电脑的发展史.ppt

计算的历史,PC发展简史,计算的历史,第一部分：计算溯源第二部分：PC前传第三部分：PC演义第四部分：PC展望,计算溯源引言,在漫长的人类进化和文明发展过程中，人类的大脑逐渐具有了一种特殊的本领，这就是把直观的形象变成抽象的数字，进行抽象思维活动。在“象”和“数”之间互相转换，使人类具备了认识世界的能力。,计算溯源引言,在数的概念出现之后，就开始出现了数的计算。计算需要借助一定的工具来进行，人类最初的计算工具，就是人类的双手。掰指头算数，这就是最早的计算方法。人天生就有十个指头，因此十进制就成为人们最熟悉的进制计数法。,计算溯源引言,由于双手的局限性，人类开始学习用小木棍、石子等身外之物作为计算工具。在拉丁语中，“计算”的单词Calculus，其本意就是用于计算的石子。随着文明的进步，人类学会了使用越来越多、越来越复杂的计算工具，计算方法也越来越高级。,计算溯源17世纪以前中国人的智慧之光,二十世纪最伟大的发明电子计算机，又被称为电脑，它的本质正是人类的一种高级计算工具。如果从本质上去探究计算工具的源头，那就是2000多年前春秋战国时代的中国人发明的算筹。,最古老的计算工具：算筹,计算溯源17世纪以前中国人的智慧之光,算筹作为最早的计算工具，为人类文明做出过巨大贡献。我国古代著名的数学家祖冲之，就是借助算筹计算出圆周率Pie的值介于3.1415926和3.1415927之间；中国古代的天文学家，运用算筹总结出了精密的天文历法。,计算溯源17世纪以前中国人的智慧之光,随着计算技术的发展，在求解一些更复杂的数学问题的时候，算筹显得越来越不方便了。于是在大约六、七百年前，中国人发明了算盘，它结合了十进制计数法和一整套计算口诀，一直沿用至今，并被许多人看作是最早的数字计算机。我们熟悉的常用语“三下五除二”、“七上八下”等，就是起源于珠算口诀，这是最早的体系化算法。,计算溯源16世纪-17世纪早期西方的灵感,欧洲文艺复兴时期的伟人达芬奇是一位旷世奇才，他在科学方面的造诣丝毫不亚于其艺术成就，他很早就提出过计算工具的设想。后人在达芬奇的手稿中，发现了关于机械式计算工具设计方案的记录。,计算溯源16世纪-17世纪早期西方的灵感,1621年，英国人冈特发明计算尺，这是世界上最早的模拟计算工具。后来，更多的计算尺被发明出来，并为两次工业大革命做出了杰出贡献。计算尺曾经是每个工程师的必备之物和象征。直到20世纪中叶，计算尺才逐渐被袖珍计算器取代。,计算溯源17世纪中期-19世纪中期,从17世纪到19世纪长达两百多年的时间里，一批杰出的科学家相继进行了机械式计算机的研制，其中的代表人物有帕斯卡、莱布尼茨和巴贝奇。这一时期的计算机虽然构造和性能还非常简单，但是其中体现的许多原理和思想已经开始接近现代计算机。,计算溯源先驱的探索：机械式计算机,帕斯卡加法机1642年，法国数学家、物理学家和思想家帕斯卡发明加法机，这是人类历史上第一台机械式计算机，其原理对后来的计算机械产生了持久的影响。,计算溯源先驱的探索：机械式计算机,莱布尼兹乘法机1673年，德国数学家莱布尼兹发明乘法机，这是第一台可以运行完整的四则运算的计算机。莱布尼兹同时还提出了“可以用机械代替人进行繁琐重复的计算工作”的伟大思想，这一思想至今鼓舞着人们探求新的计算机。,计算溯源先驱的探索：机械式计算机,巴贝奇分析机1822年，英国数学家巴贝奇发明差分机，专门用于航海和天文计算。这是最早采用寄存器来存储数据的计算机，体现了早期程序设计思想的萌芽。第一台差分机从设计到制造完成，花费了整整十年。它可以处理3个5位数，计算精度达到6位小数。,计算溯源19世纪后期从机械到电的飞跃,赫尔曼霍勒斯制表机1888年，美国人赫尔曼霍勒斯发明了制表机，它应用到的先进技术包括：采用穿孔卡片进行数据处理，并用电气控制技术取代了纯机械装置。,计算溯源19世纪后期从机械到电的飞跃,霍勒斯于1896年创立了制表机公司，1911年该公司并入CTR（计算制表记录）公司，这就是著名的IBM公司的前身。1924年，托马斯沃森一世把CTR更名为IBM。,计算溯源20世纪早期电子文明的曙光,电子二极管和三极管在20世纪头几年相继问世。真空电子二极管的发明使人类打开了电子文明的大门，而电子三极管的发明及其放大原理的发现，标志着人类科技史进入了一个新的时代：电子时代。,计算溯源20世纪早期电子文明的曙光,计算溯源20世纪早期电子文明的曙光,1906年，美国人德弗雷斯特发明电子三极管，并在研究中发现，三极管可以通过级联使放大倍数大增，这使得三极管的实用价值大大提高，从而促成了无线电通信技术的迅速发展。德弗雷斯特也因为发明三级管而被称为“无线电之父”。三极管的发明最初居然被指控为商业诈骗，并被法官判定为一个“毫无价值的玻璃管”。,三级管,计算溯源20世纪早期电子文明的曙光,1943年，数学家阿兰图林指导研制了“巨人”计算机，并率领英国情报组利用它成功地破译了纳粹德国的密码（Enigma）。二战期间共有10台“巨人”在英军服役，使得英国在密码破译上始终比德国占据主动。“Colossus”算不上真正的数字电子计算机，但在继电器计算机与现代电子计算机之间起到了桥梁作用。第一台“巨人”：有1500个电子管，5个处理器并行工作，每个处理器每秒处理5000个字母。,计算溯源20世纪早期电子文明的曙光,艾肯的MARK-I1944年，美国科学家艾肯借助IBM的技术和资金支持，研制成功机电式计算机MARK-I。这是世界上最早的通用型自动机电式计算机之一，它取消了齿轮传动装置，以穿孔纸带传送指令。,计算溯源PC前传,作为能够模拟人类思维的高级计算工具，电子计算机有着严谨的数学理论基础和精密的体系结构。1946年问世的ENIAC堪称二十世纪人类最伟大的发明，它标志着现代电子计算机时代的到来。但在ENIAC问世之前，无数杰出的科学家为之付出了艰苦的努力，有一些人的名字是应当被永远铭记的：图林、阿塔纳索夫、冯诺伊曼,PC前传现代电子计算机的理论准备阶段,逻辑代数早在1847和1854年，英国数学家布尔发表了两部重要著作逻辑的数学分析和思维规律的研究，创立了逻辑代数。逻辑代数系统采用二进制，是现代电子计算机的数学和逻辑基础。,PC前传现代电子计算机的理论准备阶段,计算机三原则1939年，阿塔纳索夫提出计算机三原则；采用二进制进行运算；采用电子技术来实现控制和运算；采用把计算功能和存储功能相分离的结构。1939年，阿塔纳索夫还设计并试制数字电子计算机的样机“ABC机”，但未能完工。阿塔纳索夫关于电子计算机的设计方案启发了ENIAC开发小组的莫克利，并直接影响到ENIAC的诞生。,PC前传ENIAC,ENIAC：长30.48米，宽1米，占地面积170平方米，30个操作台，约相当于10件普通房间的大小，使用18000个电子管，70000个电阻，10000个电容，1500个继电器，重达30吨，耗电量150千瓦，造价48万美元，6000多个开关，每秒执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算机的1000倍，手工计算的20万倍。,PC前传ENIAC,1946年2月15日，世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC问世，承担开发人物的是又四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成的“莫尔小组”，总工程师埃克特当时年仅24岁。人类终于进入了电子计算机时代。,PC前传第一代电子管计算机,第一代计算机的标志是采用电子管作为逻辑元件，包含五个基本部分：运算器、控制器、存储器、输入、输出。在ENIAC研制成功后，又相继出现了一批电子管计算机，主要用于科学计算。其中重要的代表机型有EDSAC（1949，第一台存储程序计算机）、EDVAC（1950，第一台并行计算机）、UNIVAC（1951）、,PC前传第一代电子管计算机,EDSAC,PC前传第一代电子管计算机,19441945年间，美籍匈牙利科学家冯诺伊曼在第一台现代计算机ENIAC尚未问世时注意到其弱点，并提出一个新机型EDVAC的设计方案，其中提到了两个设想：采用二进制和“存储程序”。这两个设想对于现代计算机至关重要，也使冯诺伊曼成为“现代电子计算机之父”，冯诺伊曼机体系延续至今。,PC前传第一代电子管计算机,UNIVAC,PC前传第一代电子管计算机,IBM701,PC前传晶体管和第二代计算机,1947年，贝尔实验室的肖克莱、巴丁、布拉顿发明了点触型晶体管。1950，又发明了面结型晶体管。相比电子管来说，晶体管体积小、重量轻、寿命长、发热少、功耗低，电子线路的结构大大改观，运算速度则大幅度提高。,PC前传晶体管和第二代计算机,第二代计算机的历史时期是1959年至1964年。美国贝尔实验室于1954年研制成功第一台使用晶体管的第二代计算机TRADIC，IBM公司于1958年制成的1401及后续的1410/1440系列计算机，是第二代计算机中的代表。相比采用定点运算的第一代计算机，第二代计算机普遍增加了浮点运算，计算能力实现了一次飞跃。第二代计算机除了大量用于科学计算，还逐渐被工商企业用来进行商务处理，由此，高级语言FORTRAN和COBOL得到了广泛应用。1956年，IBM公司的巴克斯研制成功第一个高级程序语言FORTRAN，它被广泛用于科学计算,PC前传集成电路和第三代计算机,PC前传集成电路和第三代计算机,第三代计算机的最重要特征就是采用晶体管作为逻辑元件。此外，系列兼容和采用微程序设计也是第三代计算机的重要特点。IBM于1964年研制出计算机历史上最成功的机型之一IBM360，它极强的通用性适用于各方面的用户，具有“360度”全方位的特点，因此被命名为360。开发360被称为“世纪豪赌”，因为IBM为此投入了50亿美元的研发费用，远远超过制造原子弹的“曼哈顿计划”的20亿美元。IBM由于360的成功，进一步巩固了自己在业界的地位，“蓝色巨人”IBM几乎成为计算机的代名词。,PC前传“三代半计算机”,1970年，IBM推出IBM370系列机，采用大规模集成电路取代磁芯进行存储，以小规模集成电路作为逻辑元件，被称为三代半计算机。370还采用了虚拟存储器技术，首次实行软硬件价格分离策略，这就明确了软件本身的价值。,PC前传第四代计算机,由于采用LSI/VLSI使计算功能飞速提高，计算机的应用领域急剧拓展。随着技术的进展，计算机开始分化成通用大型机、巨型机、小型机和微型机。70年代，随着微处理器的问世和发展，微型计算机开始普及，这就是PC时代的前夜。,PC演义,计算机最终要走进千家万户，这个大趋势注定了PC必将在历史的某一时刻出现。身为产业霸主的蓝色巨人不辱使命，为全世界贡献了这一伟大的革命性产品。最终，PC从一种纯粹的技术产品衍生出了一种精神层面的涵义，这就是：开放。,PC演义霍夫和Intel4004,1971年1月，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel4004，这项发明成为微电子领域有史以来最重要的发明之一，标志着第一代微处理器的问世，微处理器和微机时代从此开始。霍夫也因此被英国经济学家杂志列为“二战以来最有影响力的7位科学家”之一。,PC演义Intel8008,1972年4月，霍夫和同事费金开发出了第一个8位微处理器Intel8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器，因此仍属第一代微处理器。主频200KHz的8008是MCS-8芯片产品家族的成员之一，可存取16KB内存，使用了3500个10微米技术的晶体管，每秒执行60000条指令。,PC演义第二代微处理器和最早的微型计算机,1973年8月，霍夫等人研制出8位微处理器Intel8080，以N沟道MOS电路取代了P沟道，标志着微处理器的发展进入第二代。主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍，可存取64KB存储器，使用了基于6微米技术的6000个晶体管，处理速度为0.64MIPS。,PC演义第二代微处理器和最早的微型计算机,1975年1月出版的大众电子，刊出了一篇MITS介绍其Altair8800计算机的文章，以套装的形式出售，售价439美元，使用Intel8080处理器。Altair出现在杂志的封面，而实际上这只是一个模型而不是真正的机器。同年4月，MITS发布第一个通用型Altair8800，售价375美元，带有1KB存储器。,PC演义两个年轻人创立Microsoft,1975年，还在哈佛大学学习法律的BillGates，与好友PaulAllen在三周之内为MITSAltair开发出BASIC语言，并创立了Micro-soft公司。1976年，BillGates中途辍学，把全部精力投入公司的运作，该公司在1977年正式改名为Microsoft。,PC演义两个“Steve”创立Apple,1976年3月，SteveWozniak和SteveJobs凭借1300美元，在后者的车库里开发出了一台微型计算机，他们将其称作AppleI，以纪念Jobs曾在苹果园打工的独特经历。4月1日愚人节这天，两个Steve成立了Apple计算机公司。,PC演义Intel8086,1978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微处理器，标志着第三代微处理器问世。它采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管，售价360美元，可存取1MB内存，速度为0.33MIPS。1年之后，Intel推出4.77MHz的准16位微处理器8088。它在内部以16位运行，但支持8位数据总线，采用现有的8位设备控制芯片，包含29000个3微米技术的晶体管，可访问1MB内存地址，速度为0.33MIPS。,PC演义Microsoft的秘密交易,1980年10月，Microsoft把握了一次绝佳的发展机遇。IBM在秘密进行代号为“跳棋计划”的开发项目（第一台IBMPC）过程中，向Microsoft提出采购一套操作系统。PaulAllen抓住机会与SeattleComputerProducts的TimPatterson签约，向其支付了不到10万美元，获得了其DOS操作系统的版权并进行了一些修改，从而做成了与这个神秘客户（IBM）的大买卖。,PC演义IBMPC创造历史,早在1980年7月，一个负责“跳棋计划”的13人小组秘密来到佛罗里达州波克罗顿镇的IBM研究发展中心，开始开发后来被称为IBMPC的产品。一年后的8月12日，IBM公司在纽约宣布第一台IBMPC诞生，这个开创计算机历史新篇章的时刻，迄今22年。IBM微电脑技术总设计师道艾斯垂负责整个跳棋计划的执行，他的天才和辛勤工作直接导致了IBMPC的成功，因此他被后人尊称为“PC之父”。不幸的是，4年后其乘坐的班机遭台风袭击而英年早逝，没能够亲眼目睹他所开创的巨大辉煌。,第一台pc,第一台IBMPC采用了主频为8MHz的Intel8088，操作系统是Microsoft提供的MS-DOS。IBM将其命名为“个人电脑（PersonalComputer）”，不久“个人电脑”的缩写“PC”成为所有个人电脑的代名词。IBM原来预计在一年中售出241683台，然而用户的需求被大大低估了，实际上一个月的PC销售量就超出了预计。伴随IBMPC的成功而脱胎换骨的两家公司，是微处理器制造商Intel和软件制造商Microsoft。随着日后IBMPC及其兼容机的迅猛发展，这两个当年的小公司名声大噪，终于成为今日计算机产业界的巨人。,PC演义Windows初试莺啼,IBM在1983年3月8日发布了PC的改进型IBMPC/XT，凭借XT，IBM市场占有率超过76%，一举把Apple挤下微型电脑霸主的宝座。它带有一个容量为10MB的硬盘，这是硬盘第一次成为PC的标准配置。XT预装了DOS2.0系统，支持“文件”的概念并以“目录树”存储文件。11月，Microsoft正式发布MicrosoftWindows，但Windows1.0并不成功。,PC演义Compaq抢先拥抱386,由于IBM在386芯片上的迟疑，1986年9月，Compaq抢先推出了世界上第一台基于16MHzIntel80386的个人电脑CompaqDeskproPC。从这一刻开始，兼容机喧宾夺主，开始领先IBMPC。借助Intel公司不断推陈出新的微处理器，Compaq的业绩年年暴涨，短短四年间跃入财富500强。1994年，Compaq在全球PC市场上的投放量为483万台，第一次超过IBM的424万台，一举登上了PC电脑的王座。,康柏电脑,康柏电脑，是由三位来自德州仪器公司的高级经理罗德肯尼恩（RodCanion），吉米哈里斯（JimHarris）和比尔默顿（BillMurto）于1982年2月分别投资1000美元共同创建的。2002年康柏公司被惠普公司收购。,PC演义Dell借助Intel486实现飞跃,在Compaq由于具有大量386订单而对Intel486犹豫不决的时候，Dell立刻与Intel签订合同，推出了自己的486整机，Intel486微处理器的面世使Dell公司登上了一个大台阶。Dell通过直销模式在兼容机市场后来居上，1991年，25岁的MichaelDell成为财富全美500家大企业中最年轻的总裁。,PC演义MicrosoftWindows实现突破,1990年5月22日，Microsoft推出Windows3.0并开始发货，标志着采用图形用户界面（GUI）的操作系统开始了真正的普及。当时并非所有人都对Windows3.0的前景表示乐观，分析师JohnDvorak说：“我认为Windows3.0会引起人们的注意，人们会试用一下，但不久许多人会把它与Commodore64一起放进壁橱里。”,PC演义Windows95姗姗来迟,早在1992年7月6日，MS就宣称正在进行“Chicago”的研发，但直到1995年8月24日，Microsoft才正式发布Windows95，有20000多家零售商开始参与销售这种软件。,PC演义网络潮风起云涌,IBM尝试使PC进入全新的网络应用，PC开始介入网络环境。1997年，IBM提前观察到了网络的巨大潜力，并提出如今路人皆知的电子商务（e-business）战略。与此同时，Microsoft推出IE4.0，欲与此前网络浏览器的领头羊Netscape一争高下，也说明了Internet已经引起了BillGates的高度重视。直销之王Dell开始通过网络销售其PC产品并大获成功。,PC演义IBM重新定义“PC”,1998年，IBM提出“普及运算”（PervasiveComputing），这一次，缩写词“PC”的涵义发生了革命性的变化。PC已不仅仅是单纯的个人计算工具PersonalComputer，它更成为人们进入网络时代的接口。,PC演义网络边际诠释PC全新理念,2000年，IBM提出网络边际（EoN）理念，进一步明确IBMPC未来的发展方向。EoN提出的四点重要特征（易用、用户优化、适用于电子商务、协调的电子生活方式），成为PC未来发展的趋势总结。,PC演义PC王座再度易主,依靠商业模式创新的Dell首次占据PC全球市场份额第一，Compaq在掌上设备市场广受欢迎，IBM继续其超前想象力和技术创新的一贯传统，官司缠身的Microsoft上诉终获成功免于被拆分，Intel和AMD继续向更高速度冲刺。PC演义仍在续写。,PC展望,PC，这个孕育于英雄辈出的微型计算机时代、脱胎于蓝色巨人远见与慷慨的精灵，至今整整走过了22个年头。22年对于一个人也许是相当漫长的一段路；而对于飞跃式发展的计算机产业，却似乎只是弹指瞬间。在这20年中，PC无论从外表特征还是内部结构和功能特点，都发生了天翻地覆的变化。如今除了在博物馆，我们已经很难再看到古朴厚重的“爷爷辈”的PC，但这正体现出人类伟大的创造力。,PC展望,1984年11月1日，中国科学院计算所新技术发展公司成立，也就是日后的联想集团。1985年6月，中国第一台自行研制的微机长城0520研制成功，其广告词是：“一台我们自己制造的能够处理中文的电脑”。1