計算機(jī)發(fā)展簡史

《計算機(jī)發(fā)展簡史》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《計算機(jī)發(fā)展簡史（46頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-2-26,#,電腦,計算機(jī)發(fā)展簡史,第一,章 計算機(jī),發(fā)展史,什么是計算機(jī)？,具備內(nèi)部存儲能力，能高速、自動的進(jìn)行邏輯運算和算術(shù)運算的電子設(shè)備。,1.1,計算機(jī)發(fā)展歷程,經(jīng),考古研究表明：人類的計算是從計數(shù)開始最早的計數(shù)工具從自身的雙手開始到學(xué)會用小樹枝、小木棍、小石子等工具進(jìn)行計數(shù)。到了我國的唐代，人們發(fā)明了算盤，同時發(fā)明了一整套基于算盤的引算口訣，算盤應(yīng)該是出現(xiàn)最早的較為成熟的計算工具，所以也有觀點認(rèn)為算盤可以看作是最早的計算機(jī)，而珠算口訣則是最早的算法。,古代計算技術(shù)的發(fā)展,17,世紀(jì)法國科學(xué)家

2、布萊斯,帕斯卡,(B,Pascal),發(fā)明廠基于齒輪傳動技術(shù)的機(jī)械式計算機(jī)。它的特點是利用人工手動作為計算機(jī)動力，利用齒輪、杠桿等機(jī)械裝置來自動傳送十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行計算。隨后的機(jī)電式計算機(jī)就是在機(jī)械式計算機(jī)的基礎(chǔ)上用電力作動力，但計算原理仍然是機(jī)械式的。,機(jī)械式計算機(jī),1671,年萊布尼茨發(fā)明了一種能做四則運算的手搖計算器，外形好像一個長,1,米的大盒子。,17,世紀(jì)末期，這種手搖計算器傳入了中國，并由中國人制造出了,12,位數(shù)的手搖計算器，獨創(chuàng)出一種算籌式手搖計算器。,手搖式計算機(jī),ENIAC(1946),計算機(jī),1946,年,2,月,14,日,，世界上第一臺電腦“埃尼阿克”,ENIAC,在美國

3、賓夕法尼亞大學(xué)誕生。第二次世界大戰(zhàn)期間，美國軍方要求賓州大學(xué)莫奇利（,Mauchly,）博士,和他的學(xué)生埃克特（,Eckert,）設(shè)計,以真空管取代繼電器,的,“,電子化,”,電腦,-ENIAC“,埃尼阿克”（,Electronic Numerical Integrator and Calculator,），,電子數(shù)字積分計算機(jī)），,目的是用來計算炮彈,彈道。,第一,臺計算機(jī)的誕生,“埃尼阿克”長,30.48,米，寬,1,米，占地面積,170,平方米，,30,個操作臺，約相當(dāng)于,10,間普通,房間的大小，重達(dá),30,噸，耗電量,150,千瓦，造價,48,萬美元。它使用,18000,個電子管，,

4、70000,個電阻，,10000,個電容，,1500,個繼電器，,6000,多個開關(guān)，每秒執(zhí)行,5000,次加法或,400,次乘法，是繼電器計算機(jī)的,1000,倍、手工計算的,20,萬倍。,埃尼阿克,EDVAC“,離散變量自動電子計算機(jī)”,EDVAC,于,1949,年,8,月交付給彈道研究實驗室。在發(fā)現(xiàn)和解決許多問題之后，直到,1951,年,EDVAC,才開始運行，而且局限于基本功能。,EDVAC,是第一臺現(xiàn)代意義的通用計算機(jī)。,和之前的世界上第一臺電子計算機(jī),ENIAC,不同,EDVAC,首次使用二進(jìn)制而不是十進(jìn)制。整臺計算機(jī)共使用大約,6000,個電子管和大約,12000,個二極管，功率為

5、,56KW,，占地面積,45.5,平方米，重,7850KG,，使用時需要三十個技術(shù)人員同時操作。,它由五個基本部分組成：,1,）運算器,CA,（,2,）控制器,CC,（,3,）存儲器,M,（,4,）輸入裝置,I,（,5,）輸出裝置,O.,約翰,阿塔那索夫,(John Vincent Atanasoff),是保加利亞移民的后裔，,1903,年,10,月,4,日生于美國紐約州哈密爾頓，是保加利亞科學(xué)院外籍院士。曾獲得計算機(jī)先驅(qū),獎等。,阿塔納索夫,-,貝瑞計算機(jī)（,Atanasoff-Berry Computer,，簡稱,ABC,）是法定的世界上第一臺電子計算機(jī)，是愛荷華州立大學(xué)的約翰,文森特,阿

6、塔納索夫（,John Vincent Atanasoff,）和他的研究生克利福特,貝瑞（,Clifford Berry,）在,1937,年設(shè)計，不可編程，僅僅設(shè)計用于求解線性方程組，并在,1942,年成功進(jìn)行了測試。從,ABC,開始，人類的計算從模擬向數(shù)字挺進(jìn)。而“埃尼阿克（,ENIAC,）”標(biāo)志著計算機(jī)正式進(jìn)入數(shù)字的時代。,電子計算機(jī)之父,Lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipisicing elit sed,約翰,馮,諾依曼（,John von Neumann,1903,1957,）,“,現(xiàn)代電子計算機(jī)之父”,美籍匈牙利人,物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、

7、發(fā)明家,“,現(xiàn)代電子計算機(jī)之父”即電腦（即,EDVAC,它是世界上第一臺現(xiàn)代意義的通用計算機(jī)）的發(fā)明者,.,阿蘭,麥席森,圖靈,Alan Mathison Turing,1912,年,6,月,23,日生于英國倫敦,.,是英國著名的數(shù)學(xué)家和邏輯學(xué)家,被稱為,計算機(jī)科學(xué)之父、人工智能之父,是計算機(jī)邏輯的奠基者,提出了“圖靈機(jī)”和“圖靈測試”等重要概念,.,人們?yōu)榧o(jì)念其在計算機(jī)領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn)而設(shè)立“圖靈獎”,.,計算機(jī)之,父,Lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipisicing elit sed,物理原件：電子管,內(nèi) 存 延遲線或磁芯,外 存 紙帶、卡

8、片或磁帶,工作速度 幾千到一萬次秒,軟 件 機(jī)器語言或匯編語言,應(yīng) 用 科學(xué)計算,代表機(jī)型,ENIAC,特 點 體積龐大，運算速度低，成本高,第一代：電子管計算機(jī)（,4657),第二代：晶體管計算機(jī),(5864),物理元件 晶體管,內(nèi) 存 磁芯,外 存 磁帶或磁盤,工作速度 幾十萬次秒,軟 件 高級算法語言,應(yīng) 用 事務(wù)管理及工業(yè)控制,代表機(jī)型,IBM 7000,系列,優(yōu) 點 體積小，壽命長，速度快，能耗少，可靠性高,UNIVAC-1,1951,年：,UNIVAC-1,第一臺商用計算機(jī)系統(tǒng)誕生，設(shè)計者是,J.Presper,Eckert,和,John Mauchly,。被美國人口普查部門用于人

9、口普查，標(biāo)志著計算機(jī)進(jìn)入了商業(yè)應(yīng)用時代。,物理元件 中小規(guī)模集成電路（硅）,內(nèi) 存 半導(dǎo)體存儲器,外 存 磁帶或磁盤,工作速度 幾十萬到幾百萬次,/,秒,軟 件 高級算法語言、操作系統(tǒng),應(yīng) 用 計算、管理及控制,代表機(jī)型,IBM System/360,優(yōu) 點 體積更小、速度更快、能耗更小、壽命更長,發(fā)展特點 計算機(jī)設(shè)計出現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的局面,第三代：集成電路計算機(jī),(6470),System/360,是,IBM,在,1964,年,4,月,7,日，推出的劃時代的大型電腦，這一系列是世界上首個指令集可兼容計算機(jī)。,IBM System/360,第四代：超大規(guī)模集成電路計算機(jī),物理元件

10、（超）大規(guī)模集成電路,內(nèi) 存 半導(dǎo)體存儲器,外 存 磁盤和光盤,工作速度 幾百萬到幾千萬次秒,軟 件 操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件,應(yīng) 用 以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征,時代,年份,電子器件,軟件,應(yīng)用,一,4658,電子管,機(jī)器語言,匯編語言,科學(xué)計算,二,5864,晶體管,高級語言,數(shù)據(jù)處理,工業(yè)控制,三,6471,集成電路,操作系統(tǒng),文字處理,圖形處理,四,71,年迄今,（超）大規(guī)模集成電路,數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等,社會的各個領(lǐng)域,新一代計算機(jī),光學(xué)計算機(jī),量子計算機(jī),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī),生物計算機(jī),生物計算機(jī)也稱仿生計算機(jī)，主要原材料是生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子，并以此作為生物芯片來替代半導(dǎo)體硅片，利用有機(jī)化合物存

11、儲數(shù)據(jù),。,運算速度要比當(dāng)今最新一代計算機(jī)快,10,萬倍，它具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，并能徹底消除電路間的干擾。能量消耗僅相當(dāng)于普通計算機(jī)的十億分之一，且具有巨大的存儲能力。生物計算機(jī)具有生物體的一些特點，如能發(fā)揮生物本身的調(diào)節(jié)機(jī)能，自動修復(fù)芯片上發(fā)生的故障，還能模仿人腦的機(jī)制等,生物計算機(jī),光子計算機(jī)是一種由光信號進(jìn)行數(shù)字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機(jī)。它由激光器、光學(xué)反射鏡、透鏡、濾波器等光學(xué)元件和設(shè)備構(gòu)成，靠激光束進(jìn)入反射鏡和透鏡組成的陣列進(jìn)行信息處理，以光子代替電子，光運算代替電運算。,光學(xué),計算機(jī),量子計算機(jī)（,quantum computer,）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)

12、行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機(jī)。量子計算機(jī)的概念源于對可逆計算機(jī)的研究。研究可逆計算機(jī)的目的是為了解決計算機(jī)中的能耗問題。,量子計算機(jī),用數(shù)據(jù)單元模擬人腦的神經(jīng)元，并利用神經(jīng)元結(jié)點的分布式存儲和相互關(guān)聯(lián)來模擬人腦活動,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī),1.2,計算機(jī)的分類,巨型計算機(jī)、大型計算機(jī)、小型計算機(jī)、微型計算機(jī)工作站,按照性能分類,巨型計算機(jī),Lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipisicing elit sed do eiusmod,巨型,機(jī)運算速度快、存儲量大、

13、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴，主要用于尖端科學(xué)研究領(lǐng)域。巨型機(jī)目前在國內(nèi)還不多，我國研制,的,“,天河二號,”,和星云計算機(jī),就屬于巨型機(jī),。一般用于解決諸如氣象、航天、能源、醫(yī)藥等科學(xué)研究和戰(zhàn)略武器研制中的復(fù)雜計算。,IBM,深藍(lán)計算機(jī),深藍(lán)是美國,IBM(,國際商用機(jī)器公司,),公司,生產(chǎn)的一臺超級國際象棋電腦，重,1270,公斤，有,32,個大腦（微處理器），每秒鐘可以計算,2,億步?！吧钏{(lán)”輸入了一百多年來優(yōu)秀棋手的對局兩百多萬局,。,1997,年,5,月,11,日，國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫與,IBM,公司的國際象棋電腦“深藍(lán)”的六局對抗賽降下,帷幕,最終深藍(lán)獲勝！,IBM“Sequoia,（

14、紅杉）”超級計算機(jī),IBM,藍(lán)色基因,日本“京”計算機(jī),“天河一號”超級計算機(jī),國內(nèi)外幾款超級計算機(jī),1.2,計算機(jī)的分類,巨型計算機(jī)、大型計算機(jī)、小型計算機(jī)、微型計算機(jī)工作站,按照性能分類,大型計算機(jī),Lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipisicing elit sed do eiusmod,大型計算機(jī)也有很高的運算速度和很大的存儲量，并允許相當(dāng)多的用戶同時使用。但它在量級和價格上不及巨型計算機(jī)。大型計算機(jī)通常像一個家族一樣形成系列，如,IBM4300,系列、,IBM9000,系列。常用于大型企業(yè)、商業(yè)管理或者大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，也可以用作

15、大型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)。,1.2,計算機(jī)的分類,巨型計算機(jī)、大型計算機(jī)、小型計算機(jī)、微型計算機(jī)工作站,按照性能分類,小,型計算機(jī),Lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipisicing elit sed do eiusmod,小型計算機(jī)規(guī)模比大型機(jī)小，但仍可支持十幾個用戶,同時,使用，價格便宜，適用于中小型企事業(yè)單位。如,DEC,公司生產(chǎn)的,VAX,系列，,IBM,公司生產(chǎn)的,AS/400,系列。,IBM,公司生產(chǎn)的,AS/400,系列,1.2,計算機(jī)的分類,巨型計算機(jī)、大型計算機(jī)、小型計算機(jī)、微型計算機(jī)工作站,按照性能分類,微型,計算機(jī),Lore

16、m ipsum dolor sit amet consectetur adipisicing elit sed do eiusmod,微型計算機(jī)的特點是小巧靈活、便宜。通常一次只能一個用戶使用，因而也成為個人計算機(jī)或,pc,機(jī)。還有體積更小的微型機(jī)不斷增多，如臺式機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、一體機(jī)、掌上電腦等。,1.2,計算機(jī)的分類,巨型計算機(jī)、大型計算機(jī)、小型計算機(jī)、微型計算機(jī)工作站,按照性能分類,工作站,Lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipisicing elit sed do eiusmod,工作站與功能較強(qiáng)的高端微機(jī)差別不是很明顯。與微機(jī)相比，它一般有較大的春初熔煉隔閡較高的運算速度，而且配備大屏幕顯示器。工作站主要用于圖像處理和計算機(jī)輔助設(shè)計等領(lǐng)域。,按處理方式分類，可以把計算機(jī)分為模擬計算機(jī)、數(shù)字計算機(jī)以及,數(shù)字模擬混合計算機(jī)。,1.,模擬計算機(jī),，主要用于處理模擬信息，如工業(yè)控制中的溫度、壓力等。模擬計算機(jī)的運算部件是一些電子電路，其運算速度極快，但精度不高，使用也不夠方便,。,2.,數(shù)字,計算字采用二進(jìn)制運算，其特點是解題