计算机技术发展史.ppt

计科四班 包起学,计算机技术发展史,计算机发展史 -发展篇,自从1946年世界上第一台电子数字计算机诞生以来，计算机经得到了迅速发展和应用，著名的摩尔定律很好地说明了着一点：平均每18个月计算机的性能要提高一倍，而价格要下降一半。,大约在新石器时代早期，先民使用的“计算机”是结绳，即用绳子打结的多少来表示数的概念。,计算机的历史可以追溯到我们祖先用石头或手指帮助计数的远古时代。人类最早的 “计算机” 是手指， “Digit” 既表示“手指”又表示“整数数字”。,计算的手工时代,17世纪最值得称颂的计算机发明当然属于法国科学家布莱斯帕斯卡，帕斯卡为了帮助父亲计算税款制造了加法器，它第一次确立了计算机器的概念。,计算的机械时代,电子数字计算机的诞生,晶体管计算机,1960年IBM全面推出晶体管化的7000系列电脑。 以晶体管为主要器件的IBM7090型电脑，换下了诞生不过一年的IBM709电子管计算机，从1960年到1964年一直统治着科学计算的领域，并作为第二代电子计算机的典型代表，被永远载入电脑的史册里。,摩尔定律,1964年，仙童公司“八叛 逆”之一的摩尔（G. Moore） 博士，以三页纸的短小篇幅， 发表了一个奇特的理论。摩 尔天才地预言说道，集成电 路上能被集成的晶体管数目，将会以每18个月 翻一番的速度稳定增长，并在今后数十年内保 持着这种势头。摩尔的这个预言，因集成电路 芯片后来的发展曲线得以证实，并在较长时期 保持着有效性，被人誉为“摩尔定律”。,微处理器,微处理器,多媒体技术是电脑能够交互式处理文字、声音、图像、动画、视频等多种媒体信息。为了实现这些目标，多媒体电脑配置的海量存储器激光光盘、声音卡、3D图形卡等硬件设备，走过了一段瓜熟蒂落的过程。,多媒体计算机,计算机发展史 -人物篇,许多天才科学家工程师的共同努力，造就了计算机技术的不断进步，人类世界因此而发生了翻天覆地的变化，每一位都值得我们纪念。,数字计算机首先来源于理论突破，是逻辑代数为开关电路设计奠定了的数学基础。逻辑代数又称布尔代数，正是以它的创立者英国数学家布尔（G.Boole）而命名。,数字化生存的开拓者,电子计算机之父-冯诺依曼,里程碑式的文献。报告明确规定出计算机的五大部件，并用二进制替代十进制运算使用“存储程序”，以便电脑自动依次执行指令。人们后来把这种“存储程序”体系结构的 机器统称为“诺依曼机”。,阿兰图灵,阿兰图灵1912年6月23日出生于英国伦敦一个书香门第的家庭。8岁时，他开始尝试写作了一部科学著作， 题名关于一种显微镜。1931年，他考入剑桥皇家学院。,1936年， 图灵发表了一篇划时代的论文论可计算数及其在判定问题中的应用 ，后被人改称理想计算机。论文里论述了一种“图灵机”，只要为它编好程序， 它就可以承担其他机器能作的任何工作。当世界上还没人提出通用计算机的概念前，图灵已经在理论上证明了它存在的可能性。,比尔盖茨和微软,比尔盖茨1955年10月28日 出生在西雅图，13岁就开始编 写计算机程序。1973年进入哈 佛大学法律系，19岁退学，与 同伴创办电脑公司。后改名微 软公司，自任董事长、总裁兼 首席执行官。 1988年1月，将总裁一职让给史蒂夫-鲍尔默。 比尔盖茨被誉为电脑奇才、20世纪最伟大的计算机软件行业巨人。36岁成为世界最年轻的亿万富翁。1999年福布斯评选，盖茨居世界亿万富翁首位，纯资产850亿美元,被时代周刊评为在数字技术领域影响重大的50人之一。,IBM PC诞生不仅掀起了个人电脑的大普及，而且导致了软件工业的勃兴。其中，受益最大的是微软公司。 MS-DOS伴随IBM PC电脑出征，由于所有PC个人电脑（包括其他厂商生产的兼容机）都需要安装MS-DOS，其用户后来竟超过3000万，历史上从来没有哪个软件能够达到如此庞大的用户数。微软公司依托MS-DOS迅速崛起。 80年代，微软陆续推出Windows操作系统。,比尔盖茨和微软,Win 1.01: November 1985 Win 2.03: November 1987 Windows 3.0: Mai 1990 Windows 3.1: April 1992 Win 95: 15. August 1995 Win98 30 Jun 1998 Win2000 Feb 2000 Win me August/September 2000 Winxp April 2003 Vista 2006 Win7 2009 Win8 至今,比尔盖茨和微软,Bill Gates,Steve Jobs,Andrew S Grove,Linus,Page Brin,计算机发展史 -应用篇,计算机的应用已经渗透到人类社会的各个领域。从天气预报到地质勘探，从自动售票到情报检索，从航天飞机到海洋开发，从产品设计到生产过程控制，从医疗诊断到生物工程等等，计算机都得到了日益广泛的应用，在未来的社会中计算机将同能源一样成为我们生活、工作、娱乐中不可的工具。,CAD,计算机在最近的几十年中，极大地改变了我们的生活。在工业中，计算机也得到了相应 的应用。,计算机辅助设计（CAD） 是在计算机硬件与软件的 支撑下，通过对产品的描述、 造型、系统分析、优化、仿 真和图形处理的研究，使计 算机辅助技术师完成产品的全 部设计过程，最后输出满意的 设计结果和产品图形。,CAE,CAE (Computer Aided Engineering)通常指有限元分析和机构的运动学及动力学分析。有限元分析可完成力学分析(线性.非线性.静态.动态)；场分 析(热场、电场、磁场 等) ；频率响应和结构 优化等。机构分析能 完成机构内零部件的 位移、速度、加速度 和力的计算，机构的 运动模拟及机构参数 的优化。,CAM (Computer Aided Manufacture) 可完成自动生成零件加工的数控代码，并可进行加工过程的动态模拟、干涉和碰撞检查等。主要是为数控机床服务。,PDM(Product Data Management)是产品数据管理，是一门用来管理所有与产品相关信息(包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等)和所有与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术。,CAM,计算机发展史 -未来篇,20世纪下半叶电子数字计算机蓬勃发展的主要基础是基于硅材料的微电子器件。发展高性能计算有两条途径，一条是基于现有的半导体集成电路技术，即微处理机技术，通过提高并行处理能力来实现；另一条途径是突破硅半导体器件的框框，发展非传统的新技术，包括超导计算、量子计算、生物计算和光计算等。,超导计算机,超导计算机是使用超导体元器件 的高速计算机。所谓超导，是指有 些物质在接近绝对零度（相当于-26 9摄氏度）时，电流流动是无阻力的 。1962年，英国物理学家约瑟夫逊 提出了超导隧道效应原理，即由超导体一绝缘 体一超导体组成器件，当两端加电压时，电 子便会像通过隧道一样无阻挡地从绝缘介质 中穿过去，形成微小电流，而这一器件的两 端是无电压的。约琴夫逊因此获得诺贝尔奖。,纳米计算机,科学家发现，当晶体管的尺寸缩小到0.1微米(100纳米)以下时，半导体晶体管赖以工作的基本原理将受到很大限制。研究人员需另辟蹊径，才能突破0.1微米界，实现纳米级器件。现代商品化大规模集成电路上元器件的尺寸约在0.35微米(即350纳米)，而纳米计算机的基本元器件尺寸只有几到几十纳米。 目前，在以不同原理实现纳米级计算方面，科学家提出四种工作机制：电子式纳米计算技术，基于生物化学物质与DNA的纳米计算机，机械式纳米计算机，量子波相干计算。它们有可能发展成为未来纳米计算机技术的基础。 像硅微电子计算技术一样，电子式纳米计算技术仍然利用电子运动对信息进行处理。不同的是：前者利用固体材料的整体特性，根据大量电子参与工作时所呈现的统计平均规律；后者利用的是在一个很小的空间(纳米尺度)内，有限电子运动所表现出来的量子效应。,光计算机,与传统硅芯片计算机不同，光计算机用光束代替电子进行运算和存储：它以不同波长的光代表不同的数据，以大量的透镜、棱镜和反射镜将数据从一个芯片传送到另一个芯片。 研制光计算机的设想早在20世纪50年代后期就已提出。1986年，贝尔实验室的戴维米勒研制出小型光开关，为同实验室的艾伦黄研制光处理器提供了必要的元件。1990年1月，黄的实验室开始用光计算机工作。 从采用的元器件看，光计算机有全光学型和光电混合型。1990年贝尔实验室研