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(tái)計(jì)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(tái)計(jì)算機(jī)誕生于 A1945年B1946年C1947年D1948年B 3.促使世界上第一臺(tái)計(jì)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(jì)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(shí)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(jì)劃正式啟動(dòng)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(shí)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(dòng)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(gè)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(shí)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(shí)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(xiǎn)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(jì)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(xiǎn)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(jì)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(dòng)。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(dòng)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(shí)地球及其周圍的環(huán)境，更好地認(rèn)識(shí)整個(gè)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(dòng)，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(shí)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(gè)進(jìn)入太空的人

7、。此后，載人航天大致經(jīng)歷了三個(gè)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?cái)z影等活動(dòng)，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(dòng)飛行,兩艘飛船在空間交會(huì)和對接以及編隊(duì)飛行,考察航天員出艙活動(dòng)的設(shè)備和能力，同時(shí)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(dòng)。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(shí)，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(shí)，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(dòng)等，同時(shí)也為建立實(shí)用航天站積累經(jīng)驗(yàn)。參加這一階段活動(dòng)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(shí)間是236天22小時(shí)50分鐘。共發(fā)射了87艘載人飛船和9個(gè)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(dòng)，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(shí)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(dòng)，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(huì)和對接和航天員在軌道上

11、出艙，進(jìn)入太空活動(dòng)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(shí)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(gè)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(dòng)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(dòng)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(dòng)裝置等在航天器各個(gè)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(shí)，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(dòng)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(dòng)控制裝置。因自動(dòng)系統(tǒng)失靈而靠手動(dòng)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(dòng)過載，必須限制在人的耐受范圍內(nèi)，同時(shí)還要求較高的落點(diǎn)精度,以便及時(shí)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(jì)，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(jì)還要保證航天員在必要時(shí)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(shí)宇

15、航有關(guān)知識(shí)。寫一篇相關(guān)的知識(shí)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(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生 1946年2月15日，世界上第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)“埃尼阿克”(ENIAC)宣告研制成功?！鞍Ｄ岚⒖恕钡某晒?，是計(jì)算機(jī)發(fā)展的一座紀(jì)念碑，是人類在發(fā)展計(jì)算技術(shù)的歷程中，到達(dá)的一個(gè)新的起點(diǎn)?！鞍Ｄ岚⒖恕庇?jì)算機(jī)的最初設(shè)計(jì)方案，是由36歲的美國工程師莫奇利于1943年提出的，計(jì)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(gè)專門研究小組，由莫奇利負(fù)責(zé)?？偣こ處熡赡陜H24歲的埃克特?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?！鞍Ｄ?/p>

16、阿克”共使用了18000個(gè)電子管，另加1500個(gè)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(gè)地地道道的龐然大物。 這臺(tái)耗電量為140千瓦的計(jì)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(jì)算機(jī)快1000倍。當(dāng)“埃尼阿克”公開展出時(shí)，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(chǔ)器是電子裝置，而不是靠轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)人用臺(tái)式計(jì)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(shí)再變回十進(jìn)制。 “埃尼阿克”最初是為了進(jìn)行彈道計(jì)算而設(shè)計(jì)的專用計(jì)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(tái)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(jì)算時(shí)，都要重新連接線路。有時(shí)幾分鐘或幾十分鐘的計(jì)算，要花幾小時(shí)或1-2天的時(shí)間進(jìn)行線路連接準(zhǔn)備，這是一個(gè)致命的弱點(diǎn)。它的另一個(gè)弱點(diǎn)是存儲(chǔ)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?duì)栐谫e夕法尼亞大學(xué)舉行的隆重紀(jì)念儀式上，再次按動(dòng)了這臺(tái)已沉睡了40年的龐大電子計(jì)算機(jī)的啟動(dòng)電鈕

18、。戈?duì)栐谙虍?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(tái)計(jì)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(jì)算機(jī)時(shí)代開始以來的50年。 ——摘自互聯(lián)網(wǎng) 材料二：第二代電子計(jì)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(jì)算機(jī)是用晶體管制造的計(jì)算機(jī)。在20世紀(jì)50年代之前，計(jì)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(shí)產(chǎn)生的熱量太多，可靠性較差，運(yùn)算速度不快，價(jià)格昂貴，體積龐大，這些都使計(jì)算機(jī)發(fā)展受到限制。于是，晶體管開始被用來作計(jì)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(jì)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(tái)使用晶體管線路的計(jì)算機(jī)，取名“催迪克”(TRADIC)，裝有800個(gè)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(jì)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(tái)全部使用晶體管的計(jì)算機(jī)RCA501型。由于第二代計(jì)算機(jī)采用晶體管邏輯元件，

20、及快速磁芯存儲(chǔ)器，計(jì)算速度從每秒幾千次提高到幾十萬次，主存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)IBM7090。1958~1964年，晶體管電子計(jì)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(chǔ)器，從運(yùn)算理論到程序設(shè)計(jì)語言，不斷的革新使晶體管電子計(jì)算機(jī)日臻完善。1961年，世界上的晶體管電子計(jì)算機(jī)ATLAS安裝完畢。1964年，中國制成了第一臺(tái)全晶體管電子計(jì)算機(jī)441—B型。 第一代電子計(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)的計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)了一次飛躍。同時(shí)，用晶體管取代了電子管使第二代電子計(jì)算機(jī)的體積大大減小，壽命延長，價(jià)格降低，為電子計(jì)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(jì)算機(jī)的代表。 第三代電子計(jì)算機(jī)是使用了集成電路的計(jì)算機(jī)。1958年，世界上第一個(gè)集成電路誕生時(shí)，只包括一個(gè)晶體管，兩個(gè)電阻和一個(gè)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(gè)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(jià)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(shí)在14個(gè)國家，全美63個(gè)城市宣告，世界上第一個(gè)采用集成電路的通用計(jì)算機(jī)系列IBM360系統(tǒng)研制成功，該系列有大，中，小，型計(jì)算機(jī)，共6個(gè)型號，它兼顧了科學(xué)計(jì)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(jì)劃的2.5倍。 IBM360系統(tǒng)是最早使用集成電路元件的通用計(jì)算機(jī)

23、系列，它開創(chuàng)了民用計(jì)算機(jī)使用集成電路的先例，計(jì)算機(jī)從此進(jìn)入了集成電路時(shí)代。IBM360成為第三代計(jì)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(jì)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(jì)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(chǔ)器用MOS大規(guī)模集成電路。1969年，美國自動(dòng)化公司制成計(jì)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(jì)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(chǔ)器，小規(guī)模集成電路做邏輯元件，被稱為“第三代半電子計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)，就被稱為第四代電子計(jì)算機(jī)。 美國ILLIAC-IV計(jì)算機(jī)，是第一臺(tái)全面使用大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)，它標(biāo)志著計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)被稱為“智能計(jì)算機(jī)” 第五代電子計(jì)算機(jī)是智能電子計(jì)算機(jī)，它是一種有知識(shí)，會(huì)學(xué)習(xí)，能推理的計(jì)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(shí)，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(shí)的能力。智能計(jì)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(huì)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(huì)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(tái)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(jì)算機(jī)已經(jīng)開發(fā)成功，它標(biāo)志著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入第六代 第六代電子計(jì)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(jì)算機(jī)。與以邏輯處理為主的第五代計(jì)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(dòng)，而且它可同時(shí)并行處理實(shí)時(shí)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(jì)算機(jī)將類似人腦的智慧和靈活性。(圖)電子計(jì)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(gè)神經(jīng)元都與數(shù)千個(gè)神經(jīng)元交叉相聯(lián)，它的作用都相當(dāng)于一臺(tái)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(gè)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(tái)微處理器，它們同時(shí)運(yùn)算，其信息處理速度和智能會(huì)大大提高。 神經(jīng)電子計(jì)算機(jī)的信息不是存在存儲(chǔ)器中，而是存儲(chǔ)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(shí)別能力。日本科學(xué)家已開發(fā)出神經(jīng)電子計(jì)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(gè)神經(jīng)元和40000個(gè)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(gè)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(jì)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(shí)別系統(tǒng)，能夠識(shí)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(gè)神經(jīng)塊連接而成的神經(jīng)電子計(jì)算機(jī)。右腦為經(jīng)驗(yàn)功能部分，有1萬多個(gè)神經(jīng)元，適于圖像識(shí)別：左腦為識(shí)別功能部分，含有100萬個(gè)神經(jīng)元，用于存儲(chǔ)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(shí)可查600—700件行李，檢出率為95%，誤差率為2%。神經(jīng)電子計(jì)算機(jī)將會(huì)廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。它能識(shí)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(jì)，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(dòng)駕駛，發(fā)展，識(shí)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(jì)算機(jī)的研制已取得進(jìn)展，它比普通電子計(jì)算機(jī)快1000倍 光計(jì)算機(jī)是利用光作為載體進(jìn)行信息處理的計(jì)算機(jī)。1990年，美國的貝爾實(shí)驗(yàn)室推出了一臺(tái)由激光器，透鏡，反射鏡等組成的計(jì)算機(jī)。這就是光計(jì)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(tái)光計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度比普通的電子計(jì)算機(jī)快1000倍。光計(jì)算機(jī)又叫光腦。電腦是靠電荷在線路中的流動(dòng)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(jì)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(gè)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(shí)，它們之間也不會(huì)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(gè)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(jì)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(chǔ)的信息量卻超過現(xiàn)代世界上所有的電腦。它用于存儲(chǔ)信息的空間僅為普通計(jì)算機(jī)的幾兆分之一。其信息可存儲(chǔ)在數(shù)以兆計(jì)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(jì)，一臺(tái)DNA

33、電腦只需幾天時(shí)間，就可以完成迄今為止所有計(jì)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(bào)道用“編程”DNA鏈解數(shù)學(xué)難題取得突破。 DNA計(jì)算機(jī)的功能之所以強(qiáng)大，就在于每個(gè)鏈本身就是一個(gè)微型處理器?？茖W(xué)家能夠把10億億個(gè)鏈安排在1000克的水里，而每個(gè)鏈各干各的事情。它們各自進(jìn)行計(jì)算。這意味著，DAN計(jì)算機(jī)能同時(shí)“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(jì)算機(jī)對每個(gè)解決方案必須自始至終進(jìn)行計(jì)算，直到試用下一個(gè)方案為止。 所以，電子計(jì)算機(jī)和DNA計(jì)算機(jī)是截然不同的。電子計(jì)算機(jī)一小時(shí)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(jì)算機(jī)進(jìn)行一次運(yùn)算需要大約一小時(shí)，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(shí)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(jì)算機(jī)把二進(jìn)制數(shù)翻譯成遺傳密碼的片段，每個(gè)片段就是的雙螺旋的一個(gè)鏈。科學(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?；パa(bǔ)數(shù)字鏈不會(huì)解決某一個(gè)方程式，但是將會(huì)從一個(gè)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(jì)算機(jī) 生物計(jì)算機(jī)主要是以生物電子元件構(gòu)建的計(jì)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(jì)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(jì)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(gè)電路。因?yàn)樗囊粋€(gè)存儲(chǔ)點(diǎn)只有一個(gè)分子大小，所以它的存儲(chǔ)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(shí)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(jì)算機(jī)電路的千分之一大小。 材料十：研究中的量子計(jì)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(gè)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(jì)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(gè)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(shí)，它們相互之間會(huì)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(jì)算機(jī)”的基礎(chǔ)，量子計(jì)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(jì)算于1994提躍居科學(xué)前沿，當(dāng)時(shí)研究人員發(fā)現(xiàn)了在量子計(jì)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(jì)算機(jī)的性能能夠超過任何可以想象的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)。 量子計(jì)算機(jī)潛在的用途將涉及人類生活的每一個(gè)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(dòng)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(jì)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?jì)算發(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