、統(tǒng)計(jì)、加工、利用、傳播等一系列活動(dòng)的統(tǒng)稱.據(jù)統(tǒng)計(jì),80％以上的計(jì)算機(jī)主要用于數(shù)據(jù)處理,這類工作量大面寬,決定了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主導(dǎo)方向.
數(shù)據(jù)處理從簡(jiǎn)單到復(fù)雜已經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段,它們是：
①電子數(shù)據(jù)處理(Electronic Data Processing,簡(jiǎn)稱EDP),它是以文件系統(tǒng)為手段,實(shí)現(xiàn)一個(gè)部門內(nèi)的單項(xiàng)管理.
②管理信息系統(tǒng)(Management Information System,簡(jiǎn)稱MIS),它是以數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為工具,實(shí)現(xiàn)一個(gè)部門的全面管理,以提高工作效率.
③決策支持系統(tǒng)(Decision Support System,簡(jiǎn)稱DSS),它是以數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)和方法庫(kù)為基礎(chǔ),幫助管理決策者提高決策水平,改善運(yùn)營(yíng)策略的正確性與有效性.
目前,數(shù)據(jù)處理已廣泛地應(yīng)用于辦公自動(dòng)化、企事業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理與決策、情報(bào)檢索、圖書管理、電影電視動(dòng)畫設(shè)計(jì)、會(huì)計(jì)電算化等等各行各業(yè).信息正在形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè),多媒體技術(shù)使信息展現(xiàn)在人們面前的不僅是數(shù)字和文字,也有聲情并茂的聲音和圖像信息.
3.輔助技術(shù)(或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)
計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)包括CAD、CAM和CAI等.
⑴計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design,簡(jiǎn)稱CAD)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)計(jì)效果的一種技術(shù).它已廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、機(jī)械、電子、建筑和輕工等領(lǐng)域.例如,在電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)過程中,利用CAD技術(shù)進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)模擬、邏輯模擬、插件劃分、自動(dòng)布線等,從而大大提高了設(shè)計(jì)工作的自動(dòng)化程度.又如,在建筑設(shè)計(jì)過程中,可以利用CAD技術(shù)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、繪制建筑圖紙等,這樣不但提高了設(shè)計(jì)速度,而且可以大大提高設(shè)計(jì)質(zhì)量.
⑵計(jì)算機(jī)輔助制造(Computer Aided Manufacturing,簡(jiǎn)稱CAM)
計(jì)算機(jī)輔助制造是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作的過程.例如,在產(chǎn)品的制造過程中,用計(jì)算機(jī)控制機(jī)器的運(yùn)行,處理生產(chǎn)過程中所需的數(shù)據(jù),控制和處理材料的流動(dòng)以及對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)等.使用CAM技術(shù)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件.
將CAD和CAM技術(shù)集成,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)自動(dòng)化,這種技術(shù)被稱為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS).它的實(shí)現(xiàn)將真正做到無人化工廠(或車間).
⑶計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(Computer Aided Instruction,簡(jiǎn)稱CAI)
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用課件來進(jìn)行教學(xué).課件可以用著作工具或高級(jí)語言來開發(fā)制作,它能引導(dǎo)學(xué)生循環(huán)漸進(jìn)地學(xué)習(xí),使學(xué)生輕松自如地從課件中學(xué)到所需要的知識(shí).CAI的主要特色是交互教育、個(gè)別指導(dǎo)和因人施教.
4.過程控制(或?qū)崟r(shí)控制)
過程控制是利用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù),按最優(yōu)值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)或自動(dòng)控制.采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過程控制,不僅可以大大提高控制的自動(dòng)化水平,而且可以提高控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性,從而改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量及合格率.因此,計(jì)算機(jī)過程控制已在機(jī)械、冶金、石油、化工、紡織、水電、航天等部門得到廣泛的應(yīng)用.
例如,在汽車工業(yè)方面,利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)床、控制整個(gè)裝配流水線,不僅可以實(shí)現(xiàn)精度要求高、形狀復(fù)雜的零件加工自動(dòng)化,而且可以使整個(gè)車間或工廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化.
5.人工智能(或智能模擬)
人工智能(Artificial Intelligence)是計(jì)算機(jī)模擬人類的智能活動(dòng),諸如感知、判斷、理解、學(xué)習(xí)、問題求解和圖像識(shí)別等.現(xiàn)在人工智能的研究已取得不少成果,有些已開始走向?qū)嵱秒A段.例如,能模擬高水平醫(yī)學(xué)專家進(jìn)行疾病診療的專家系統(tǒng),具有一定思維能力的智能機(jī)器人等等.
6.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò).計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立,不僅解決了一個(gè)單位、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家中計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通訊,各種軟、硬件資源的共享,也大大促進(jìn)了國(guó)際間的文字、圖像、視頻和聲音等各類數(shù)據(jù)的傳輸與處理.