計算機(jī)導(dǎo)論課件第一章

計算機(jī)導(dǎo)論計算機(jī)科學(xué)之美構(gòu)建計算機(jī):思想和技術(shù)之美強大而非萬能:概念之美數(shù)字化:0、1世界之美讓世界變小變平:觀念之美目錄第2章計算機(jī)的組成第3章從機(jī)器語言到多媒體第4章信息系統(tǒng)第5章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第6章計算機(jī)科學(xué)第1章計算機(jī)的發(fā)展史第1章計算機(jī)的發(fā)展史1.1計算機(jī)的起源

古人曰：“運籌于帷幄之中，決勝于千里之外?！被I策又叫算籌,它是中國古代普遍采用的一種計算工具。公元前500年，中國南北朝時期的數(shù)學(xué)家祖沖之，借用算籌作為計算工具，成功地將圓周率計算到小數(shù)點后的第七位。

中國古代發(fā)明的珠算盤，直到今天，它仍然是許多人鐘愛的“計算機(jī)”。對世界數(shù)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。

17世紀(jì)初，計算工具在西方呈現(xiàn)出較快的發(fā)展，首先創(chuàng)立對數(shù)概念英國數(shù)學(xué)家納皮爾（J.Napier），發(fā)明了一種工具，即后來被人們稱為“納皮算籌”的器具。英國牧師奧卻德（W.Oughtred）發(fā)明了圓盤型對數(shù)計算尺，后改進(jìn)成兩根相互滑動的直尺狀。在工程計算領(lǐng)域計算尺不僅能做加減乘除、乘方、開方，甚至可以計算三角函數(shù)、指數(shù)和對數(shù)，它一直使用到袖珍計算器面世為止。

機(jī)械計算機(jī)由法國的帕斯卡（B.Pascal）發(fā)明出來。帕斯卡設(shè)計的計算機(jī)是由一系列齒輪組成而用發(fā)條做為動力的裝置，這種機(jī)器只能夠做6位加法和減法。然而，即使只做加法也有個“逢十進(jìn)一”的進(jìn)位問題。

這稱為“人類有史以來第一臺計算機(jī)”，后來人們?yōu)榱思o(jì)念它將一種計算機(jī)的高級語言命名為“PASCAL”。

巴貝奇的第一個目標(biāo)是制作一臺“差分機(jī)”。快速編制不同函數(shù)的數(shù)學(xué)用表。他整整用了10年的時間，于1822年完成了第一臺差分機(jī)，可以處理3個不同的5位數(shù)，計算精度達(dá)到6位小數(shù)，當(dāng)即就演算出了好幾種函數(shù)表來。同時間接指出了計算機(jī)的五個部分，同時產(chǎn)生第一個程序員——愛達(dá)·奧古斯塔（AdaAugusta）1.2.1圖靈和圖靈機(jī)1.2現(xiàn)代計算機(jī)的誕生

現(xiàn)代計算機(jī)孕育于英國、誕生于美國、并成長遍布于全世界。所謂“現(xiàn)代”是指利用先進(jìn)的電子技術(shù)代替機(jī)械或機(jī)電技術(shù)。現(xiàn)代計算機(jī)經(jīng)歷了60多年的發(fā)展（從1945年至今），其中最重要的代表人物是英國科學(xué)家艾蘭·圖靈（A.M.Turing）和美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼（VonNeumann），他們?yōu)楝F(xiàn)代計算機(jī)科學(xué)奠定了基礎(chǔ)。圖靈對現(xiàn)代計算機(jī)的主要貢獻(xiàn)有兩個：（1）建立圖靈機(jī)（Turingmachine）理論模型；（2）提出定義機(jī)器智能的圖靈測試(Turingtest）。

1936年圖靈發(fā)表了一篇論文：《論可計算的數(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?，F(xiàn)在人們就把這個模型機(jī)稱為圖靈機(jī)，縮寫為TM。TM由一個處理器P、一個讀寫頭W/P和一條存儲帶M組成。P

W/P

B

11

1

1B1

B

M

……

其中，M是一個無限長的帶，被分成一個個單元，從最左單元開始，向右延伸直至無窮。P是一個有限狀態(tài)控制器，能使W/R左移或右移，并且能對M上的符號進(jìn)行修改或讀出。

那么，圖靈機(jī)怎樣進(jìn)行運算呢？例如做加法3+2=？開始先把最左單元放上特殊的符號B，表示分割空格，它不屬于輸入符號集。然后寫上3個“1”，用B分割后再寫上2個1”，接著在再填一個B，相加時，只要把中間的B修改為“1”，而把最左邊的“1”修改為B，于是機(jī)器把兩個B之間的“1”讀出就得到3+2=5。由于計算過程的直觀概念可以看成是能用機(jī)器實現(xiàn)的有限指令序列，所以圖靈機(jī)已被認(rèn)為是過程的形式定義。

1950年他發(fā)表了另一篇著名論文：《計算機(jī)器與智能》。指出如果一臺機(jī)器對于質(zhì)問的響應(yīng)與人類做出的響應(yīng)完全無法區(qū)別，那么這臺機(jī)器就具有智能。這一論斷稱為圖靈測試，它奠定了人工智能理論的基礎(chǔ)。

必須強調(diào)指出，圖靈并不只是一位純粹抽象的數(shù)學(xué)家，他還是一位擅長電子技術(shù)的工程專家，二次大戰(zhàn)期間，他是英國破譯密碼小組的主要成員。他設(shè)計制造的破譯機(jī)Bombe實質(zhì)就是一臺采用繼電器的高速計算裝置。圖靈以獨特的思想創(chuàng)造的破譯機(jī)，一次次成功地破譯了德國法西斯的密碼電文。為紀(jì)念圖靈的理論成就，美國計算機(jī)協(xié)會（ACM）專門設(shè)立了圖靈獎。從1966年至今已有30多位各國第一流的計算機(jī)科學(xué)家獲得此項殊榮，成為計算機(jī)學(xué)術(shù)界的最高成就獎。1.2.2第一臺電子數(shù)字計算機(jī)ENIACENIAC是電子數(shù)值積分計算機(jī)（TheElectronicNumericalIntegratorandComputer）的編寫。

1943年，二次世界大戰(zhàn)關(guān)鍵時期，美國因新式火炮設(shè)計需要運算速度更快的計算機(jī)，賓州大學(xué)莫爾學(xué)院莫奇萊教授和他的學(xué)生?？颂夭┦坑密姺教峁┑?8萬美元設(shè)計完成.1.2.3馮·諾依曼

馮·諾依曼1903年出生，1921年至1925年他先后在柏林和蘇黎世學(xué)習(xí)化學(xué)，1926年獲得蘇黎世化學(xué)工程文憑和布達(dá)佩斯數(shù)學(xué)博士證書。1930年他以客座講師身份到美國普林斯頓大學(xué)講學(xué)，次年應(yīng)聘為普林斯頓大學(xué)教授。

馮·諾依曼介入ENIAC的工作是偶然的。馮·諾依曼到達(dá)莫爾學(xué)院計算機(jī)研究實驗室看了研制中的計算機(jī)之后，提的第一個問題就是這臺計算機(jī)的邏輯裝置和結(jié)構(gòu)，而這正是莫克利等人所謂判別真正的天才的標(biāo)志。馮·諾依曼對ENIAC機(jī)不足之處進(jìn)行認(rèn)真分析，并討論全新的存儲程序的通用計算機(jī)方案。當(dāng)軍方要求比ENIAC性能更好的計算機(jī)時，他便提出EDVAC（埃德瓦克）方案。1946年6月馮·諾依曼與戈德斯坦（H.Goldstine）等發(fā)表了《電子計算機(jī)裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探》的論文，成為EDVAC的設(shè)計基礎(chǔ)。

1952年完成了EDVAC機(jī)的建造工作，并投入運行，用于核武器的理論計算。

EDVAC是電子離散變量計算機(jī)的縮寫。它的主要改進(jìn)有兩點：一是為了充分發(fā)揮電子元件的高速性能而采用了二進(jìn)制；二是把指令和數(shù)據(jù)都存儲起來，讓機(jī)器能自動地執(zhí)行程序。由于它利用水銀延時線作主存，用磁鼓作輔存，其運算速度比ENIAC提高了240倍。1.2.4UNIVAC迎來計算機(jī)時代

為什么通常認(rèn)為計算機(jī)時代是從1951年6月開始的?計算機(jī)時代的兩個主要標(biāo)志：（1）計算機(jī)從實驗室走向社會，作為商品交付客戶使用；（2）計算機(jī)從單純軍事用途的計算進(jìn)入公眾領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理，引進(jìn)強烈的社會反響。

UNIVAC（尤尼瓦克）捷足先登，成了這一時代角色。UNIVAC是通用自動計算機(jī)的縮寫。它的設(shè)計師是ENIAC的主要研制者莫奇萊和?？颂亍?951年6月14日第一臺UNIVAC交付美國人口統(tǒng)計局使用。它不僅為人口普查服務(wù)，還投入當(dāng)時正在進(jìn)行的總統(tǒng)競選的統(tǒng)計分析工作。在投票結(jié)束剛2小時，它分析了5%的選票后就預(yù)告了艾森豪威爾將當(dāng)選下屆總統(tǒng)。這條又快又準(zhǔn)的消息披露后，在西方引起轟動。輿論普遍贊賞計算機(jī)的強大功能，新聞媒介則紛紛報導(dǎo)：“世界已經(jīng)進(jìn)入計算機(jī)時代”。1.3現(xiàn)代計算機(jī)的誕生

一般說來，計算機(jī)年代劃分的原則有：

⑴

按照計算機(jī)采用的電子器件來劃分通常分為：電子管、晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路（VLSI）或微處理器等四代。

⑵

結(jié)合具有里程碑意義的典型計算機(jī)來劃分根據(jù)它的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益來衡量。⑶考慮計算機(jī)系統(tǒng)的全面技術(shù)水平來劃分不只從使用的電子器件，或者只從硬件實現(xiàn)來考慮；還要從存儲設(shè)備、輸入輸出裝置，特別是軟件配置情況來評價。通過全面的考慮，我們才會從年代學(xué)的研究中找到對系統(tǒng)發(fā)展有積極意義的歷史借鑒。應(yīng)當(dāng)指出，計算機(jī)劃分的作法已經(jīng)擴(kuò)展到它的各個分支領(lǐng)域。例如微處理器可以分為幾代，存儲器也可以分為幾代，操作系統(tǒng)可以分為幾代，數(shù)據(jù)庫也可以分為幾代。1.3.1第一代計算機(jī)

第一代計算機(jī)（1951—1958）的特點是：

⑴采用電子管代替機(jī)械齒輪或電磁繼電器作開關(guān)元件，但它仍然笨重，而且產(chǎn)生很多熱量。既容易損壞。

⑵

采用二進(jìn)制代替十進(jìn)制，即所有指令與數(shù)據(jù)都用“1”與“0”表示，分別對應(yīng)于電子器件的“接通”與“關(guān)斷”。這就是機(jī)器可以理解的語言，

⑶程序可以存儲，這使通用計算機(jī)成為可能。但最初使用水銀延遲線或靜電存儲管，容量很小。后來使用了磁鼓、磁芯，有了很大改進(jìn)。

⑷輸入輸出裝置主要用穿孔卡，速度很慢。

UNIVAC—I是第一代計算機(jī)的代表。在它前后一批著名機(jī)器成了開創(chuàng)性的第一代計算機(jī)族。是：ABC；ENIAC；IAS；EDVAC；ACE；EDSAC；Whirlwind；IBM701，702，704，705，650等。

1952年IBM生產(chǎn)的第一臺用于科學(xué)計算的大型機(jī)IBM701問世。它的字長36位，使用了4000個電子管和12000個鍺晶體二極管，運算速度為每秒2萬次。采用靜電存儲管作主存，容量為2048字，并用磁鼓作輔存。第一代電子計算機(jī)中使用的磁鼓

50年代存儲技術(shù)的重大革新是磁芯存儲器的出現(xiàn)，它產(chǎn)生在美國麻省理工學(xué)院。

磁芯是用鐵氧體磁性材料制成的小環(huán)，外徑小于1毫米，所以磁心尺寸只有小米粒大小。該材料有矩形磁滯回線當(dāng)激磁電流方向不同時會產(chǎn)生兩種剩磁狀態(tài)，因此一個磁芯可存儲一個二進(jìn)制數(shù)（1，0）,一個4K字存儲器每字為48位，那就需要4096×48=196608顆磁芯。它們被組裝在磁芯板上。

第二代計算機(jī)（1959—1964）的特點是：⑴用晶體管代替了電子管。晶體管有一系列優(yōu)點：體積小、重量輕；發(fā)熱少、耗電?。凰俣瓤?、功能強；價格低、壽命長。⑵普遍采用磁芯存儲器作主存，并且采用磁盤與磁帶作輔存。使存儲容量增大，可靠性提高，為系統(tǒng)軟件的發(fā)展創(chuàng)造了條件。⑶作為現(xiàn)代計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的許多意義深遠(yuǎn)的特性相繼出現(xiàn)，例如變址寄存器、浮點數(shù)據(jù)表示、間接尋址、中斷、I/O處理機(jī)等。

⑷編程語言在發(fā)展。先是用匯編語言代替了機(jī)器語言。接著又發(fā)展了高級語言如:FORTRAN、COBOL。⑸應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。除了以批處理方式進(jìn)行科學(xué)計算外，開始進(jìn)入實時的過程控制和數(shù)據(jù)處理.1.3.2第二代計算機(jī)

晶體管是1948年美國貝爾電話實驗室的三位物理學(xué)家巴丁（J.Bardeen）、布拉坦（W.Brattain）、肖克萊（W.Shockley）發(fā)明的。由于這項影響深遠(yuǎn)的發(fā)明，他們榮獲了1956年諾貝爾物理獎。1954年貝爾實驗室制成第一臺晶體管計算機(jī)TRADIC，它使用了800個晶體管。1955年全晶體管計算機(jī)UNIVAC—Ⅱ問世。但是，它們都沒有成為第二代計算機(jī)的主流產(chǎn)品。

第二代計算機(jī)主流產(chǎn)品是IBM7000系列。1958年IBM推出大型科學(xué)計算機(jī)7090，實現(xiàn)了晶體管化。采用了存取周期為2.18微秒的磁芯存儲器、每臺容量為1MB的磁鼓、每臺容量為28MB的固定磁盤，并配置了FORTRAN等高級語言。

美國50年代生產(chǎn)的IBM7041960年美國貝思勒荷姆鋼廠成為第一家利用計算機(jī)處理定貨、管理庫存、并進(jìn)行實時生產(chǎn)過程控制的公司。

1963年俄克拉荷馬日報成為第一份利用計算機(jī)編輯排版的報紙。

1964年美國航空公司建立了第一個實時訂票系統(tǒng)，計算機(jī)應(yīng)用的革命正在開始。1.3.3第三代計算機(jī)

第三代計算機(jī)（1965—1970）的特點是：⑴用集成電路（IntegratedCircuit，IC）取代了晶體管。最初是小規(guī)模集成電路（SSI），后來是大規(guī)模集成電路（LSI）。IC的體積更小，耗電更省，功能更強，壽命更長。⑵用半導(dǎo)體存儲器淘汰了磁芯存儲器。存儲容量大幅度提高，為建立存儲體系與存儲管理創(chuàng)造了條件。

⑶

普遍采用了微程序設(shè)計技術(shù)，為確立富有繼承性的體系結(jié)構(gòu)發(fā)揮了重要作用。三代機(jī)為計算機(jī)走向系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化作出了貢獻(xiàn)。

⑷

系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件都有很大發(fā)展。由于用戶通過分時系統(tǒng)的交互作用方式來共享計算機(jī)資源，因此操作系統(tǒng)在規(guī)模和復(fù)雜性方面都有很快發(fā)展，為了提高軟件質(zhì)量，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計方法。

⑸為了滿足中小企業(yè)與機(jī)構(gòu)日益增多的計算機(jī)應(yīng)用，在第三代計算機(jī)期間，出現(xiàn)了第一代小型計算機(jī)如DEC的PDP—8.

第三代計算機(jī)主流產(chǎn)品是IBM/360。

1964年4月7日IBM公布了360系統(tǒng)，成為計算機(jī)發(fā)展史上的一個重要里程碑。IBM公司為此投資50億美元，到1965年360系統(tǒng)的各種型號陸續(xù)投入市場，共售出33000臺，這促使大多數(shù)早先的商用計算機(jī)被廢棄，對計算機(jī)工業(yè)產(chǎn)生了相當(dāng)大的沖擊。IBM的成功與它的市場戰(zhàn)略正確有關(guān)。它從一開始就面向商業(yè)、面向產(chǎn)品、面向服務(wù)。人們常稱IBM為“BigBlue”，即“蘭色巨人”。一方面反映它實力雄厚，另一方面也是服務(wù)周到的寫照，它的工作人員身穿蘭色西服為用戶“上門服務(wù)”。1.3.4第四代計算機(jī)

第四代計算機(jī)（1971至今）的特點是：⑴用微處理器或超大規(guī)模集成電路VISI（VeryLargeScaleIntegration）取代普通集成電路。⑵從計算機(jī)系統(tǒng)本身來看，在這期間存儲容量進(jìn)一步擴(kuò)大；輸入采用了OCR與條形碼；輸出采用了激光打印機(jī)；光盤的引進(jìn)；新的編程語言Pascal、Ada的使用。所有這些還只是進(jìn)化性的發(fā)展，而不是革命性的變化。

⑶微型計算機(jī)（microcomputer）異軍突起，席卷全球，觸發(fā)了計算技術(shù)由集中化向分散化轉(zhuǎn)化的大變革.

⑷

數(shù)據(jù)通信、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式處理有了很大的發(fā)展。計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合正改變著世界的技術(shù)經(jīng)濟(jì)面貌。

⑸

由于特殊應(yīng)用領(lǐng)域的需求，在并行處理與多處理領(lǐng)域正積累著重要的經(jīng)驗，為未來的技術(shù)突破創(chuàng)造著條件。

Intel（英特爾）公司于1968年成立。次年，以年青的霍夫（M.Hoff）博士為首，建立了為一家日本公司設(shè)計袖珍計算器芯片的小組。1971年第一代微處理器4位芯片Intel4004問世，它在4.2×3.2mm2的硅片上集成了2250個晶體管組成的電路，其功能竟與ENIAC相仿。1972年推出第二代微處理器8位芯片Intel8008，1974年推出后繼產(chǎn)品8080。1975年Altair公司利用這種芯片制成了微型計算機(jī)。四代機(jī)的主流產(chǎn)品是1979年IBM推出的4300系列、3080系列以及1985年的3090系列。它功能得到進(jìn)一步的加強，例如虛擬存儲、數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)管理、圖像識別、語言處理等.1.4微型計算機(jī)的發(fā)展

在第四代計算機(jī)中，微型計算機(jī)無疑發(fā)展最快的，普及最廣泛的。微型機(jī)使計算機(jī)從實驗室、專門機(jī)房走到辦公室、家庭、公共場所。正是微型機(jī)的發(fā)展和相應(yīng)的圖形化軟件的發(fā)展，才使計算機(jī)從專業(yè)人員走向廣大用戶。

1.4.1第一個微處理芯片和第一臺微型機(jī)

1971年1月，以霍夫為首的研制小組，完成了世界上第一個微處理器芯片。在3×4mm面積上集成晶體管2250個，每秒運算速度達(dá)6萬次。它意味著電腦CPU已經(jīng)縮微成一塊集成電路，意味著“芯片上的電腦”誕生。第一塊微處理器芯片已屬大規(guī)模集成電路范疇。英特爾公司命名它為4004。

4004芯片

1972年4月，霍夫小組研制出另一型號的微處理器8008。在做了少許改進(jìn)后，1975年又推出有史以來最成功的8位微處理器8080。8080集成了約4800個晶體管，每秒執(zhí)行29萬條指令。

8080型微處理器正式投放市場是在1974年，這種芯片及其仿制品后來共賣掉數(shù)以百萬計，引發(fā)了洶涌澎湃的微電腦熱潮。在英特爾公司帶動下，1975年，摩托羅拉公司也宣布推出8位微處理器6800。1976年，霍夫研制小組的費根，在硅谷組建了Zilog公司，同時宣布研制成功8位微處理器Z-80。從此，可以放在指尖上的芯片電腦全方位地改變了世界。

愛德華·羅伯茨開了一家“微型儀器與自動測量系統(tǒng)公司他以每塊75美元價格向英特爾購到8080微處理器，組裝了一臺很小的機(jī)器,命名為“牛郎星”。這就是世界上第一臺用微處理器裝配的微型計算機(jī)。這種機(jī)器在金屬制成的小盒內(nèi)，裝進(jìn)兩塊集成電路，一塊8080芯片，另一塊存儲器，僅有256B。用手撥動面板上8個開關(guān)輸入程序；幾排燈泡的明暗表示計算結(jié)果。1.4.2車庫里的”蘋果”

1976年，美國硅谷“家釀電腦俱樂部”的兩位同名青年，史蒂夫·喬布斯（S.Jobs）和史蒂夫·沃茲奈克（S.Wozniak），在汽車庫里“釀造”出一家聞名全球的電腦公司，從而發(fā)動了一場轟動電腦業(yè)界的“車庫革命”。

1975年，由于無錢購買“牛郎星”電腦，沃茲奈克只得用較便宜的6502微處理器裝配了一部。這臺電腦嚴(yán)格地講只是裝在木箱里的一塊電路板，但有8K存儲器，能顯示高分辨率圖形。俱樂部成員紛紛提出要訂購這種機(jī)器。喬布斯敏銳地看到了商機(jī)，他賣掉自己汽車，共湊了1300元創(chuàng)業(yè)資金。就在喬布斯家里的汽車庫里，為了紀(jì)念喬布斯當(dāng)年在蘋果園打工的歷史，公司取名蘋果（Apple），標(biāo)志是一個被咬了一口的蘋果，因為“咬”（Bite）與“字節(jié)”（Byte）同音。他們生產(chǎn)的第一款微型計算機(jī)也就命名為“蘋果I”（AppleI）。1978年初又增加了磁盤驅(qū)動器。這種電腦達(dá)到當(dāng)時微型電腦技術(shù)的最高水準(zhǔn)，喬布斯命名它為“蘋果Ⅱ”（AppleⅡ）。

1977年4月，蘋果Ⅱ在舊金山計算機(jī)交易會第一次公開露面，售價僅1298美元，造成意想不到的轟動。從此，蘋果Ⅱ大量走進(jìn)了學(xué)校、機(jī)關(guān)、企業(yè)、商店和家庭，為領(lǐng)導(dǎo)時代潮流的個人計算機(jī)鋪平了道路。隨著蘋果計算機(jī)帶來的巨大收益，這家公司在短短5年時間內(nèi)創(chuàng)造了神話般的奇跡。1976年，公司營業(yè)額超過20萬美元；5年之后，營業(yè)額竟躍升至10億美元，跨進(jìn)美國最大500家公司的行列。喬布斯頭成為美國最年輕的百萬富翁。1.4.3個人計算機(jī)新紀(jì)元

1981年IBM公司推出了它的個人計算機(jī)PC，人類社會從此跨進(jìn)個人計算機(jī)新紀(jì)元。為了讓IBM擁有“蘋果計算機(jī)”，IBM公司下令在邁阿密建立一個“國際象棋”專案小組，一年內(nèi)開發(fā)出自己的機(jī)器。

IBM實行“開放”政策。他們決定采用英特爾8088微處理器作為該計算機(jī)的中樞，同時委托獨立軟件公司為它配置各種軟件。經(jīng)反復(fù)斟酌，IBM公司決定把新機(jī)器命名為“個人計算機(jī)”，即IBMPC。

1981年8月12日，IBM在宣布IBMPC個人計算機(jī)出世，它把過去一個大型電腦機(jī)房的全套裝置統(tǒng)統(tǒng)搬到個人的書桌上。就在1982年內(nèi)，IBMPC機(jī)賣出了25萬臺。IBMPC誕生不僅掀起了個人計算機(jī)的大普及，而且導(dǎo)致了軟件工業(yè)的興旺。其中，受益最大的是微軟公司。早在1969年，美國西雅圖湖濱中學(xué)8年級學(xué)生比爾·蓋茨（B.Getes）和他高班同學(xué)保羅·艾倫

（P.Allen），在學(xué)校唯一臺PDP-10小型計算機(jī)終端上，設(shè)計出第一個軟件“三連棋”游戲。

1974年12月，保羅·艾倫在報亭上偶爾發(fā)現(xiàn)《大眾電子》配發(fā)的“牛郎星”照片，立即找到已經(jīng)考入哈佛大學(xué)學(xué)法律的比爾·蓋茨，共同為“牛郎星”研制出配套的BASIC軟件。這種軟件后來竟賣出了100萬套。

在BASIC軟件成功的鼓舞下，1975年7月，19歲的比爾·蓋茨走出人生中最關(guān)鍵的一步。他毅然放棄只差一年就到手的哈佛學(xué)位，與保羅·艾倫一起在阿爾伯克基市豎起“微軟公司”的旗幟?！拔④洝保∕icrosoft）取自于“微型”和“軟件”二字，專門從事微電腦軟件開發(fā)。比爾·蓋茨為只有6名員工的小公司定下雄心勃勃的目標(biāo)：每個家庭每張桌上都有一部電腦運行微軟的軟件。

1980年，當(dāng)IBM“國際象棋”專案組需要為PC電腦配套操作系統(tǒng)軟件時，找到了微軟公司，比爾·蓋茨想起了西雅圖軟件天才帕特森（T.Paterson）曾編寫過一個QDOS軟件，微軟公司購買到QDOS版權(quán)，并且在帕特森幫助下，完成了這件影響深遠(yuǎn)的磁盤操作系統(tǒng)MS-DOS軟件。

MS-DOS伴隨IBMPC電腦出征，由于所有PC個人電腦（包括其他廠商生產(chǎn)的兼容機(jī)）都需要安裝MS-DOS，其用戶后來竟超過3000萬，歷史上從來沒有哪個軟件能夠達(dá)到如此龐大的用戶數(shù)。

1.4.4軟件與硬件交替發(fā)展

英特爾公司沒有停止前進(jìn)的步伐，386剛剛上市，便研制下一代芯片486芯片不僅要保持兼容性，而且必須創(chuàng)新，原定兩年半的時間被推遲了兩個月。1989年2月推出了486產(chǎn)品。該芯片集成了120萬只晶體管，功能相當(dāng)于當(dāng)時的一臺大型主機(jī)，速度比4004快了50倍。1989年4月，英特爾公司在拉斯維加斯電腦大展上首度發(fā)表486，標(biāo)志著PC電腦從此進(jìn)入486時代。

1987年在半導(dǎo)體行業(yè)僅排名第十的英特爾公司，由于堅持在微處理器領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，終于在1992年超過日本NEC公司，攀上全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的首位。歷史進(jìn)入到九十年代初，微處理器再次加快升級換代的速度。為了防止商標(biāo)被人摹仿，從第五代（P5）開始，英特爾公司將新研制的芯片更名為“奔騰”（Pentium）。

1993年5月，“奔騰”微處理器在一個小型記者招待會上首次發(fā)表，英特爾打出“送你一顆奔馳的芯”大幅廣告?！氨简v”芯片集成了310萬枚晶體管，數(shù)目大大超過486芯片的120萬枚，每個元件的寬度只有0.8微米，大約是一根頭發(fā)的百分之一，電腦業(yè)從此進(jìn)入“奔騰時代”。一年半后，英特爾公司推出“奔騰Ⅱ”處理器，實現(xiàn)了0.25微米新工藝，它內(nèi)置多媒體（MMX）功能，集數(shù)據(jù)、音頻、視頻、圖形、通信于一體。微處理器遵照“摩爾定律”，集成的元件數(shù)目以每18個月翻一番的進(jìn)程，默默走過了20余年。如果走進(jìn)英特爾公司博物館，人們可以清晰地觀看到它的生產(chǎn)過程和它的發(fā)展足跡。從第一代4004到第8代Pentium4，芯片的集成度增加了2400倍，速度提高了5000倍。至1995年，全世界用作電腦“心臟”的微處理器產(chǎn)量已達(dá)2億4千萬個；用作電器控制的微處理器產(chǎn)量高達(dá)30億個。

英特爾微處理器的更新?lián)Q代，也給微軟公司視窗軟件升級帶來契機(jī)。從開始的DOS1.0，到DOS6.22，從字符界面到圖形化界面，1990年在當(dāng)時的386上推出了Windows操作系統(tǒng)，1995年，世界范圍出現(xiàn)了迎接“視窗95”（Windows95）的熱潮。比爾·蓋茨在其好友、股票大王巴菲特（W.Buffett）建議下，不惜以1200萬美元買到英國“滾石”搖滾樂團(tuán)“啟動我”原創(chuàng)歌曲，于8月24日召召開發(fā)布會。30多個國家500多位報刊記者和數(shù)十位電視臺的節(jié)目主持人，各軟件公司代表和電腦經(jīng)銷商近萬人趕來參加視窗95的盛會。

實際上每當(dāng)英特爾推出一款新的微處理器，微軟公司也推出一款新的操作系統(tǒng)，包括Windows95、Windows98、WindowsMe、Windows2000、WindowsXP每一款在功能上都有一定的進(jìn)步，但對機(jī)器性能要求也高了，以刺激用戶的購買欲，同時推動個人計算機(jī)的發(fā)展。據(jù)說PC機(jī)市場的60%利潤被Wintel聯(lián)盟獲得。由于視窗95的成功銷售，微軟公司已經(jīng)控制了個人電腦操作系統(tǒng)90%以上的市場，比爾·蓋茨第二次登上美國《財富》雜志全球富豪排行榜榜首。當(dāng)之無愧是知識經(jīng)濟(jì)開始到來的標(biāo)志。1.4.5我國計算機(jī)的發(fā)展

自從1946年世界上第一臺數(shù)字電子計算機(jī)在美國誕生以來，與計算機(jī)最鄰近領(lǐng)域的數(shù)學(xué)和物理界的泰斗，世界數(shù)學(xué)大師華羅庚教授和中國原子能事業(yè)的奠基人錢三強教授，就十分關(guān)注這一新技術(shù)如何在國內(nèi)發(fā)展。從1951年起，積極推動將發(fā)展計算機(jī)列入國家的12年發(fā)展規(guī)劃。1956年8月25日我國第一個計算技術(shù)研究機(jī)構(gòu)——中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所籌備委員會成立，華羅庚任主任。這就是我國計算技術(shù)研究機(jī)構(gòu)的搖籃。

1958年由七機(jī)部研制的中國第一臺數(shù)字電子計算機(jī)103機(jī)(定點32二進(jìn)制位，每秒2500次)交付使用.

總參研制的中國第一臺大型數(shù)字電子計算機(jī)104機(jī)(浮點40二進(jìn)制位，每秒1萬次)在1959年也交付使用，在104機(jī)上中國第一個自行設(shè)計的編譯系統(tǒng)在1961年試驗成功(Fortran型)。

1967年自行設(shè)計了專為“兩彈一星”服務(wù)的計算機(jī)——大型晶體管計算機(jī)109乙(浮點32二進(jìn)制位，每秒6萬次)供核彈研究用和七機(jī)部供火箭研究用，它們的使用時間長達(dá)15年，被譽為“功勛計算機(jī)”，是中國第一臺具有分時、中斷系統(tǒng)和管理程序的計算機(jī)，同時中國第一個自行設(shè)計的管理程序（操作系統(tǒng)的前身）就是在它上面建立的。

1983年，國防科技大學(xué)研制成功運算速度每秒上億次的“銀河-I”巨型機(jī)，這是我國高速計算機(jī)研制的一個重要里程碑。

1983年，電子工業(yè)部計算機(jī)管理局研制成功與IBMPC機(jī)兼容的長城0520CH微機(jī)。同時電子部六所開發(fā)成功微機(jī)漢字軟件CCDOS，是我國第一套與IBMPC-DOS兼容的漢字磁盤操作系統(tǒng)。

1991年，新華社、科技日報、經(jīng)濟(jì)日報正式啟用漢字激光照排系統(tǒng)(中國計算機(jī)科學(xué)家——王選所領(lǐng)導(dǎo)的科研集體研制出的漢字激光照排系統(tǒng))被譽為“漢字印刷術(shù)的第二次發(fā)明”。

1994年中關(guān)村地區(qū)教育與科研示范網(wǎng)絡(luò)(NCFC)完成了與Internet的全功能IP連接，從此，中國正式被國際上承認(rèn)是接入Internet的國家。

1997年，國防科大研制成功“銀河-III”百億次并行巨型計算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)綜合技術(shù)達(dá)到90年代中期國際先進(jìn)水平。

1989年7月金山公司的WPS軟件問世，它填補了我國計算機(jī)字處理軟件的空白該軟件至今在國內(nèi)還有一定的影響。

2002年8月“龍芯1號”的問世結(jié)束了我國不生產(chǎn)CPU的“空芯化”歷史。作為一款64位的通用芯片，2004年推出的“龍芯2號”樣機(jī)上能運行完整的64位中文Linux操作系統(tǒng)。曙光公司推出完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“龍騰”服務(wù)器，龍騰服務(wù)器采用了“龍芯-1”CPU，采用了曙光公司和中科院計算所聯(lián)合研發(fā)的服務(wù)器專用主板，采用曙光Linux操作系統(tǒng)，該服務(wù)器是國內(nèi)第一臺完全實現(xiàn)自有產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在國防、安全等部門將發(fā)揮重大作用。

2005

年5月，聯(lián)想完成收購IBM全球PC業(yè)務(wù)（包括IMB筆記本和臺式機(jī)業(yè)務(wù)合并后的新聯(lián)想將以130億美元的年銷售額一躍成為全球第三大PC制造商。使我國計算機(jī)產(chǎn)業(yè)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

2005年8月5日國內(nèi)最大搜索引擎百度公司股票在美國Nasdaq市場掛牌交易.

2005年8月11日、阿里巴巴收購雅虎中國。這是中國互聯(lián)網(wǎng)史上最大的一起并購案。1.5計算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展

計算機(jī)所以迅速發(fā)展，其生命力在于它的廣泛應(yīng)用。最早設(shè)計計算機(jī)的目的是用于軍事方面的科學(xué)計算，而當(dāng)制造完成后，由于它的無比的優(yōu)越性，就開始用于其它領(lǐng)域。第一臺商用計算機(jī)就被用于“圣經(jīng)”的文字處理。不久就在銀行用于信息處理。目前，計算機(jī)的應(yīng)用范圍幾乎涉及人類社會的所有領(lǐng)域：從國民經(jīng)濟(jì)各部門到個人家庭生活，從軍事部門到民服務(wù)部門，從科學(xué)教育到文化藝術(shù)，從生產(chǎn)領(lǐng)域到消費娛樂，無一不是計算機(jī)應(yīng)用的天下，對于這么多的應(yīng)用，這里不可能一一介紹，下面歸納成七個方面來敘述。1.5.1科學(xué)計算

科學(xué)研究和工程技術(shù)計算領(lǐng)域，是計算機(jī)應(yīng)用最早的領(lǐng)域，也是應(yīng)用得較早、較廣泛的領(lǐng)域。例如數(shù)學(xué)、化學(xué)、原子能、天文學(xué)、地球物理學(xué)、生物學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的研究，以及航天飛行、飛機(jī)設(shè)計、橋梁設(shè)計、水力發(fā)電、地質(zhì)找礦等方面的大量計算都要用到計算機(jī)。利用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計算，可以節(jié)省大量時間、人力和物力。計算機(jī)在科學(xué)計算和工程設(shè)計中的應(yīng)用，不僅減輕了大量繁瑣的計算工作量，更重要的是，使得一些以往無法解決、無法及時解決或無法精確解決的問題得到圓滿的解決。1.5.2自動控制

自動控制是涉及面極廣的一門學(xué)科，應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)、國防以至我們的日常生活等各個領(lǐng)域。特別是有了體積小、價廉可靠的微型計算機(jī)和單片機(jī)后，自動控制就有了強有力的工具，使自動控制進(jìn)入以計算機(jī)為主要控制設(shè)備的新階段。據(jù)統(tǒng)計，目前國內(nèi)外大約20%的微型機(jī)用于生產(chǎn)過程的自動控制，應(yīng)用于冶金、化工、電力、交通、機(jī)械、軍事等部門。用計算機(jī)控制各種加工機(jī)床，不僅可以減輕工人的勞動強度，而且生產(chǎn)效率高，加工精度高。

有人說“計算機(jī)是提高生產(chǎn)力最簡便的方法”，這是很有道理的。1.5.3CAD/CAM/CIMS

CAD技術(shù)，首先按設(shè)計任務(wù)書的要求設(shè)計方案，然后進(jìn)行各種設(shè)計方案比較，確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、外形尺寸、材料，進(jìn)行模擬組裝，再對模擬整機(jī)的各種性能測試，根據(jù)測試結(jié)果不可對其進(jìn)行不斷修正，最后確定設(shè)計；產(chǎn)品設(shè)計完成后再將其分解為零件、分裝部件，并給出零件圖、分部裝配圖、總體裝配圖等。全部由計算機(jī)直接或間接地完成。

CAM一般指利用計算機(jī)參與從毛坯到產(chǎn)品制造過程中直接或間接的活動，包括工藝準(zhǔn)備、生產(chǎn)作業(yè)設(shè)計、物料采購計劃、生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制等。CAM目前主要是指數(shù)控程序的編制。

CIMS即將企業(yè)生產(chǎn)過程中的有關(guān)人、技術(shù)、設(shè)備、經(jīng)費管理及其信息流和物質(zhì)流等利用計算機(jī)手段有機(jī)集成并優(yōu)化運行。1.5.4信息處理