第一講 計算機(jī)發(fā)展簡史.ppt

,sufang,第一講計算機(jī)發(fā)展簡史,一、電子計算機(jī)的定義二、計算機(jī)發(fā)展簡史三、計算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域四、計算機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)五、未來計算機(jī)的發(fā)展趨勢,電子計算機(jī)是一種能夠高速計算、具有內(nèi)部存儲能力，由程序控制其操作過程的電子設(shè)備。,一、電子計算機(jī)定義,特點(diǎn)：u速度快u精度高u具有記憶和邏輯判斷能力u具有存儲和自動執(zhí)行程序的能力u通用性強(qiáng),分類：電子計算機(jī)根據(jù)運(yùn)算速度、存儲能力、功能強(qiáng)弱、配套設(shè)備與軟件系統(tǒng)的豐富程度等因素可劃分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)、服務(wù)器和工作站。,國內(nèi)研制的“神威”巨型機(jī)，共耗資1億人民幣建成。,NEC的小型機(jī),康柏的服務(wù)器,DELL的工作站,Altair8800(1975),Apple1,聯(lián)想天麒電腦,聯(lián)想筆記本,一、機(jī)械式計算器時代,最早的機(jī)械式計算器-算盤,二、計算機(jī)發(fā)展簡史,石器時代結(jié)繩記事,1642年法國數(shù)學(xué)家Pascal在計算尺基礎(chǔ)上發(fā)明了的機(jī)械式計算器。,1823年英國人CharlesBabbage設(shè)計了差分機(jī)和分析機(jī)，提出了利用卡片輸入程序和數(shù)據(jù)的設(shè)計。,分析機(jī)(analytialengine),1842年AugustaAdaByron翻譯了分析機(jī)的使用，成為世界上第一個程序員,二、電子計算器時代,1906年美國人LeeDeForest發(fā)明了電子管。這為電子計算機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。,第一臺通用可編程計算機(jī)-ENIAC,第一個通用可編程電子計算機(jī)于1946年于賓夕法尼亞大學(xué)開發(fā)成功,這一計算機(jī)叫做ENIAC(ElectronicsNumericalIntegratorandCalculator),計算機(jī)必須有存儲器、控制器、運(yùn)算器和輸入輸出設(shè)備這種思想是由馮諾依曼(JohnVonNeumann)等人于1946年提出，因此稱為馮諾依曼型計算機(jī)或存儲程序式計算機(jī)。馮諾依曼的設(shè)計思想被譽(yù)為計算機(jī)發(fā)展史上的里程碑。馮諾依曼1903年生于匈牙利，是一位數(shù)學(xué)家、計算物理學(xué)家和計算機(jī)科學(xué)家。1930年到美國，1957年去世。,馮諾依曼型計算機(jī),馮諾依曼,計算機(jī)科學(xué)界最重要的人物是圖靈(AlanMathisonTuring)。他是英國人，世界著名的科學(xué)家，1912年出生，1954年去世，年僅42歲。,圖靈,Thewholethinkingprocessisstillrathermysterioustous,butIbelievethatathinkingmachinewillhelpusgreatlyinfindingouthowwethinkourselves.AlanTuring,May1951,1936年，圖靈發(fā)表了著名的論文論可計算數(shù)及其在密碼問題的應(yīng)用，首次提出邏輯機(jī)的通用模型圖靈機(jī)的概念，為可計算性理論奠定了基礎(chǔ)。1945年，圖靈以極大的熱情投入電子計算機(jī)的設(shè)計工作。他起草了關(guān)于自動計算機(jī)器ACE(AutomaticComputingEngine)的報告，描述了存儲程序概念在計算機(jī)中的應(yīng)用，闡明了用子程序?qū)崿F(xiàn)某些運(yùn)算而程序員不必知道機(jī)器細(xì)節(jié)的情況，這就預(yù)言了以后對高級語言的開發(fā)。,圖靈在曼徹斯特(1951),鑒于他在計算機(jī)理論方面的創(chuàng)造性的奠基工作，而被稱為計算機(jī)科學(xué)之父。為紀(jì)念圖靈對計算機(jī)科學(xué)做出的奠基性的貢獻(xiàn)，ACM(美國計算機(jī)協(xié)會)專門設(shè)立了圖靈獎，并于1966年開始頒發(fā)。圖靈獎是計算機(jī)界的最高獎。,第一代計算機(jī)(19461957)電子管計算機(jī)時代,IBM701計算機(jī)(50年代初設(shè)計制造)中用來存儲二進(jìn)制信息的電子管,特點(diǎn):運(yùn)算速度僅為每秒數(shù)千到幾萬次；僅支持機(jī)器語言和匯編語言。,計算機(jī)經(jīng)歷的五代變化,第二代計算機(jī)(19581964)晶體管計算機(jī)時代,特點(diǎn):運(yùn)算速度提高到每秒幾萬次到幾十萬次;產(chǎn)生了高級語言和編譯系統(tǒng),操作系統(tǒng)得到快速發(fā)展。,第三代計算機(jī)(19651971)集成電路時代,1958年,第一片集成電路問世,特點(diǎn):運(yùn)算速度達(dá)每秒幾十萬次到幾百萬次；出現(xiàn)了微程序、多道程序及并行處理等新技術(shù)；操作系統(tǒng)趨于成熟。,1971年,第一個微處理器Intel4004出現(xiàn)(這是當(dāng)時在ElectronicNews上的廣告),第四代計算機(jī)(19721990)大規(guī)模集成電路時代,特點(diǎn):廣泛采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路；出現(xiàn)了軟件工程的標(biāo)準(zhǔn)化；微型計算機(jī)發(fā)展迅速。,第五代計算機(jī)(1991今)超大規(guī)模集成電路時代,特點(diǎn):超大規(guī)模集成電路計算機(jī)（1991至），使用高密度高速度芯片，出現(xiàn)了因特網(wǎng)，發(fā)展了Java語言，分布式操作系統(tǒng)，萬維網(wǎng)。,計算機(jī)的發(fā)展方向,一、巨型化,研制巨型機(jī)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、尤其是國防尖端技術(shù)發(fā)展的需要。巨型機(jī)的研制水平、生產(chǎn)能力及其應(yīng)用程度已成為衡量一個國家經(jīng)濟(jì)實力和科技水平的重要標(biāo)志。,二、微型化,計算機(jī)微型化是因大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)而發(fā)展最迅速的的技術(shù)之一。由于微型機(jī)可以滲透到儀表、家電、導(dǎo)彈頭等這些中小型機(jī)難以進(jìn)入的領(lǐng)域，其發(fā)展十分迅速。,三、網(wǎng)絡(luò)化,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是將分散的多臺計算機(jī)用通訊線路連接起來,形成一個有機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)上的計算機(jī)之間互相通訊、共享系統(tǒng)資源，從而提高計算機(jī)系統(tǒng)資源的綜合利用率。,四、智能化,智能化就是使計算機(jī)具有人工智能，即研究如何用計算機(jī)來“模仿”人的智能，讓計算機(jī)具有“推理”和“學(xué)習(xí)”的功能。,微型計算機(jī)的發(fā)展,1971年1月，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel4004，標(biāo)志著第一代微處理器問世，微處理器和微機(jī)時代從此開始。在4.2mmX3.2mm的硅片上集成了2250個晶體管，構(gòu)成了CPU，再加上一片RAM、一片ROM和一片寄存器，構(gòu)成了Intel4004微處理器。,第一代（19741977年）以8位微處理Intel8008、ZilogZ80、Motorola6502為代表的微型計算機(jī)。,1972年4月，霍夫等人開發(fā)出第一個8位微處理器Intel8008。,73年8月8080處理器問世,1975年第一臺微型計算機(jī)Altair8800,1976年3月，微型計算機(jī)AppleI問世,第二代（19781981年）以16位微處理Intel8086、8088、80286為代表的微型計算機(jī)。IBMPC微型計算機(jī)。,1981年IBM公司在紐約宣布第一臺IBMPC誕生-80286微機(jī),80286芯片,第三代（19851988年）以32位微處理Intel80386、80486、為代表的微型計算機(jī)。,80386芯片,第四代（1989現(xiàn)在）以32位微處理（586）、Pentium、Pentium為代表的奔騰計算機(jī)。Intel于1993年3月推出奔騰（Pentium）處理器,二、計算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域,1、科學(xué)計算,也稱數(shù)值計算，是指用計算機(jī)來解決科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題。,2、數(shù)據(jù)處理,也稱信息據(jù)處理，計算機(jī)可以在短時間內(nèi)對大量數(shù)據(jù)及各種各樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以滿足信息時代的要求。,大,學(xué),生,活,3、自動控制,自動控制是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中，對控制對象進(jìn)行自動控制和自動調(diào)節(jié)的控制方式，又叫過程控制。,4、計算機(jī)輔助設(shè)計,利用計算機(jī)來輔助人們設(shè)計和制造產(chǎn)品。,5、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),將在不同地理位置上的計算機(jī)或終端連接起來，實現(xiàn)計算機(jī)資源共享和通信。,6、娛樂,可以用微型計算機(jī)進(jìn)行各種娛樂活動。如游戲、聽音樂、看電影、新聞等。,1.字長2.運(yùn)算速度3.內(nèi)存容量4.主頻5.外設(shè)配置,四、計算機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo),指計算機(jī)一次能直接處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。如一臺Pentium的CPU字長為32位，表示其一次能處理的最大二進(jìn)制數(shù)為232。字長的位數(shù)越多，計算機(jī)的運(yùn)算能力越強(qiáng)，精度越高。,1、字長,2運(yùn)算速度運(yùn)算速度是指計算機(jī)每秒鐘內(nèi)執(zhí)行指令的數(shù)目，單位用MIPS(MillionofInstructionsPerSecond，百萬條指令秒)表示。目前微機(jī)的運(yùn)算速度已達(dá)到幾千萬次加減法指令/每秒。巨型機(jī)目前可達(dá)到12.5萬億次加減法指令/秒。,3內(nèi)存容量主存儲器簡稱內(nèi)存。內(nèi)存越大，則運(yùn)算或處理信息的速度更快和容量更多。但內(nèi)存容量越大，機(jī)器價格也越高。存儲容量一般KB、MB和GB為單位，B（Byte）為字節(jié)，8位(bit)二進(jìn)制數(shù)為一個字節(jié)，1B=8bit1KB1024B1MBl024KB1GB1024MB。,4主頻主頻是指CPU的時鐘頻率，即CPU在單位時間（秒）內(nèi)平均“操作”的次數(shù)。例如，Pentium的主頻有500、733，賽揚(yáng)400A等。主頻的單位是兆赫茲(MHz)。目前微型計算機(jī)的主頻都在800MHz1GHz以上。提高CPU的主頻也是提高計算機(jī)性能的有效手段。,5外設(shè)配置外設(shè)是指計算機(jī)的輸入輸出設(shè)備以及外存儲器，如硬盤、鍵盤、顯示器與顯示卡、音箱、聲卡、打印機(jī)、磁盤驅(qū)動器、鼠標(biāo)等。,硬盤,早期鼠標(biāo),光驅(qū),五、未來計算機(jī)的發(fā)展趨勢,有可能引發(fā)計算機(jī)革命的新技術(shù)至少有三種：1.光子計算機(jī)2.生物計算機(jī)3.量子