第一章計算機發(fā)展史簡介(演示)(T)

1、第一章第一章計算機發(fā)展史簡介計算機發(fā)展史簡介v先驅(qū)者的貢獻先驅(qū)者的貢獻v現(xiàn)代計算機的誕生現(xiàn)代計算機的誕生v計算機發(fā)展史計算機發(fā)展史v計算機的發(fā)展趨勢計算機的發(fā)展趨勢先驅(qū)者的貢獻先驅(qū)者的貢獻 計算機是一種能按照事先存儲的程序計算機是一種能按照事先存儲的程序自自動動高速進行大量高速進行大量數(shù)值計算和各種信息處理數(shù)值計算和各種信息處理的的現(xiàn)代化智能電子裝置。現(xiàn)代化智能電子裝置。計算機具有運算速度快、精確度高、有記計算機具有運算速度快、精確度高、有記憶和邏輯判斷能力、計算機內(nèi)部自動化操作憶和邏輯判斷能力、計算機內(nèi)部自動化操作等特點。等特點。先驅(qū)者的貢獻先驅(qū)者的貢獻MARK I （1944）（艾肯）（艾

2、肯）第一臺電子計算機第一臺電子計算機第一臺機械計算器第一臺機械計算器（16421642）加法器）加法器（帕斯卡）（帕斯卡）最早的計算工具最早的計算工具（1313世紀(jì)）世紀(jì)）差分機差分機（巴貝奇）（巴貝奇）先驅(qū)者的貢獻先驅(qū)者的貢獻v帕斯卡（帕斯卡（Biaise Pascal，16231662）法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家19歲受機械時鐘的啟發(fā)發(fā)明第一個齒輪式機歲受機械時鐘的啟發(fā)發(fā)明第一個齒輪式機械計算器（械計算器（1642年），只能做加、減法年），只能做加、減法先驅(qū)者的貢獻先驅(qū)者的貢獻v巴貝奇（巴貝奇（C.Babbage，17911871）英國數(shù)學(xué)家英國數(shù)學(xué)家公認(rèn)的計算機之父公認(rèn)的計

3、算機之父研制出差分機和分析機研制出差分機和分析機提出程序控制的思想提出程序控制的思想提出了完整的通用計算機的設(shè)計方案，已提出了完整的通用計算機的設(shè)計方案，已經(jīng)有許多的現(xiàn)代計算機的元素在里面，最經(jīng)有許多的現(xiàn)代計算機的元素在里面，最終終100年后由艾肯實現(xiàn)年后由艾肯實現(xiàn)先驅(qū)者的貢獻先驅(qū)者的貢獻v愛達愛達.拜倫拜倫(Ada Augusts Lovelace，18151852)英國數(shù)學(xué)家英國數(shù)學(xué)家為巴貝奇的分析機編制程序為巴貝奇的分析機編制程序雖然還沒出現(xiàn)雖然還沒出現(xiàn)“循環(huán)循環(huán)”，“子程序子程序”的概的概念，但其中已經(jīng)蘊含了現(xiàn)在程序的思想。念，但其中已經(jīng)蘊含了現(xiàn)在程序的思想。被稱為世界上第一位程序員被

4、稱為世界上第一位程序員先驅(qū)者的貢獻先驅(qū)者的貢獻v艾肯（艾肯（Howard Aiken，19001973)美國數(shù)學(xué)教授美國數(shù)學(xué)教授制造出第一臺機電式計算機制造出第一臺機電式計算機MarkI，后又，后又制造出制造出MarkIIMarkI的一些參數(shù)：的一些參數(shù)：以機電的方法代替機械的方法實現(xiàn)分析機，以機電的方法代替機械的方法實現(xiàn)分析機，1944年完成，在哈佛大學(xué)用了年完成，在哈佛大學(xué)用了15年年15.515.5米米, ,高高2.42.4米米,75,75萬個零部件萬個零部件乘法速度是乘法速度是3秒秒先驅(qū)者的貢獻先驅(qū)者的貢獻v圖靈圖靈(Alan Turing，19121954)英國科學(xué)家英國科學(xué)家現(xiàn)代計

5、算機誕生過程中最重要的兩個現(xiàn)代計算機誕生過程中最重要的兩個人物之一，另一個是馮人物之一，另一個是馮.諾依曼諾依曼他對現(xiàn)代計算機的貢獻有兩個：他對現(xiàn)代計算機的貢獻有兩個：建立圖靈機理論模型建立圖靈機理論模型提出定義機器智能的圖靈測試提出定義機器智能的圖靈測試先驅(qū)者的貢獻先驅(qū)者的貢獻v馮馮.諾依曼諾依曼(Von.Neumann, ,19031957)美國數(shù)學(xué)教授美國數(shù)學(xué)教授現(xiàn)代計算機之父現(xiàn)代計算機之父兩個方面的重要貢獻兩個方面的重要貢獻提出了提出了存儲程序的思想存儲程序的思想在在EDVACEDVAC設(shè)計中提出的計算機結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代設(shè)計中提出的計算機結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)框架計算機體系結(jié)構(gòu)框架

6、, ,被稱為被稱為馮馮. .諾依曼結(jié)構(gòu)諾依曼結(jié)構(gòu)返回v第一臺電子數(shù)字計算機第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC的誕生的誕生 (Electronic Numerical Integrator And Computer) 電子數(shù)字積分計算機電子數(shù)字積分計算機1946年美國制造年美國制造是現(xiàn)代計算機的里程碑，是第一臺采用電子是現(xiàn)代計算機的里程碑，是第一臺采用電子技術(shù)的計算機技術(shù)的計算機現(xiàn)代計算機的誕生現(xiàn)代計算機的誕生現(xiàn)代計算機的誕生現(xiàn)代計算機的誕生ENIAC的性能的性能占地占地170平方米、重平方米、重30噸、耗電噸、耗電140千瓦千瓦18000個電子管、個電子管、70000個電阻、個電阻、10000個電

7、個電容容10位數(shù)的乘法時間位數(shù)的乘法時間3毫秒毫秒與與IBM的超級計算機的超級計算機“白色選擇白色選擇”相比較相比較18000個真空管個真空管 - 33萬億個晶體管，萬億個晶體管，18億倍億倍存儲容量存儲容量800字節(jié)字節(jié) - 4萬億字節(jié)，萬億字節(jié)，50億倍億倍計算速度計算速度5000次次/秒秒 - 12.3萬億次萬億次/秒，秒，25億倍億倍現(xiàn)代計算機的誕生現(xiàn)代計算機的誕生ENIAC的缺陷的缺陷ENIAC使用的是十進制數(shù)使用的是十進制數(shù)存儲容量很小存儲容量很小程序不是存儲在計算機內(nèi)部程序不是存儲在計算機內(nèi)部使用的是電子管，耗電量大，性能不太穩(wěn)定，使用的是電子管，耗電量大，性能不太穩(wěn)定，現(xiàn)代計算

8、機的誕生現(xiàn)代計算機的誕生v馮馮.諾依曼與諾依曼與EDVAC首次設(shè)計了存儲程序計算機首次設(shè)計了存儲程序計算機EDVACEDVAC（1952正式投入使用）正式投入使用）人類人類第一臺具有內(nèi)部存儲程序功能第一臺具有內(nèi)部存儲程序功能的計算機的計算機采用采用二進制二進制，速度比，速度比ENIAC快快240倍倍EDVAC奠定了現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)奠定了現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，直到現(xiàn)在還是主流計算機的體系結(jié)構(gòu)直到現(xiàn)在還是主流計算機的體系結(jié)構(gòu)返回計算機發(fā)展史計算機發(fā)展史v計算機代的劃分（計算機代的劃分（代表計算機縱向的發(fā)展代表計算機縱向的發(fā)展）第一代計算機第一代計算機(19461959) 電子管電子管

9、5千千4萬（次萬（次/秒）秒）第二代計算機第二代計算機(19591963) 晶體管晶體管幾十萬幾十萬百萬（次百萬（次/秒）秒）第三代計算機第三代計算機(19641975) 集成電路集成電路百萬百萬幾百萬（次幾百萬（次/秒）秒）第四代計算機第四代計算機(1975至今至今) 超大規(guī)模集超大規(guī)模集成電路（成電路（VLSI）幾百萬幾百萬千千萬億（次萬億（次/秒）秒）計算機發(fā)展史計算機發(fā)展史第五代計算機（人工智能計算機）第五代計算機（人工智能計算機）80年代初，日本曾提出尋找一種非馮年代初，日本曾提出尋找一種非馮.諾依曼諾依曼結(jié)構(gòu)的計算機，希望計算機能理解人的自然語結(jié)構(gòu)的計算機，希望計算機能理解人的自然

10、語言，但最終失敗言，但最終失敗并行計算機、網(wǎng)絡(luò)計算機、光計算機、化并行計算機、網(wǎng)絡(luò)計算機、光計算機、化學(xué)和生物計算機、量子計算機等等學(xué)和生物計算機、量子計算機等等計算機發(fā)展史計算機發(fā)展史v摩爾定律摩爾定律微芯片上集成的晶體管數(shù)目每微芯片上集成的晶體管數(shù)目每1212個月翻一番個月翻一番集成電路的集成度每集成電路的集成度每1818個月翻一番個月翻一番如果價錢不變的話，電腦芯片的性能每隔如果價錢不變的話，電腦芯片的性能每隔18個月至兩年就會翻一番個月至兩年就會翻一番返回計算機的發(fā)展趨勢計算機的發(fā)展趨勢微型化微型化巨型化巨型化網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化智能化智能化多媒體化多媒體化計算機的發(fā)展趨勢計算機的發(fā)展趨勢v微

11、型化微型化進一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)模集成進一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)模集成電路研制質(zhì)量更加可靠、性能更加優(yōu)良、價格更電路研制質(zhì)量更加可靠、性能更加優(yōu)良、價格更加低廉、整機更加小巧的微型計算機加低廉、整機更加小巧的微型計算機v巨型化巨型化 高速度、海量存儲、強功能高速度、海量存儲、強功能v網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化 把各自獨立的計算機用通訊線路連結(jié)起來，形成把各自獨立的計算機用通訊線路連結(jié)起來，形成各計算機用戶之間可以相互通訊并能使用公共資各計算機用戶之間可以相互通訊并能使用公共資源的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)源的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計算機的發(fā)展趨勢計算機的發(fā)展趨勢v智能化智能化讓計算機具有模擬人的感覺和思維過程的讓計算機具有模擬人的感覺和思維過程的能力能力v多媒體化多媒體化讓計算機除能處理數(shù)字和文字信息、三維讓計算機除能處理數(shù)字和文字信息、三維圖形、動畫，還可以用聽覺、觸覺、甚至圖形、動畫，還可以用聽覺、觸覺、甚至嗅覺等多種媒體形式與人交換信息嗅覺等多種媒體形式與人交換信息總結(jié)總結(jié)v計算機產(chǎn)生建立在圖靈機模型的基礎(chǔ)之上計算機產(chǎn)生建立在圖靈機模型的基礎(chǔ)之上v艾肯