微型计算机的特点及应用
微型计算机原理及应用技术
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二进制
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1100 1101 1110 1111 10000 10001
16进制
9 A B
C D E F 10 11
4. 各种数制之间的转换 【例1-1】 十进制数22.625转换为二进制数
②小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对 剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为0（如 上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数（如0.3）永远不能 乘到积的小数为0，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可， 这种转换结果是不精确的。
例如 ：十六进制数
1
A
E
4
虽然BCD码是用二进制编码方式表示的，但它与二进制之间不 能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将BCD码转换为 十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。
十进制 0 1 2 3 4 5
表1-2 BCD编码表
8421BCD码
十进制
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0011Leabharlann 9010010
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8421BCD码 0110 0111 1000 1001
1.3.1 计算机的硬件系统 1.3.2 计算机的软件系统 1.3.3 计算机的主要技术指标
1.1 引言 1.1.1 计算机发展概况
什么是单片机单片机有何特点
什么是单片机单片机有何特点单片机（Microcontroller，简称MCU）是一种集成电路，具有微型计算机的功能。
它集成了处理器、存储器、输入输出接口等必要的组成部分，用于控制和管理各种设备或系统。
单片机在各种电子设备中广泛应用，包括家电、汽车、通信、医疗仪器等领域。
本文将介绍单片机的特点及其应用。
一、单片机的特点1. 高度集成：单片机将处理器、存储器、输入输出接口等功能集成在一颗芯片中，体积小、重量轻，适合于嵌入式系统应用。
2. 低功耗：单片机通过优化电路设计和制造工艺，具有低功耗的特点。
它可在电池供电情况下运行较长时间，降低了设备的能耗。
3. 高性能：尽管单片机的规模小，但它仍然具备高性能的特点。
单片机采用高速时钟，能够快速处理各种任务，实现高效的数据处理和控制功能。
4. 稳定可靠：单片机经过严格的测试和验证，具备稳定可靠的性能。
它具备抗干扰能力，在复杂环境下仍能正常运行。
5. 灵活性强：单片机具备可编程性和可扩展性。
通过编程，可以改变单片机的功能和行为，适应不同的应用需求。
同时，单片机的外部接口丰富，可以与各种外设连接，实现灵活的系统组建。
二、单片机的应用领域1. 家电控制：单片机广泛应用于家电控制领域，如空调、洗衣机、电视等。
通过单片机的控制，可以实现多种功能和模式的切换，提高家电的智能化水平。
2. 汽车电子：单片机在汽车电子系统中扮演着重要的角色。
它可以控制车辆的发动机、车载娱乐系统、安全气囊等，提高汽车的安全性和便利性。
3. 工业自动化：单片机在工业自动化领域有广泛应用。
通过单片机的控制，可以实现生产线的智能化管理，提高生产效率和产品质量。
4. 通信设备：单片机被广泛应用于通信设备中，如手机、无线网络设备等。
它可以实现通信设备的信号处理、数据传输等功能。
5. 医疗仪器：单片机在医疗仪器中发挥着重要作用。
它可以控制医疗设备的运行状态，监测患者的生理参数，为医疗人员提供准确的数据支持。
小型微型计算机系统
小型微型计算机系统1. 简介小型微型计算机系统（Small-Scale Microcomputer Systems）是指在硬件配置、功能规模、应用场景等方面都相对较小的计算机系统。
它通常包括一台微型计算机（Microcomputer）、相关外设以及运行在其上的软件系统。
小型微型计算机系统具有体积小、成本低、便携性强等特点，因此被广泛应用在个人办公、个人娱乐、教育培训等领域。
本文将从硬件构成、软件支持以及应用领域等方面对小型微型计算机系统进行详细介绍。
2. 硬件构成小型微型计算机系统的硬件构成主要包括以下几个方面：2.1 微型计算机微型计算机是小型微型计算机系统的核心部件，它包括：•中央处理器（CPU）：负责执行计算机指令，进行数据的处理和运算。
•内存（RAM）：用于存储程序和数据，提供临时存储空间。
•硬盘（Hard Disk）：用于长期存储数据和程序。
•输入/输出设备（Input/Output Devices）：如键盘、鼠标、显示器、音响等，用于与计算机进行信息的输入和输出。
2.2 外部设备外部设备是为了满足用户需求而与微型计算机系统相连的设备，包括但不限于：•打印机：用于将计算机处理后的数据打印出来。
•扫描仪：用于将纸质文件转换成电子格式。
•摄像头：用于视频聊天、摄影等。
•音响设备：如音箱、耳机等，用于播放音频信息。
2.3 网络连接设备小型微型计算机系统通常也会与网络相连，以便于获取互联网资源和与其他计算机进行通信。
常见的网络连接设备包括：•调制解调器（Modem）：通过电话线连接网络，实现网络访问。
•无线网卡（Wireless Network Card）：通过无线信号连接网络。
•路由器（Router）：用于实现多台计算机之间的互联，提供网络连接服务。
3. 软件支持小型微型计算机系统需要运行相关软件来实现不同的功能，常见的软件支持包括：3.1 操作系统操作系统是小型微型计算机系统的基础软件，它能够管理计算机硬件资源、运行应用程序，提供用户界面等。
单片机c51的特点与使用
单片机c51的特点与使用单片机（Microcontroller）是一种集成了处理器核心、存储器和外设接口的微型计算机系统。
其中，C51是一种常见的单片机系列，特点突出，广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍C51单片机的特点及其使用方法。
一、C51单片机的特点C51单片机具有以下几个特点：1. 体积小巧：C51单片机以芯片的形式存在，体积小巧、轻便灵活。
它将CPU、存储器及外设接口等功能融合在一个芯片内，实现了高集成度的设计。
2. 低功耗：C51单片机功耗较低，适用于通过电池供电或要求长时间运行的应用场景。
其低功耗特点可以延长电池寿命，提高系统的稳定性。
3. 强大的功能：C51单片机内部集成了高性能的CPU核心，具有较大的存储空间和灵活的输入输出接口。
这使得C51单片机适合用于各种复杂的应用，如智能家居控制、工业自动化等。
4. 易于学习和使用：C51单片机的编程语言较为简单，主要采用C语言或汇编语言进行开发。
相关的开发工具和调试工具也较为完善，新手可以迅速上手并进行开发。
5. 兼容性强：C51单片机具有广泛的兼容性，支持多种外设与模块的接口，可以方便地与其他设备进行通信和数据交互。
二、C51单片机的使用方法1. 硬件设计：在使用C51单片机之前，首先需要进行相应的硬件设计。
根据具体需求，选择合适的C51单片机型号，确定所需的外设接口和引脚分配。
然后，按照硬件设计原理图进行电路设计和布局。
2. 编写程序：根据具体应用需求，使用C语言或汇编语言编写相应的程序。
在编写程序时，可以利用C51单片机所提供的开发工具，如Keil C51等。
编写程序时，应注意代码的可读性和模块化设计，方便后期维护和调试。
3. 编译和下载：将编写好的程序通过编译器进行编译成机器语言。
编译成功后，将程序下载到C51单片机中。
下载方法可以通过串口下载、仿真器下载等方式进行。
4. 调试与测试：在将程序下载到C51单片机后，进行相应的调试和测试。
微型计算机技术及应用
操作系统的主要功能包括进程管理、 内存管理、文件管理和设备管理。
程序设计语言
程序设计语言定义
程序设计语言是用于编写计算机程序的一组符号和规 则，它能够精确地描述计算机程序的逻辑行为。
程序设计语言分类
程序设计语言可以分为机器语言、汇编语言、高级语 言等。
常见程序设计语言
常见的微型计算机程序设计语言有C、C、Java、 Python等。
工控机
主要用于工业控制和自动 化系统，具有较高的稳定 性和可靠性，价格较高。
微型计算机的应用领域
家庭娱乐
用于游戏、音乐、 视频播放和网络浏 览等。
工业控制
用于自动化生产线 控制、监测和故障 诊断等。
办公自动化
用于文字处理、电 子表格、邮件和网 页浏览等。
科学计算
用于数值计算、数 据处理和统计分析 等。
随着微型计算机应用的广泛，数据安全和隐私保 护成为重要挑战，需要加强技术研究和法律监管。
3
新兴市场与发展空间
随着物联网、云计算等新兴市场的快速发展，微 型计算机技术将拥有更广阔的发展空间和机遇。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
常见的总线与接口技术标准包括PCIe、USB、 HDMI等，这些标准在不同的应用场景下有各 自的优势和局限性。
03
微型计算机软件技术
操作系统
操作系统定义
操作系统是控制和管理计算机硬件与 软件资源、合理组织计算机工作流程 以及为用户提供方便的使用接口的计 算机程序集合。
操作系统功能
常见操作系统
常见的微型计算机操作系统有 Windows、macOS、Linux等。
网络技术
网络协议
包括TCP/IP协议族、HTTP协议、SMTP协议等， 用于实现计算机之间的通信和信息交换。
微型计算机的特点
由于微型计算机是采用LSI和VLSI组成的，所以它除了具有一般计算机的运算速度快、计算精度高、记忆功能和逻辑判断力强、自动工作等常规特点外，还有它自己的独特优点。
（1）体积小、重量轻、功耗低由于采用了大规模和超大规模集成电路，从而使构成微型计算机所需的器件数目大为减少，体积大为缩小。
一个与小型机CPU功能相当的16位微处理器MC68000，由13,000个标准门电路组成，其芯片面积仅为6.25×7.14mm²，功耗为1.25W。
32位的超级微处理器80486，有120万个晶体管电路，其芯片面积仅为16×11mm²，芯片的重量仅十几克。
工作在50MHz时钟频率时的最大功耗仅为3W。
随着微处理器技术的发展，今后推出的高性能微处理器产品体积更小、功耗更低而功能更强，这些优点对于航空、航天、智能仪器仪表等领域具有特别重要的意义。
（2）可靠性高、对使用环境要求低微型计算机采用大规模集成电路以后，使系统内使用的芯片数大大减少，接插件数目大幅度减少，简化了外部引线，安装更加容易。
加之MOS电路芯片本身功耗低、发热量小，使微型计算机的可靠性大大提高，因而也降低了对使用环境的要求，普通的办公室和家庭环境就能满足要求。
（3）结构简单、设计灵活、适应性强微型计算机多采用模块化的硬件结构，特别是采用总线结构后，使微型计算机系统成为一个开放的体系结构，系统中各功能部件通过标准化的插槽和接口相连，用户选择不同的功能部件（板卡）和相应外设就可构成不同要求和规模的微型计算机系统。
由于微型计算机的模块化结构和可编程功能，使得一个标准的微型计算机在不改变系统硬件设计或只部分地改变某些硬件时，在相应软件的支持下就能适应不同的应用任务的要求，或升级为更高档次的微机系统，从而使微型计算机具有很强的适应性和宽广的应用范围。
（4）性能价格比高随着微电子学的高速发展和大规模、超大规模集成电路技术的不断成熟，集成电路芯片的价格越来越低，微型机的成本不断下降，同时也使许多过去只在大、中型计算机中采用的技术（如流水线技术、RISC技术、虚拟存储技术等）也在微型机中采用，许多高性能的微型计算机（如Pentium Pro、Pentium II等）的性能实际上已经超过了中、小型计算机（甚至是大型机）的水平，但其价格要比中、小型机低得多。
名词解释微型计算机
名词解释微型计算机
微型计算机是一种可以在极小空间内完成各种数据处理任务的计算机系统，它一般有较小的体积和低能耗，具有高效能、低成本以及便携性等特点。
因此，微型计算机在多个领域都可以得到广泛应用，在工业控制、家用电器控制、信号处理等方面都可以使用到微型计算机。
它们还可以用于视频监控、航空航天、汽车电子系统、医疗监测、安全防范等系统的控制和管理。
微型计算机的核心组成部分一般包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备、网络通信接口和外部通信等。
它们可以通过软件和硬件的设计，实现模块的协调联结，从而完成各种计算机指令的解释翻译和程序执行功能。
微型计算机的计算能力大大高于人类，它可以以高速度执行大量复杂的计算，可以在毫秒内对数字和字符进行处理，存储和记录大量信息。
它们可以以极其精确的方式执行指令，这是因为它们可以在有限的时间内执行许多指令，而不会有任何误差和混淆，因此它们可以很好地满足大量数据需求。
微型计算机的发展也大大改善了人类的生活方式，它极大地提高了传统计算机的速度，同时也实现了计算机技术的小型化，使大多数简单任务变得容易实现。
在日常生活中，它们被用于控制家用电器、家庭影院、小型移动设备等，使得这些设备变得更加便携和可编程，从而更好地满足人们的生活习惯和需求。
微型计算机的发展也为社会发展作出了积极的贡献，它为社会服务领域提供了安全、高效和可靠的解决方案，使更多的人受益。
它使服务更加便捷化，使社会交流更加高效，使企业管理更加容易，有力地推动了数字化社会的发展。
综上所述，微型计算机为人类的生活带来了巨大的便利，正在改变着人们的生活方式，同时也为社会发展作出了积极的贡献，成为当今社会发展不可或缺的一部分。
微型计算机 名词解释
微型计算机名词解释微型计算机是一种由微处理器作为 CPU 的计算机，其特点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。
在计算机领域，有许多名词需要解释，本文将对微型计算机相关的名词进行客观完整的解释。
微型计算机：由微处理器作为 CPU 的计算机，特点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。
微型计算机的发展历程可以追溯到20 世纪 70 年代，当时由于大规模集成电路技术的进步，使得计算机的体积和价格不断下降，而性能却不断提高。
硬件方面：物理核心：指 CPU 的实际硬件部分，是计算机的计算和控制中心。
逻辑核心：指 CPU 内部的逻辑电路，负责控制和执行指令。
进程：指计算机中正在运行的程序，是系统进行任务调度和资源分配的基本单位。
线程：指进程中的一个执行流程，是进程的轻量级版本，可以共享进程的内存资源。
CPU 架构：指 CPU 内部的组织结构和功能模块，包括指令集、运算器、控制器等。
指令集：指 CPU 支持的指令集合，每种指令集都有其独特的命名原因。
CPU 流水线：指 CPU 中将一个指令的执行过程划分为多个阶段，并同时执行多个指令的机制。
制程：指计算机芯片制造过程中的工艺节点，越高的制程可以带来更高的性能和更低的功耗。
并行总线：指计算机中多个设备或组件之间并行传输数据的通道。
串行总线：指计算机中多个设备或组件之间串行传输数据的通道。
驱动：指计算机中用于控制硬件设备的软件，是操作系统和硬件之间的桥梁。
操作系统：指计算机中的系统软件，负责管理计算机的硬件和软件资源，并为应用程序提供服务。
台湾清华人学：指台湾清华大学电子工程系，是中国台湾地区的一所顶尖高校。
新门科技园：指位于中国深圳的新门科技园，是一家综合性高科技企业。
合积电：指台湾著名的半导体制造商，是全球领先的半导体解决方案供应商。
联发科：指台湾著名的半导体制造商，是全球领先的移动通信和多媒体芯片供应商。
光刻机：指一种用于制造芯片的光刻设备，是半导体制造业中的关键设备。
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根据计算机应用的目的性和 作用的不同，通常将计算机的应 用分为下列几类。
科学计算
事务数据处理 过程控制 计算机辅助系统 人工智能
计算机网络通信
1、科学计算
• 也称为数值计算。指解决科学研究和工程 技术中提出的数学问题的计算，这是计算 机应用里最早最基础的领域。
• 现在，在天文、地质、新材料研制、原子 能研究等领域，仍然占有重要地位。 • 优点：速度快、精度高，大大缩短计算周 期，节省人力和物力。
高考真题
• 13．36“计算机辅助制造”的英文缩写是 _________. • 14.21电子计算机的主要特点有_________. • A.运行速度快 B. 擅长思考 • C.存储容量大 D.有存储程序和逻辑判断 能力 • 16.8 32位微型计算机中的32位是指_________. • A.微机型号 B.内存容量 C.内存单位 D.机器字长
按照计算机规模，并参考其运算速 度、输入输出能力、存储能力等因素， 通常将计算机分为巨型机、大型机、 小型机和微型机等几类。我们现在常 用的是微型机。
4．计算机的发展趋势
巨型化 微型化
网络化
智能化
“巨”“微”“网”“智”
高考真题
• 12. 42巨型计算机就是体积巨大的计算机。 （ ） • 14.62简述计算机可能的发展趋势（4分） 。 • 答：巨型化、微型化、网络化、智能化。
5.自动化程度高
• 计算机能够在预先编写的程序的控制下， 按照预定的指令一步一步地自动执行，完 成既定任务，不需要人工的干预。 • 这样，计算机将人类从重复性的劳动中解 放出来。由计算机控制的自动生产线可以 成百倍地提高工作效率 由计算机控制的机械可以完成人工无法完 成的工作，如精密仪器制造、特殊环境的 物品生产、危险地域的勘探等
5、人工智能AI
• 人工智能是计算机模拟人类的智能活动， 诸如感知、判断、理解、学习、问题求解 和图象识别等。 • 人工智能是计算机应用研究的前沿科学。 主要有三大方面的应用：
• 机器人、专家系统、模类： • 一类是工业机器人
无人生产线上的机器人
• 另一类是智能机器人
回顾本节课出现的英文缩写
• • • • • • ENIAC-埃尼阿克 EDVAC-埃德瓦克 OA-办公自动化 MIS-管理信息系统 DDS-决策支持系统 CAD-计算机辅助设计 CAI-计算机辅助教学 CAT-计算机辅助测试 CAM-计算机辅助制造 AI-人工智能 EC-电子商务
高考真题
• Y.11．在计算机应用中，“计算机辅助教 学”的英文缩写为_________. • A.CAD B.CAI C.CAM D.CAT • Y.2.1以下选项中，是计算机的特点有 _________。 • A.运算速度快 B.运算精度高 • C.体积小 D.具有自动编程能力
课后作业
• 1、简述微型计算机的特点 • 2、简述计算机的应用分为哪几类 • 3、请把本节课所学的计算机的中英文缩写 写一下
第1章 计算机基础知识
1.1 走进计算机世界
计算机的发展历史 微型计算机的特点及应用
1.2
计算机是如何工作的
计算机的硬件组成 计算机的软件系统
1.3
计算机外部设备
计算机的存储设备 输入输出设备
1.4
计算机安全规范
（2）按功能分类
按功能分类一般可分为：
专用计算机
通用计算机
（3）按规模分类
• 计算机的记忆力准 确，信息存储不会 出现误差，这为计 算机自动、高速、 正确地运行提供了 保证
4.逻辑判断能力强
• 采用二进制，使得计算机可以进行逻辑运 算，并根据运算的结果选择下一步要执行 的命令 这是计算机的一项突出特点，所以计算机 可以用于逻辑推理和定理证明等工作 也正是因为计算机具有很强的逻辑判断能 力，它才能在数据处理中进行数据比较、 分类、合并、筛选和排序等工作
飞机设计
船舶设计
• （2）CAM：计算机辅助制造是利用计算机 系统进行生产设备的管理、控制和操作的 过程。 • 例如，在产品的制造过程中，用计算机控 制机器的运行，自动完成产品的加工、装 配、检测、包装等制造过程。
无人生产线
• （3）计算机辅助教学CAI是利用计算机进 行辅助教学的一门技术。还有计算机辅助 测试CAT。 • 如：多媒体课件 • 远程教育 • 考驾照等考试采用上机考试方式
手写板
指纹识别
应用领域：门禁系统，考勤，安检等
人脸识别
应用领域：门禁系统，考勤，安检等
虹膜识别
应用领域：门禁系统，考勤，安检等
6.计算机网络通信
• 利用计算机网络，使不同地区的计算机之 间实现资源共享，大大促进和发展了地区 间及国际间的通信。
• 现在，网络应用更加丰富多彩，如银行服 务系统、电子邮件商务（EC）、交通订票 系统、公用信息通信网、大企业管理信息 系统、网上购物、网上交友等。
二、微型计算机的特点及应用
微型计算机简称微型机，是以微型处理器为核心的电子 计算机。微型机与普通电子计算机相比有哪些特点？主要应 用于哪些方面？。
微型计算机的应用非常普及，与我们的日常生活息息 相关，本节的知识点分解为下面几个要点。 ●微型计算机的特点 ●微型计算机的应用
1.1 走进计算机世界
1．微型计算机的特点 微型计算机具有下列几个主要特点。
• 例如火箭的发射及卫星的定位，要求误差 要非常低，利用计算机的精确计算可以帮 助科学家推测出火箭或卫星的运行轨迹和 返回地点，误差不超过几千米
3.存储容量大
• 计算机的存储设备可以把原始数据、中间 结果、计算结构、程序等信息存储起来 并且在需要用到这些信息的时候，能够准 确无误地提取出来，这是单纯的人脑所不 能及的
迄今为止研制的最 为先进的火星车
2、事务数据处理
• 也叫信息处理，是目前计算机应用得最广 泛的领域。指对大量的数据进行处理，如 分析、合并、分类、统计、查询、筛选等 形成有用的信息。 • 与科学计算的区别：计算方法简单，但数 据处理的量大，输入/输出操作频繁。
• 生期末考试成绩 • 人口统计、网络售票
无人驾驶汽车
1.1 走进计算机世界
2．计算机的应用
计算机之所以取名为“计算机”，是由于在早期它仅仅作为一种计算工具用于 数值计算。但如今，计算机的应用已超出“计算”的范围，已发展到非数值性数据 的处理阶段。今天的计算机应用已渗透到科学技术的各个领域和社会生活的各个方 面。
1.1 走进计算机世界
导弹自动 瞄准系统
4、计算机辅助系统
• 包括计算机辅助设计CAD、计算机辅助制 造CAM、计算机辅助教学CAI 、计算机辅 助测试CAT 等。 • （1）CAD：计算机辅助设计是利用计算机 系统辅助设计人员进行工程或产品设计， 以实现最佳设计效果的一种技术。它已广 泛地应用于飞机、汽车、机械、电子、建 筑和轻工等领域。
能代替护士的医用机器人
机器人保姆
(2)专家系统
• 使计算机具有某方面专家的专门知识，使 用这些知识来处理这方面的问题。比如： 飞行员的模拟训练
• 比如：医学上的手术技能训练 • 仿真人的应用
（3）模式识别
• 模式识别就是能对声音、文字、图像等信 息进行识别处理 。重点研究图形识别和语 音识别 • 比如：手写输入
2.计算精确度高
• 计算机内部采用二进制表示各种信息，表 示的精度极高。高精度的科学计算可以使 用计算机来完成。
• 1873年，数学家谢克斯花费了二十年的时 间，将 π 算到小数后707位。 • 这一惊人的结果成为此后74年的标准。此 后半个世纪，人们对他的计算结果深信不 疑，或者说即便怀疑也没有办法来检查它 是否正确。 • 1946年，数学家弗格森发现第528位是错的 （应为4，误为5）。谢克斯的值中足足有 一百多位全都报了销，这把可怜的谢克斯 和他的十五年浪费了的光阴全部一笔勾销 了。
• OA-办公自动化 • MIS-管理信息系统 • DDS-决策支持系统
3.过程控制
• 又称为实时控制，是利用计算机及时 采集监测数据，按最佳方法迅速地对 控制对象进行控制和调节。 • 主要是指计算机在工业和军事方面的 应用。 • 如炼钢过程的计算机控制、导弹自动 瞄准系统、飞行控制调动等。
计算机控制 炼钢过程
① 运算速度快
② 计算精确度高 ③ 存储容量大
④ 逻辑判断能力强
⑤ 自动化程度高
快高大强高
1.运算速度快
• 计算机的运算速度之快是令人惊奇的，世 界上最快的计算机可以达到每秒几万亿次 ，而微型机的运算速度一般也可以达到每 秒几亿次
• 计算机可以帮助人们将以前要花几十年也 不能完成的工作在短时间内完成，例如对 圆周率的计算，数学家花十几年的时间才 算到小数点后700多位，而现在使用计算机 在短时间内就可以计算到10万位