11计算机的发展

一、计算机的定义二、计算机的产生和发展三、计算机的发展趋势任任务务一一计计算机的算机的发发展展 计算机是一种能够按照事先编制好的程序，接收数据、处理数据、存储数据并产生输出的现代化智能设备一：一：计计算机的定算机的定义义1.11.11.11.1 计计计计算机的算机的算机的算机的发发发发展展展展历历历历史史史史 1.1.1 计算机的演变计算机的演变 一是中国古代发明直到今天还在使用的算盘，有人誉为“原始计算机”；二是1642年法国物理学家帕斯卡（16231662）发明了齿轮式加减法器；三是1673年德国数学家莱布尼兹（16461716）制成了机械式计算器，可以进行乘除运算；四是英国数学家查尔斯巴贝奇（17911871）提出了差分机和分析机的构想，具有输入、处理、存储、输出及控制五个基本装置，而这些正是现代意义上的计算机所必备的。它们它们是是人工人工的或的或机械机械的，而的，而不是不是电子电子的（或机电的）。的（或机电的）。二：二：计计算机的算机的产产生和生和发发展展 世界上第一台电子计算机是由美国世界上第一台电子计算机是由美国宾夕法尼亚宾夕法尼亚大学的物理学家约翰大学的物理学家约翰莫克利莫克利（John Mauchly）和工程师普雷斯伯）和工程师普雷斯伯埃埃克特（克特（J Presper Eckert）领导，）领导，于于1946年年2月月15日日宣告完成，宣告完成，取名为取名为ENIAC（电子数字积分计算机电子数字积分计算机，英文全，英文全称为称为 Electronic Numerical Integrator And Calculator）的计算机。）的计算机。1、计算机的产生、计算机的产生第一台电子计算机（第一台电子计算机（ENIACENIAC）5000次加法次加法/秒秒体重体重28吨吨占地占地170m218800只电子管只电子管1500个继电器个继电器功率功率150KW1.2 世界上第一台具有存储程序的计算机“EDVAC”EDVAC(Electronic Discrete variable Automatic Computer)离散离散变量自量自动电子子计算机。算机。EDVAC的体系结构一直延续至今，所以现在一般计算机被称为冯诺依曼结构计算机。冯诺依曼体系的基本工作原理（依曼体系的基本工作原理（设计思想）：思想）：1.采用二采用二进制制0和和1来表示数据和指令。来表示数据和指令。2.存存储程序和程序控制。程序和程序控制。3.计算机由五个基本部分算机由五个基本部分组成：成：1）运算器）运算器CA（2）控制器控制器CC（3）存）存储器器M（4）输入装置入装置I（5）输出装置出装置O；冯.诺依曼和“EDVAC”冯.诺依曼1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 现现现现代代代代电电电电子子子子计计计计算机的算机的算机的算机的发发发发展展展展阶阶阶阶段段段段 1.第一代电子管数字计算机（1946年1958年）根据根据计计算机采用的算机采用的电电子器件分子器件分为为四个四个阶阶段段 硬件方面，主存储器采用汞延迟线、硬件方面，主存储器采用汞延迟线、磁鼓、磁鼓、磁芯磁芯；外存储器采用；外存储器采用磁带磁带。软。软件方面采用件方面采用机器语言机器语言、汇编语言汇编语言。应。应用领域以用领域以军事和科学计算军事和科学计算为主。特点为主。特点是体积大、功耗高、可靠性差、速度是体积大、功耗高、可靠性差、速度慢（慢（5千千3万次万次/秒秒）、价格昂贵。）、价格昂贵。1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 现现现现代代代代电电电电子子子子计计计计算机的算机的算机的算机的发发发发展展展展阶阶阶阶段段段段2.第二代第二代晶体管数字计算机（晶体管数字计算机（1959-1964年）年）IBM7090型电子计算机型电子计算机 IBM360型电子计算机型电子计算机 硬件方面，主存储器采用磁芯，外存储器采用硬件方面，主存储器采用磁芯，外存储器采用磁盘磁盘。软件方面出现了以批处理为主的软件方面出现了以批处理为主的操作系统操作系统、高级语言高级语言及其编译程序及其编译程序。应用领域以。应用领域以科学计算和事务处理科学计算和事务处理为主。为主。并开始进入并开始进入工业控制领域工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高（低、可靠性提高、运算速度提高（数十万数十万几百万次几百万次/秒秒）。）。3.3.第第三代三代中中、小规模集成电路小规模集成电路数字计算机数字计算机（1965-1970年）年）硬件方面硬件方面，主存储器，主存储器仍采用磁芯。软仍采用磁芯。软件方面出现了件方面出现了分时操作系统以及结构化、分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法规模化程序设计方法。特点是速度更快。特点是速度更快（数百万数百万几千万次几千万次/秒秒）。而且可靠性）。而且可靠性提高，价格进一步下降，产品走向通用提高，价格进一步下降，产品走向通用话、系列化和标准化。应用领域开始进话、系列化和标准化。应用领域开始进入入文字处理和图形图像处理领域文字处理和图形图像处理领域。1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 现现现现代代代代电电电电子子子子计计计计算机的算机的算机的算机的发发发发展展展展阶阶阶阶段段段段第四代大规模和超大规模集成电路计算机（1971年至今）硬件方面，半导体存储器半导体存储器替代了磁芯存储器。软件方面出现了数据库管理系统数据库管理系统、网络操作系统网络操作系统和和面向对象程序设计的思想面向对象程序设计的思想等。运算速度（上亿条指令上亿条指令/秒秒）应用领域工业、生活等各方面工业、生活等各方面。目目前前，尚尚无无法法确确定定第第四四代代的的结结束束和和第第五五代代的的开开始始。人人们们期期待待着着非非冯冯诺依曼结构计算机的问世和能够取代大规模集成电路的新材料出现。诺依曼结构计算机的问世和能够取代大规模集成电路的新材料出现。1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 现现现现代代代代电电电电子子子子计计计计算机的算机的算机的算机的发发发发展展展展阶阶阶阶段段段段Altair 8800计算机不再是单一的计算机器，而是一种计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。信息机器，一种个人的信息机器。三、发展趋势三、发展趋势（一）微型化（一）微型化CRAY-CRAY-运算速度可达每秒几百亿次运算的运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机超级计算机超级计算机超级计算机银河银河银河银河（二）巨型化（二）巨型化计算机网络：计算机网络：计算机网络：计算机网络：计算机技术与通信技术结合计算机技术与通信技术结合的产物。的产物。计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：使用远程资源，共享程序、使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。的通讯和合作。（三）网络化（三）网络化“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的没有灵魂的机械没有灵魂的机械来来”。笛卡尔（笛卡尔（1637）第一代机器人第一代机器人机械手（机械手（1962年出现）年出现）第二代机器人第二代机器人具有具有“感觉感觉”的机器人的机器人第三代机器人第三代机器人装有启发式计算机的装有启发式计算机的“智能机智能机器人器人”1.1.智能化智能化2.2.多媒体化多媒体化1.1.4 1.1.4 1.1.4 1.1.4 计计计计算机的算机的算机的算机的发发发发展展展展趋势趋势趋势趋势 巨型化巨型化微型化微型化 多媒体化多媒体化 智能化智能化网络化网络化发展趋势发展趋势