第一章計(jì)算的演化發(fā)展tobecontinued課件

CloudComputingAutumn,2011ChapteroneTheEvolutionofComputingXu

Jungang

1幾個視頻微軟云計(jì)算宣傳片/v_show/id_XMTA0NDYwNDI4.html/v_show/id_XMjI3ODM1NzUy.html/v_show/id_XMjI2Mjk3MjU2.htmlIntelCloudComputing/v_show/id_XMjIwMTA5MTYw.htmlGoogle在瘋狂中要淡定/v_show/id_XMjI4ODg1MDc2.html企業(yè)云計(jì)算/v_show/id_XMjI1NzAwMTc2.html2023/7/23CloudComputing,

GUCAS8提綱1.IT工業(yè)的發(fā)展趨勢2.計(jì)算的演化發(fā)展綜述3.早期的計(jì)算模式4.大機(jī)時代的計(jì)算5.PC時代單機(jī)的計(jì)算6.并行/分布式計(jì)算7.網(wǎng)格計(jì)算8.云計(jì)算Source:http://cyberpingui.free.fr/humour/evolution-white.jpgWhatcanwelearnfromthepast?!在這漫長的進(jìn)化中，我們到底學(xué)到些什么?!2023/7/23CloudComputing,

GUCAS信息的爆炸性增長Source:IDC,“TheExpandingDigitalUniverse,”SponsoredbyEMC,updatedonMarch‘082005200620072008200920105年內(nèi)10倍增長每年復(fù)合增長≈60%全球：5年內(nèi)10倍增長中國：5年內(nèi)30倍增長2023/7/23CloudComputing,

GUCAS字節(jié)的次方單位十進(jìn)制前綴名字縮寫次方kilobyteKB103megabyteMB106gigabyteGB109terabyteTB1012petabytePB1015exabyteEB1018zettabyteZB1021yottabyteYB1024二進(jìn)制前綴

(IEC60027-2)名字縮寫次方kibibyteKiB210mebibyteMiB220gibibyteGiB230tebibyteTiB240pebibytePiB250exbibyteEiB260zebibyteZiB270yobibyteYiB280來源于Wikipedia2023/7/23CloudComputing,

GUCAS計(jì)算設(shè)施進(jìn)化的歷程Virtualization存儲服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)2000年–現(xiàn)在整合與虛擬化IntegrationandVirtualizationIntel架構(gòu)服務(wù)器UNIX服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)存儲客戶端/服務(wù)器(Client/Server)80年代中期

–90年代De-Centralized70年代–80年代早期大機(jī)年代（Mainframe)2023/7/23CloudComputing,

GUCAS云計(jì)算應(yīng)用迅速展開-商業(yè)應(yīng)用4+billionphonesby2010[Source:Nokia]PCsTVsPDAs云環(huán)境讓IT成本投入極具下降各式終端設(shè)備、海量數(shù)據(jù)處理2023/7/23CloudComputing,

GUCAS云環(huán)境-從為我所有到為我所用ManageContactWorkShareGoogleCharts用戶為中心，價格低廉云計(jì)算應(yīng)用迅速展開-個人應(yīng)用2023/7/23CloudComputing,

GUCAS人-機(jī)、機(jī)-機(jī)/傳感器網(wǎng)融合—物聯(lián)網(wǎng)2023/7/23CloudComputing,

GUCAS物聯(lián)網(wǎng)未來應(yīng)用無處不在傳感器結(jié)點(diǎn)將物理世界連接到互聯(lián)網(wǎng)2023/7/23CloudComputing,

GUCASTrend#1:DataaremovingtotheCloud趨勢一：數(shù)據(jù)開始遷移到云上，回歸集中管理Accessdataanywhere,anytime

/為了隨時存取Reducetheriskofdatalost/降低數(shù)據(jù)遺失風(fēng)險Reducedatatransfercost/減少數(shù)據(jù)傳輸成本Enhanceteamcollaboration/促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作Howtostorehugedata?!如何儲存大量數(shù)據(jù)呢?!2023/7/23CloudComputing,

GUCASTrend#2:WebbecomedefaultPlatform!趨勢二：Web變成缺省開發(fā)平臺OpenStandard/開放標(biāo)準(zhǔn)OpenImplementation/支持開放性的實(shí)現(xiàn)CrossPlatform

/跨平臺WebApplication/

Web應(yīng)用成為主流Browserdifferencebecomeentrybarrier?!瀏覽器的差異造成新的技術(shù)門坎?!2023/7/23CloudComputing,

GUCASTrend#3:HPCbecomeanewindustry趨勢三：高性能計(jì)算已悄然變成新興產(chǎn)業(yè)ParallelComputing/并行計(jì)算的技能DistributedComputing/分布式計(jì)算的技能Multi-CoreProgramming/多核程序設(shè)計(jì)技能ProcessingBigData/處理大數(shù)據(jù)的技能EducationandTrainingareneeded!!為了讓這些技能與產(chǎn)業(yè)接軌，需要相關(guān)教育培訓(xùn)!!2023/7/23CloudComputing,

GUCAS2023/7/23CloudComputing,

GUCAS21提綱1.IT工業(yè)的發(fā)展趨勢2.計(jì)算的演化發(fā)展綜述3.早期的計(jì)算模式4.大機(jī)時代的計(jì)算5.PC時代單機(jī)的計(jì)算6.并行/分布式計(jì)算7.網(wǎng)格計(jì)算8.云計(jì)算BriefHistoryofComputing(1/5)MainframeSuperComputer1960PDP-1...1965PDP-7...19691stUnixSource:/2007/07/PDP-ProgrammedDataProcessor，seeWikipediaBacktoYear1970s...1977AppleII1981IBM1stPC5150BacktoYear1980s...1982TCP/IP1983GNU1991LinuxBriefHistoryofComputing(2/5)MainframeSuperComputerPC/LinuxClusterParallelSource:http://.twBacktoYear1990s...1990WorldWideWebbyCERN……1993WebBrowserMosaicbyNCSA1991CORBA...JavaRMIMicrosoftDCOM...DistributedObjectsBriefHistoryofComputing(3/5)MainframeSuperComputerPC/LinuxClusterParallelInternetDistributedComputingSource:http://www.scei.co.jp/folding/en/dc.html2002BerkleyBOINCBacktoYear2000s...1997VolunteerComputing1999SETI@HOME2003GlobusToolkit22004EGEEGLiteBriefHistoryofComputing(4/5)MainframeSuperComputerPC/LinuxClusterParallelInternetDistributedComputingVirtualOrg.GridComputingSource:http://gridcafe.web.cern.ch/gridcafe/whatisgrid/whatis.html30TeraGridPI’sByInstitutionTeraGridPI’sBlue:10ormorePI’sRed:5-9PI’sYellow:2-4PI’sGreen:1PIJune2,200831ArcheologyAstronomyAstrophysicsCivilProtectionComp.ChemistryEarthSciencesFinanceFusionGeophysicsHighEnergyPhysicsLifeSciencesMultimediaMaterialSciences…>250sites48countries>50,000CPUs>20PetaBytes>10,000users>150VOs>150,000jobs/dayEGEE2005UtilityComputingAmazonEC2/S3BacktoYear2007...2001AutonomicComputingIBM2007CloudComputingGoogle+IBM2006ApacheHadoopBriefHistoryofComputing(5/5)MainframeSuperComputerPC/LinuxClusterParallelInternetDistributedComputingVirtualOrg.GridComputingDataExplodeCloudComputingSource:/2008/02/14/cloud-computing/2023/7/23CloudComputing,

GUCAS34提綱1.IT工業(yè)的發(fā)展趨勢2.計(jì)算的演化發(fā)展綜述3.早期的計(jì)算模式4.大機(jī)時代的計(jì)算5.PC時代單機(jī)的計(jì)算6.并行/分布式計(jì)算7.網(wǎng)格計(jì)算8.云計(jì)算2.早期的計(jì)算模式2.1古代的計(jì)算工具2.2機(jī)械計(jì)算機(jī)2.3機(jī)電計(jì)算機(jī)2.4電子計(jì)算機(jī)2.5早期的計(jì)算模式總結(jié)2023/7/23CloudComputing,

GUCAS352.1古代的計(jì)算工具手指：人們習(xí)慣于十進(jìn)制計(jì)數(shù)法與此有關(guān)結(jié)繩：結(jié)之多少，隨物眾寡算籌：祖沖之的圓周率就是借助算籌計(jì)算出來的算盤：從唐朝一直延續(xù)到現(xiàn)在，仍有人在使用2023/7/23CloudComputing,

GUCAS362.1古代的計(jì)算工具結(jié)繩：結(jié)之多少，隨物眾寡《周易·系辭·上》曰：“上古結(jié)繩而治，后世易之為書契?！?/p>

荀爽《九家易》：“古者無文字，其為約誓之事，事大大其繩，事小小其繩。結(jié)之多少隨物眾寡，各執(zhí)以相考，亦足以相治也?！惫艜r候，沒有文字，人們遇到需要記錄的事情就通過系繩子來記憶，大事情就系個大結(jié)，小事情就系個小結(jié)。打結(jié)的多少是根據(jù)事情的多少而定的，事多結(jié)就多，反之亦然，大家拿著繩節(jié)為證來行事，也是可以滿足相互的要求的。2023/7/23CloudComputing,

GUCAS372.1古代的計(jì)算工具算籌：《孫子算經(jīng)》：凡算之法，先識其位，一縱十橫，百立千僵，千十相望，萬百相當(dāng)?！断年柡钏憬?jīng)》：滿六以上，五在上方，六不積算，五不單張。在算籌計(jì)數(shù)法中，1-5均分別以縱橫方式排列相應(yīng)數(shù)目的算籌來表示，6-9則以上面的算籌再加下面相應(yīng)的算籌來表示。表示多位數(shù)時，個位用縱式，十位用橫式，百位用縱式，千位用橫式，以此類推，遇零則置空。算籌的出現(xiàn)年代已經(jīng)不可考，但據(jù)史料推測，算籌最晚出現(xiàn)在春秋晚期戰(zhàn)國初年（公元前722年--公元前221年）2023/7/23CloudComputing,

GUCAS382.1古代的計(jì)算工具算籌：2023/7/23CloudComputing,

GUCAS392.1古代的計(jì)算工具算盤2023/7/23CloudComputing,

GUCAS402.2機(jī)械計(jì)算機(jī)1617年，蘇格蘭發(fā)明家約翰·奈皮爾(JohnNapier)發(fā)明了計(jì)算尺，這種尺子可以機(jī)械地進(jìn)行數(shù)的乘除運(yùn)算和求數(shù)的平方根2023/7/23CloudComputing,

GUCAS412.2機(jī)械計(jì)算機(jī)1621年，英國數(shù)學(xué)家奧垂德根據(jù)對數(shù)原理發(fā)明了圓形滑動計(jì)算尺2023/7/23CloudComputing,

GUCAS422.2機(jī)械計(jì)算機(jī)1642年，法國科學(xué)家帕斯卡發(fā)明了齒輪式能實(shí)現(xiàn)加減法運(yùn)算的計(jì)算器Pascaline，首次確立了計(jì)算機(jī)器的概念2023/7/23CloudComputing,

GUCAS432.2機(jī)械計(jì)算機(jī)1673年，德國數(shù)學(xué)家萊布尼茨建造了一臺能進(jìn)行加減乘除四則運(yùn)算的機(jī)械式計(jì)算機(jī)，并且提出了“二進(jìn)制”數(shù)的概念2023/7/23CloudComputing,

GUCAS442.2機(jī)械計(jì)算機(jī)1804年，法國人約瑟夫.雅各發(fā)明了可編程織布機(jī)，通過讀取穿孔卡片上的編碼信息來自動控制織布機(jī)的編織圖案2023/7/23CloudComputing,

GUCAS452.2機(jī)械計(jì)算機(jī)1822年，英國數(shù)學(xué)家巴比奇設(shè)計(jì)出了差分機(jī)，差分機(jī)專門用于航海和天文計(jì)算，這是最早采用寄存器（齒輪式裝置）來存儲數(shù)據(jù)的計(jì)算工具，體現(xiàn)了早期程序設(shè)計(jì)思想的萌芽，使計(jì)算工具從手動機(jī)械躍入自動機(jī)械的新時代。2023/7/23CloudComputing,

GUCAS462.2機(jī)械計(jì)算機(jī)2023/7/23CloudComputing,

GUCAS471833年，巴比奇設(shè)計(jì)了分析機(jī)，分析機(jī)采用了三個具有現(xiàn)代意義的裝置：（1）存儲裝置（2）運(yùn)算裝置（3）控制裝置分析機(jī)的輸入和輸出裝置采用穿孔卡片。他的助手英國著名詩人拜倫的獨(dú)生女艾達(dá)?奧古斯塔(AdaAugusta)為分析機(jī)編制了人類歷史上第一批計(jì)算機(jī)程序(Ada語言就是以她的名字命名)

2.3機(jī)電計(jì)算機(jī)1886年，美國統(tǒng)計(jì)學(xué)家赫爾曼·霍勒瑞斯（HermanHollerith）借鑒了雅各織布機(jī)的穿孔卡原理，用穿孔卡片存儲數(shù)據(jù)，采用機(jī)電技術(shù)取代了純機(jī)械裝置，制造了第一臺可以自動進(jìn)行加減四則運(yùn)算、累計(jì)存檔、制作報表的制表機(jī)。這臺制表機(jī)參與了美國1890年的人口普查工作，使預(yù)計(jì)10年的統(tǒng)計(jì)工作僅用1年零7個月就完成了，是人類歷史上第一次利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理?；衾杖鹚褂?896年創(chuàng)建了制表機(jī)公司TMC公司，1911年，TMC與另外兩家公司合并，成立了CTR公司。1924年，CTR公司改名為國際商業(yè)機(jī)器公司（InternationalBusinessMachinesCorporation），這就是赫赫有名的IBM公司。2023/7/23CloudComputing,

GUCAS48赫爾曼·霍勒瑞斯和普查制表機(jī)2023/7/23CloudComputing,

GUCAS492.3機(jī)電計(jì)算機(jī)1938年，德國工程師朱斯研制出Z-1計(jì)算機(jī)，這是第一臺采用二進(jìn)制的計(jì)算機(jī)。在接下來的四年中，朱斯先后研制出采用繼電器的計(jì)算機(jī)Z-2、Z-3、Z-4。1941年研制的Z-3全部采用繼電器設(shè)計(jì)，是世界上第一臺完全由程序控制的機(jī)電計(jì)算機(jī)。2023/7/23CloudComputing,

GUCAS50Z-12.3機(jī)電計(jì)算機(jī)美國哈佛大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)教授霍華德·艾肯在讀過巴貝奇和愛達(dá)的筆記后，發(fā)現(xiàn)了巴貝奇的設(shè)計(jì)，并被巴貝奇的遠(yuǎn)見卓識所震驚。艾肯提出用機(jī)電的方法，而不是純機(jī)械的方法來實(shí)現(xiàn)巴貝奇的分析機(jī)。1944年，艾肯成功設(shè)計(jì)出機(jī)電計(jì)算機(jī)Mark-Ⅰ并投入運(yùn)行。2023/7/23CloudComputing,

GUCAS512.4電子計(jì)算機(jī)1935~1939年,美國衣阿華州立大學(xué)物理系副教授阿塔那索夫和其博士生貝瑞研制成功了世界上第一臺真正意義上的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)TheAtanasoff-BerryComputer(ABC)，