第1章第一節(jié)-計算機起源及發(fā)展分解課件

第1章

計算機基礎知識第1章

計算機基礎知識1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

計算機？1.1計算機的起源及發(fā)展歷程計算機？1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

20世紀以來人類最重大的科技發(fā)明當數(shù)電子數(shù)字計算機，計算機改變了人們傳統(tǒng)的工作和生活方式。1.1計算機的起源及發(fā)展歷程20世紀以來人類最重1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

法國物理學家帕斯卡(1623-1662)：在1642年發(fā)明了第一臺機械式加法機。該機由齒輪組成，靠發(fā)條驅動，用專用的鐵筆來撥動轉輪以輸入數(shù)字。

當時，19歲的帕斯卡為了幫助父親計算稅款，開始研究機械計算裝置，最后制成了手搖驅動的齒輪進位式計算器，可完成六位數(shù)字的加減法。

1.1計算機的起源及發(fā)展歷程法國物理學家帕1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

德國數(shù)學家萊布尼茨：在1673年發(fā)明了機械式乘除法器?；驹砝^承于帕斯卡的加法機，也是由一系列齒輪組成，但它能夠連續(xù)重復地做加減法，從而實現(xiàn)了乘除運算。據(jù)記載，萊布尼茲曾把自己的乘法機復制品送給康熙皇帝。

1.1計算機的起源及發(fā)展歷程德國數(shù)學家萊布尼茨1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

英國數(shù)學家巴貝奇：1822年，在歷經10年努力終于發(fā)明了“差分機”。它有3個齒輪式寄存器，可以保存3個5位數(shù)字，計算精度可以達到6位小數(shù)。巴貝奇試圖發(fā)明功能更好的通用計算機

——分析機，但最終失敗。

英國女數(shù)學家愛達(1815-1852)：巴貝奇的合作伙伴。她用穿孔卡片設計了世界上“第一件計算機程序”。她還建議分析機用二進制存儲。預言分析機能唱歌、繪畫。英國詩人拜倫的女兒1.1計算機的起源及發(fā)展歷程英國數(shù)學家巴貝1.1計算機的起源及發(fā)展歷程圖靈機：這個在當時看來是紙上談兵的簡單機器，隱含了現(xiàn)代計算機中“存儲程序”的基本思想。半個世紀以來，數(shù)學家們提出的各種各樣的計算模型都被證明是和圖靈機等價的。英國科學家阿蘭圖靈(理論計算機的奠基人1912-1954)控制器（含運算功能）可在紙帶上左右移動的讀寫頭，用于讀寫數(shù)據(jù)(輸入輸出設備)可無限延伸的紙帶。用于存儲程序和數(shù)據(jù)（存儲器）姚期智：2000年首位獲獎圖靈獎的華裔學者1.1計算機的起源及發(fā)展歷程圖靈機：這個在當時看來是紙上談1.1計算機的起源及發(fā)展歷程七十多年來，現(xiàn)代計算機基本結構仍然是“馮·諾依曼計算機”。美籍匈牙利數(shù)學家

馮諾依曼(計算機鼻祖)

計算機應由運算器、控制器、存儲器、

輸入設備和輸出設備五大部件組成；應采用二進制簡化機器的電路設計；采用“存儲程序”技術,以便計算機能保存和自動依次執(zhí)行指令。

馮·諾依曼：“如果不考慮巴貝奇、愛達和其他人早先提出的有關思想，計算機基本概念只能屬于阿蘭·圖靈”1.1計算機的起源及發(fā)展歷程七十多年來，現(xiàn)代計算機基本結構1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.1計算機的產生與發(fā)展1946年由美國賓夕法尼亞大學研制出世界上第一臺電子數(shù)字計算機，取名ENIAC。由此誕生了“第一個電子的大腦”ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator電子數(shù)字積分計算機重30噸，占地167m2，耗電150千瓦主要元件為電子管、繼電器，可保存80個字節(jié)，每秒鐘做5000次加減法或400次乘法運算。致命缺陷：沒有存儲程序。1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.1計算機的產生與發(fā)展1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

第一代計算機

1946－1958年以電子管為主要元件代表機型：ENIAC

第二代計算機

1958－1964年以晶體管為主要元件采用晶體管的第二代電子計算機IBM7090型1.1計算機的起源及發(fā)展歷程第一代計算機第二代計算機采1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

第四代計算機

1971年至今以大規(guī)模/超大集成電路為主要元件巨型機、大型機、小型機、微型機以及便攜機

未來的第五代計算機是智能計算機

第三代計算機

1964－1971年以集成電路為主要元件采用集成電路的第一臺電子計算機IBM360型電子技術的發(fā)展促進了電子計算機的更新?lián)Q代。1.1計算機的起源及發(fā)展歷程第四代計算機未來的第五代計1.1.2計算機的特點和分類運算速度快計算精度高存儲容量大具有邏輯判斷能力按照程序自動運行計算機特點1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.2計算機的特點和分類運算速度快計算精度高存儲容量大巨型機大型機小型機微型機工作站服務器嵌入式計算機按計算機規(guī)模分類1.1計算機的起源及發(fā)展歷程巨型機大型機小型機微型機工作站服務器嵌入式計算機按計算機規(guī)模1.1.3計算機的應用領域科學計算數(shù)據(jù)處理過程與實時控制人工智能計算機輔助設計與制造計算機應用領域遠程通信與網(wǎng)絡應用多媒體與虛擬現(xiàn)實電子商務、政務1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.3計算機的應用領域科學計算數(shù)據(jù)處理過程與實時控制人1.1.4未來計算機的發(fā)展趨勢

1、計算機正向巨型化、微型化、網(wǎng)絡化和智能化方向發(fā)展。①巨型化

存儲容量大、運算速度達每秒百萬億、千萬億次的巨型機是衡量一個國家科技實力的指標之一。

2009年，我國成功研制出每秒1206萬億次的“天河一號”超級計算機，成為繼美國之后世界上第二個能夠研制千萬億次計算機的國家。2013年，“天河二號”每秒33.86千萬億次，世界第一。美洲豹(美國)

走鵑(美國)

海妖(美國)

尤金(歐洲)

天河二號(中國)2013年全球超級計算機排行榜1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.4未來計算機的發(fā)展趨勢1、計算機正向巨型化、③網(wǎng)絡化

通過計算機網(wǎng)絡可共享遠程資源，實現(xiàn)通信和合作。②微型化

計算機不再是單一的計算機器，而是個人的信息機器。③網(wǎng)絡化通過計算機網(wǎng)絡可共享遠程資源，實④智能化

智能計算機將是一種具有類似于人的思維能力，能聽會說，能想會做，能代替人的體力勞動以及腦力勞動的智能機器人。

⑤多媒體化

利用計算機技術、通信技術、傳播技術綜合處理文本、圖像、圖形、聲音、視頻等。1.1計算機的起源及發(fā)展歷程④智能化智能計算機將是一種具1.1.4未來計算機的發(fā)展趨勢2.未來新型計算機

①量子計算機

可同時處在多個狀態(tài)，而不像傳統(tǒng)只能處于0或1的二進制狀態(tài)。1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.4未來計算機的發(fā)展趨勢①量子計算機

②生物計算機

芯片由蛋白質構成，運算速度快10萬倍，自身調節(jié)、自我修復、自我再生。

成為人體的一部分，會思考！1.1計算機的起源及發(fā)展歷程②生物計算機芯片由蛋白質構成，運算速度③光子計算機

光子取代電子，速度快、儲量大、抗干擾。

未來運算速度比目前超級計算機快1000-10000倍！1.1計算機的起源及發(fā)展歷程③光子計算機光子取代電子，速度快、儲量大作業(yè)

預習第一章其余章節(jié)作業(yè)預習第一章其余章節(jié)第1章

計算機基礎知識第1章

計算機基礎知識1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

計算機？1.1計算機的起源及發(fā)展歷程計算機？1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

20世紀以來人類最重大的科技發(fā)明當數(shù)電子數(shù)字計算機，計算機改變了人們傳統(tǒng)的工作和生活方式。1.1計算機的起源及發(fā)展歷程20世紀以來人類最重1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

法國物理學家帕斯卡(1623-1662)：在1642年發(fā)明了第一臺機械式加法機。該機由齒輪組成，靠發(fā)條驅動，用專用的鐵筆來撥動轉輪以輸入數(shù)字。

當時，19歲的帕斯卡為了幫助父親計算稅款，開始研究機械計算裝置，最后制成了手搖驅動的齒輪進位式計算器，可完成六位數(shù)字的加減法。

1.1計算機的起源及發(fā)展歷程法國物理學家帕1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

德國數(shù)學家萊布尼茨：在1673年發(fā)明了機械式乘除法器?；驹砝^承于帕斯卡的加法機，也是由一系列齒輪組成，但它能夠連續(xù)重復地做加減法，從而實現(xiàn)了乘除運算。據(jù)記載，萊布尼茲曾把自己的乘法機復制品送給康熙皇帝。

1.1計算機的起源及發(fā)展歷程德國數(shù)學家萊布尼茨1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

英國數(shù)學家巴貝奇：1822年，在歷經10年努力終于發(fā)明了“差分機”。它有3個齒輪式寄存器，可以保存3個5位數(shù)字，計算精度可以達到6位小數(shù)。巴貝奇試圖發(fā)明功能更好的通用計算機

——分析機，但最終失敗。

英國女數(shù)學家愛達(1815-1852)：巴貝奇的合作伙伴。她用穿孔卡片設計了世界上“第一件計算機程序”。她還建議分析機用二進制存儲。預言分析機能唱歌、繪畫。英國詩人拜倫的女兒1.1計算機的起源及發(fā)展歷程英國數(shù)學家巴貝1.1計算機的起源及發(fā)展歷程圖靈機：這個在當時看來是紙上談兵的簡單機器，隱含了現(xiàn)代計算機中“存儲程序”的基本思想。半個世紀以來，數(shù)學家們提出的各種各樣的計算模型都被證明是和圖靈機等價的。英國科學家阿蘭圖靈(理論計算機的奠基人1912-1954)控制器（含運算功能）可在紙帶上左右移動的讀寫頭，用于讀寫數(shù)據(jù)(輸入輸出設備)可無限延伸的紙帶。用于存儲程序和數(shù)據(jù)（存儲器）姚期智：2000年首位獲獎圖靈獎的華裔學者1.1計算機的起源及發(fā)展歷程圖靈機：這個在當時看來是紙上談1.1計算機的起源及發(fā)展歷程七十多年來，現(xiàn)代計算機基本結構仍然是“馮·諾依曼計算機”。美籍匈牙利數(shù)學家

馮諾依曼(計算機鼻祖)

計算機應由運算器、控制器、存儲器、

輸入設備和輸出設備五大部件組成；應采用二進制簡化機器的電路設計；采用“存儲程序”技術,以便計算機能保存和自動依次執(zhí)行指令。

馮·諾依曼：“如果不考慮巴貝奇、愛達和其他人早先提出的有關思想，計算機基本概念只能屬于阿蘭·圖靈”1.1計算機的起源及發(fā)展歷程七十多年來，現(xiàn)代計算機基本結構1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.1計算機的產生與發(fā)展1946年由美國賓夕法尼亞大學研制出世界上第一臺電子數(shù)字計算機，取名ENIAC。由此誕生了“第一個電子的大腦”ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator電子數(shù)字積分計算機重30噸，占地167m2，耗電150千瓦主要元件為電子管、繼電器，可保存80個字節(jié)，每秒鐘做5000次加減法或400次乘法運算。致命缺陷：沒有存儲程序。1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.1計算機的產生與發(fā)展1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

第一代計算機

1946－1958年以電子管為主要元件代表機型：ENIAC

第二代計算機

1958－1964年以晶體管為主要元件采用晶體管的第二代電子計算機IBM7090型1.1計算機的起源及發(fā)展歷程第一代計算機第二代計算機采1.1計算機的起源及發(fā)展歷程

第四代計算機

1971年至今以大規(guī)模/超大集成電路為主要元件巨型機、大型機、小型機、微型機以及便攜機

未來的第五代計算機是智能計算機

第三代計算機

1964－1971年以集成電路為主要元件采用集成電路的第一臺電子計算機IBM360型電子技術的發(fā)展促進了電子計算機的更新?lián)Q代。1.1計算機的起源及發(fā)展歷程第四代計算機未來的第五代計1.1.2計算機的特點和分類運算速度快計算精度高存儲容量大具有邏輯判斷能力按照程序自動運行計算機特點1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.2計算機的特點和分類運算速度快計算精度高存儲容量大巨型機大型機小型機微型機工作站服務器嵌入式計算機按計算機規(guī)模分類1.1計算機的起源及發(fā)展歷程巨型機大型機小型機微型機工作站服務器嵌入式計算機按計算機規(guī)模1.1.3計算機的應用領域科學計算數(shù)據(jù)處理過程與實時控制人工智能計算機輔助設計與制造計算機應用領域遠程通信與網(wǎng)絡應用多媒體與虛擬現(xiàn)實電子商務、政務1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.3計算機的應用領域科學計算數(shù)據(jù)處理過程與實時控制人1.1.4未來計算機的發(fā)展趨勢

1、計算機正向巨型化、微型化、網(wǎng)絡化和智能化方向發(fā)展。①巨型化

存儲容量大、運算速度達每秒百萬億、千萬億次的巨型機是衡量一個國家科技實力的指標之一。

2009年，我國成功研制出每秒1206萬億次的“天河一號”超級計算機，成為繼美國之后世界上第二個能夠研制千萬億次計算機的國家。2013年，“天河二號”每秒33.86千萬億次，世界第一。美洲豹(美國)

走鵑(美國)

海妖(美國)

尤金(歐洲)

天河二號(中國)2013年全球超級計算機排行榜1.1計算機的起源及發(fā)展歷程1.1.4未來計算機的發(fā)展趨勢1、計算機正向巨型化、③網(wǎng)絡化