計算機發(fā)展史概況課件

第1課計算機發(fā)展史概況/1975731184/infocenter#!app=2&via=QZ.HashRefresh&pos要內(nèi)容1.1歷史淵源1.2早期理論工作1.3計算機發(fā)展的四個時期1.4計算機軟件的歷史1.5計算機網(wǎng)絡(luò)的歷史1.6計算機的發(fā)展趨勢1.7計算機技術(shù)的應(yīng)用1引言計算機是人類歷史上最重大的發(fā)明蒸汽機的發(fā)明導(dǎo)致了工業(yè)革命，使人類社會進入了工業(yè)社會計算機的發(fā)明則導(dǎo)致了信息革命，使人類社會進入了信息社會。計算機不但像蒸汽機那樣推動了經(jīng)濟領(lǐng)域的變革，它還推動了文化、科技和生活等領(lǐng)域的變革因此計算機對人類社會的影響遠遠超過了當(dāng)年的蒸汽機。21.1歷史淵源公元前3000年中國人發(fā)明算籌，以后演變?yōu)樗惚P。1642年法國數(shù)學(xué)家帕斯卡(Pascal)發(fā)明齒輪式加法器。1822年英國數(shù)學(xué)家巴貝奇(Babbage)制作差分機。1834年巴貝奇完成分析機設(shè)計，提出自動通用計算機的思想。31.2早期理論工作1854年英國數(shù)學(xué)象喬治·布爾(GeorgeBoole)創(chuàng)建邏輯代數(shù)理論。1936年英國數(shù)學(xué)家圖靈(Turing)提出了著名的計算模型——圖靈機，揭示了計算的本質(zhì)。1945年美籍?dāng)?shù)學(xué)家馮·諾依曼(VonNeumann)等人奠定了存儲程序式計算機理論基礎(chǔ)，并開始研制相應(yīng)的EDVAC計算機。4圖靈與圖靈機圖靈機是一種思想模型，它由三部分組成：一個控制器一條可以無限延伸的帶子一個在帶子上左右移動的讀寫頭。所謂計算，就是計算者（人或機器）對一條兩端可無限延長的紙帶上的一串0和1執(zhí)行指令，一步一步地改變紙帶上的0或1，經(jīng)過有限步驟，最后得到一個滿足預(yù)先規(guī)定的符號串的變換過程為紀念圖靈對計算機的貢獻，美國計算機協(xié)會(ACM)于1966年設(shè)立了“圖靈獎”，并被譽為“計算機界的諾貝爾獎”。55000次加法/秒體重28噸占地170m218800只電子管1500個繼電器功率150KW馮·諾依曼計算機81.3計算機發(fā)展的四個時期1946年2月14日由在美國工作的PresperEckert及JohnMauchly設(shè)計的電子數(shù)值積分計算機(ENIAC)在賓夕法尼亞大學(xué)展出，這是世界第一臺電子計算機。從此，計算機開始了它的發(fā)展歷程。但ENIAC并非存儲程序式的，程序要通過外接電路板輸入，并且是一臺十進制并行計算機。馮·諾伊曼在ENIAC研制過程中發(fā)現(xiàn)了這個問題，并提出了解決方案。1945年6月30日，馮·諾伊曼發(fā)表了題為“關(guān)于離散變量自動電子計算機的草案”的長文，正式提出了“存儲程序”的概念。而他所建議的“離散變量自動電子計算機”也就是后來由賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院建成的EDVAC(ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer)。9計算機發(fā)展的四個時期第一代計算機（1946年~1957年）利用真空管制造電子元件，利用穿孔卡作為主要的存儲介質(zhì)第二代計算機（1958年~1964年）使用晶體管制造電子元件，利用磁芯制造內(nèi)存，利用磁鼓和磁盤作為主要的外部存儲設(shè)備第三代計算機（1965年~1971年）使用集成電路，使用硅半導(dǎo)體制造存儲器第四代計算機（1972年至今）采用了大規(guī)模LSI和超大規(guī)模VLSI集成電路，使用集成度更高的半導(dǎo)體元件做主存儲器1965年Intel公司的創(chuàng)始人之一戈登·摩爾曾預(yù)言，集成電路中的晶體管數(shù)每年(后來改成了每隔18個月)將翻一番，芯片的性能也隨之提高一倍。這一預(yù)言，被計算機界稱為“摩爾定律”，近代計算機的發(fā)展歷史充分證實了這一定律。101.4計算機軟件的歷史軟件是程序和程序設(shè)計發(fā)展到規(guī)?；蜕唐坊笏饾u形成的概念第一位程序員Ada指出了程序設(shè)計和編程的基本要素布爾邏輯為程序設(shè)計奠定了堅實的理論基礎(chǔ)在20世紀50年代，出現(xiàn)了軟件產(chǎn)業(yè)化軟件是程序以及程序?qū)崿F(xiàn)和維護程序時所必須的文檔的總稱111.5計算機網(wǎng)絡(luò)的歷史計算機網(wǎng)絡(luò)是指將若干臺計算機用通信線路按照一定規(guī)范連接起來，以實現(xiàn)資源共享和信息交換為目的的系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的4個階段第一代網(wǎng)絡(luò)：面向終端的遠程聯(lián)機系統(tǒng)第二代網(wǎng)絡(luò)：以通信子網(wǎng)為中心的計算機通信網(wǎng)，典型代表ARPANET第三代網(wǎng)絡(luò)：遵循國際標準化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)－開放系統(tǒng)互連基本參考模型（OSI）的計算機網(wǎng)絡(luò)第四代網(wǎng)絡(luò)：寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)121.6計算機的發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢：巨型化：運算速度達每秒幾百億次運算微型化：計算機不再是單一的計算機器，而是一種信息機器，一種個人的信息機器網(wǎng)絡(luò)化：計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合多媒體化：計算機具有處理圖、文、聲、像等多種媒體的能力智能化：“總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的沒有靈魂的機械來”?！芽枺?637）大腦的結(jié)構(gòu)與0、1的關(guān)系：大腦的基本成分是神經(jīng)細胞（即神經(jīng)元），神經(jīng)元又分為突觸和軸突，兩者以生物電流的方式，一個管輸入，一個管輸出，使神經(jīng)細胞一直處于興奮或抑制的狀態(tài)，而電子元件的開啟和閉合的狀態(tài)正好與神經(jīng)細胞中的興奮或抑制狀態(tài)對應(yīng)，那么大腦的思維機制不就也可以用0和1來表示了嗎?13未來新型計算機新一代計算機：知識信息處理系統(tǒng)（KIPS）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機生物計算機光子計算機量子計算機納米計算機.......14光子計算機

所謂光計算機，就是利用光作為信息的傳輸媒體。

速度快：速度永遠等于光速

不需要導(dǎo)線，一塊直徑僅2cm的光棱鏡，其通過的信息比特率可以超過全世界現(xiàn)有的全部電纜總和的300多倍

智能水平更高。

Intel硅光子技術(shù)15生物計算機（分子計算機）

20世紀80年代開始研制，其最大的特點是采用了生物芯片。

特點--運算速度快：蛋白質(zhì)分子比硅晶片上電子元件要小得多，彼此相距甚近，生物計算機完成一項運算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。--存儲容量大：1立方米的DNA溶液，可存儲1萬億億的二進制數(shù)據(jù)。--耗能?。褐挥须娮佑嬎銠C的十億分之一。--具有自我修復(fù)功能

預(yù)計10～20年后，DNA計算機將進入實用階段。16量子計算機

量子計算機是利用原子的多態(tài)進行計算

特點：--存儲量更大--能夠?qū)嵭辛孔硬⑿杏嬎?，其運算速度可能比目前個人計算機的PentiumⅢ晶片快10億倍。全球首臺商用量子計算機17納米計算機

“納米”是一個計量單位，一個納米等于10-9米，大約是氫原子直徑的10倍。

應(yīng)用納米技術(shù)研制的計算機內(nèi)存芯片相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。

特點：--耗能小--性能強大先進納米計算機械181.7計算機技術(shù)的應(yīng)用

宇宙探索

軍事領(lǐng)域

通訊

交通

氣象

金融領(lǐng)域

工業(yè)設(shè)計制造

生活領(lǐng)域……19宇宙探索

人造衛(wèi)星和太空探測器人類從古到今沒有停止對宇宙的研究、認識和探索。20宇宙探索根據(jù)衛(wèi)星拍攝繪制的高清晰度地球圖片21宇宙探索根據(jù)衛(wèi)星拍攝繪制的高清晰度地球圖片22宇宙探索根據(jù)衛(wèi)星拍攝繪制的高清晰度地球圖片23宇宙探索太陽系－九大行星24宇宙探索銀河系－哈勃望遠鏡上的相機拍攝25宇宙探索銀河系26宇宙探索美國火星探測器傳回的火星圖片27宇宙探索哈勃望遠鏡上的相機拍攝圖為巨大星團核心部分數(shù)以十萬計的色彩紛呈的恒星。這個星團名為半人馬座歐米茄球狀星團，距離地球約16000光年，包括近1千萬顆恒星，產(chǎn)生于100億至120億年前。28哈勃望遠鏡上的相機拍攝－宇宙天體29宇宙探索“北斗”衛(wèi)星的戰(zhàn)略應(yīng)用環(huán)境、交通、物流、水文、測繪30軍事領(lǐng)域美國核動力航母－－10萬噸級虛擬核試驗當(dāng)一國的計算機發(fā)展達到一定水平，并且也有真實核試驗的數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)的時候，這個國家就可以通過大型電子計算機在三維空間虛擬核試驗，以此來保持并提高本國核武器的性能，這樣就不需要進行真實的核試驗。這是一個國家核武器和科學(xué)技術(shù)最高水平的體現(xiàn)。這項技術(shù)最早起源于美國，目前美國、俄國、英國、法國等大國都具備這項技術(shù)。中國于1996年宣布暫停停止核試驗就說明我國的“虛擬核試驗”技術(shù)也已經(jīng)成熟，不在需要進行真實核試驗就可以對核武庫進行維護和升級。這項技術(shù)的兩個前提——核試驗原始數(shù)據(jù)，我國分別在1964和1967年取得。而核試驗需要的超級計算機（10萬億次運算）。目前我國的核技術(shù)完全依靠“虛擬核實驗”來進行維