计算机简要发展历史

1、计算机发展史计算机发展史 计算与计算工具 计算机的发展简史 计算机的基本组成 现代计算机的分类 计算机的应用计算的定义狭义：以数字为基础、遵循一定的计算狭义：以数字为基础、遵循一定的计算规则进行规则进行;如：数的加减乘除，函数的微如：数的加减乘除，函数的微分、积分、方程的求解等等，定理的证分、积分、方程的求解等等，定理的证明推导明推导;广义：计算就是对信息的变换广义：计算就是对信息的变换 ；计算规则的机械化、公式化，可以借助计算规则的机械化、公式化，可以借助计算工具来实现计算。计算工具来实现计算。最初的计算机工具最初的计算机工具 手指计算 结绳记事 算筹 算盘 计算尺 机械式计算机 人类最初用

2、手指计算，因为人有两只手，十个手指头。 用手指头计算固然方便，但不能存储计算结果，于是人们用结绳记事来延长记忆能力 算筹算筹 到了春秋时代就出现了算筹。 算筹是我国古代最早用来计数和计算的工具，一般是由十几厘米的竹签制成，用它摆成不同的形式来表示不同的数算算 盘盘 到了唐朝已经有了至今仍在使用的计算工具算盘 珠算是我国人民独特的创造计算尺、机械式计算机 欧洲直到17世纪才出现计算尺和机械式计算机8机械式计算器机械式计算器- 1642年，法国数学家年，法国数学家布莱斯布莱斯-帕斯卡帕斯卡设计出设计出史上第一台机械计算器史上第一台机械计算器,可进行加减法计算可进行加减法计算(当时当时他他19岁岁)

3、;- 德国数学家、物理学家和哲学家德国数学家、物理学家和哲学家莱布尼茨莱布尼茨对上述机器加以改进，对上述机器加以改进， 1673年研制成能进行加年研制成能进行加减乘除及开平方功能的通用计算器；减乘除及开平方功能的通用计算器；莱布尼兹是第一个认识到二进制记数法重要莱布尼兹是第一个认识到二进制记数法重要性的人，性的人，1716年发表了年发表了论中国的哲学论中国的哲学一文，一文，专门讨论八卦与二进制，指出二进制与八卦有共专门讨论八卦与二进制，指出二进制与八卦有共同之处，并系统地提出了二进制数的运算法则。同之处，并系统地提出了二进制数的运算法则。2 75 1 2 37 1 2 18 0 2 9 1 2

4、 4 0 2 2 0 2 1 1 0示例示例2:结果为：结果为：1001011十进制整数十进制整数 二进制整数二进制整数10巴贝奇分析机巴贝奇分析机-英国英国数学家数学家查尔斯查尔斯-巴贝奇巴贝奇(1791-1871)-历经历经10年于年于1822年设计出差分机，能进行年设计出差分机，能进行加减计算并完成数表编制，能按照设计者的控制加减计算并完成数表编制，能按照设计者的控制自动完成一连串的运算，体现了计算机最早的程自动完成一连串的运算，体现了计算机最早的程序设计思想序设计思想 ； 1822 1822 差分机差分机1834 1834 分析机分析机11机电式机电式计算机计算机 美国哈佛大学应用数学

5、教授霍德华美国哈佛大学应用数学教授霍德华.艾肯受巴贝奇思艾肯受巴贝奇思想启发，想启发， 在在IBM公司资助下，于公司资助下，于1944年研制成功机年研制成功机电式计算机马克一号，采用继电器代替齿轮等机械电式计算机马克一号，采用继电器代替齿轮等机械零件，马克一号是世界上第一台大型自动数字计算零件，马克一号是世界上第一台大型自动数字计算机（机（已经是一种电动的机器） 电子计算机电子计算机第二次世界大战结束后，真空管得到普第二次世界大战结束后，真空管得到普遍使用，电子器件的采用使计算机进入了遍使用，电子器件的采用使计算机进入了电子时代电子时代 12世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机ENIA

6、C41946年年2月月14日，在美国宾夕法尼日，在美国宾夕法尼亚大学诞生世界上第一台电子管亚大学诞生世界上第一台电子管(真空管真空管)的数字积分计算机的数字积分计算机；重量：重量：30吨吨面积：面积：170平米平米电子管：电子管：18000电阻：电阻：70000电容：电容：10000耗电：耗电：140千瓦千瓦每秒可做每秒可做5000次加法，或者次加法，或者500次乘法，或者次乘法，或者50次除法次除法13ENIAC：The Electronic Numerical Integrator And Computer电子管的数电子管的数字积分计算字积分计算机机 ENIAC的编程：通过将电线插入配线板

7、上来进行的编程：通过将电线插入配线板上来进行 世界上第一台计算机世界上第一台计算机14存储容量小；存储容量小；在外部通过开关和插线安排计算程在外部通过开关和插线安排计算程序，程序无法重用；序，程序无法重用；故障率高；故障率高；（每（每1515分钟烧掉一个真空管，分钟烧掉一个真空管，1515分钟才能找到。耗电惊人！）分钟才能找到。耗电惊人！）运行了运行了9 9年。年。ENIACENIAC的缺点：的缺点：宾州大学莫奇宾州大学莫奇利（利（Mauchly）博士和他的博士和他的学生爱克特学生爱克特（Eckert）世界上第一台计算机世界上第一台计算机第一代计算机 第一代计算机（1946-1958）是采用电

8、子管作为逻辑原件。 1946年2月世界上第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学这部机器使用了18800个真空管，长50英尺，宽30英尺， 占地1500平方英尺，重达30吨（大约是一间半的教室大，六只大象重）。它的计算速度快，每秒可从事5000次的加法运算。 第二代计算机 第三代计算机 第四代计算机 晶体管 中小规模集成电路 大规模、超大规模集成电路17第一代第一代（19461958）电子管电子管5千千4万（次万（次/秒）秒）第二代第二代（19581964）晶体管晶体管几十万几十万百万（次百万（次/秒）秒）第三代第三代（19641974）集成电路集成电路百万百万几百万（次几百万（次/秒秒）第四代第四代

9、（1974）大规模集成电路大规模集成电路几百万几百万几亿（次几亿（次/秒）秒）1.2电子计算机发展简史电子计算机发展简史莫尔定律 计算机从第一代发展到第四代，由于技术的更新和应用的推动，一直处于飞速发展之中。依据信息技术发展功能价格比的莫尔定律莫尔定律，计算机芯片的功能每18个月翻一番，而体积价格减一半。19晶晶体体管管数数单单位位时时间间执执行行的的指指令令数数百万条百万条/每秒每秒摩尔定律：半导体上的晶体管数目，大约每摩尔定律：半导体上的晶体管数目，大约每隔隔18个月就会增加一倍，或者体积缩小个月就会增加一倍，或者体积缩小50 计算机第一定律计算机第一定律摩尔定律摩尔定律1971年，年，英

10、特尔第英特尔第一款微处一款微处理器理器 20计算机的六大分类计算机的六大分类 巨型机巨型机 小巨型机小巨型机 大型机大型机 小型机小型机 工作站工作站 微机微机21计算机的六大分类计算机的六大分类 巨型机（巨型机（Super Computer） 是一种超大型电子计算机。具有很强的计算和处是一种超大型电子计算机。具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。主要用来承担重大的科学研究、国防尖件系统。主要用来承担重大的科学研究、国防尖端技术和国民经

11、济领域的大型计算课题及数据处端技术和国民经济领域的大型计算课题及数据处理任务。计算机的运算速度平均每秒理任务。计算机的运算速度平均每秒1000万次以万次以上；其次，存贮容量在上；其次，存贮容量在1000万位以上。（相对于万位以上。（相对于时代）时代） Cray-1,Cray-2,Cray-3,国产银河国产银河I, 银河银河II, 银河银河III巨型机的主要应用范围 如大范围天气预报，整理卫星照片，原子核物如大范围天气预报，整理卫星照片，原子核物的探索，研究洲际导弹、宇宙飞船等的探索，研究洲际导弹、宇宙飞船等;制定国民制定国民经济的发展计划，项目繁多，时间性强，要综经济的发展计划，项目繁多，时间

12、性强，要综合考虑各种各样的因素，依靠巨型计算机能较合考虑各种各样的因素，依靠巨型计算机能较顺利地完成顺利地完成。23计算机的六大分类计算机的六大分类 小巨型机小巨型机（Mini Super Computer）功能功能同巨型机相近，价格相对便宜，发展十分迅速同巨型机相近，价格相对便宜，发展十分迅速,美美国国Convex公司的公司的C系列机为其代表产品。体系结系列机为其代表产品。体系结构简洁；工程结构紧凑；机器处理能力约为巨型构简洁；工程结构紧凑；机器处理能力约为巨型机的机的1/101/4；价格约为巨型机的；价格约为巨型机的1/10；使用维；使用维护方便；工作稳定可靠。护方便；工作稳定可靠。计算机

13、的六大分类计算机的六大分类 大型机大型机（Mainframe）大中型企事业单位作大中型企事业单位作为计算中心的主机使为计算中心的主机使用，统一调度主机资用，统一调度主机资源，代表产品有源，代表产品有IBM360，370，4300等。等。zSeries 900大型机大型机 25计算机的六大分类计算机的六大分类 小型机（小型机（Minicomputer） 指运行原理类似于指运行原理类似于PC（个人电脑）和服务器，（个人电脑）和服务器，但性能及用途又与它们截然不同的一种高性能但性能及用途又与它们截然不同的一种高性能计算机，它是计算机，它是70年代由年代由DEC（数字设备公司）（数字设备公司）公司首先

14、开发的一种高性能计算产品。公司首先开发的一种高性能计算产品。 它可以满足部门性的需求，供小型企事业单位它可以满足部门性的需求，供小型企事业单位使用，典型产品有使用，典型产品有IBM-AS/400，DEC-VAX系系列，国产太极。列，国产太极。26计算机的六大分类计算机的六大分类 工作站（工作站（workstation） 工作站是一种高档的微型计算工作站是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有较器和外部存储器，并且具有较强的信息处理功能和高性能的强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能

15、以及联网图形、图像处理功能以及联网功能。功能。 用于特殊的专业领域，例如图用于特殊的专业领域，例如图象处理和辅助设计等。典型产象处理和辅助设计等。典型产品有品有HP-APOLLO，SUN工作工作站等。站等。戴尔戴尔 Precision 490图形工作站图形工作站27计算机的六大分类计算机的六大分类 微型机（微型机（microcomputer） 简称简称“微型机微型机”、“微机微机”，也称也称“微电脑微电脑”。由大规模。由大规模集成电路组成的、体积较小集成电路组成的、体积较小的电子计算机。由微处理机的电子计算机。由微处理机(核心核心)、存储片、输入和输、存储片、输入和输出片、系统总线等组成。特出

16、片、系统总线等组成。特点是体积小、灵活性大、价点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。格便宜、使用方便。 个人或家庭使用，个人或家庭使用，PC机机/个个人计算机，价格低廉人计算机，价格低廉。主机主机显示器显示器键盘键盘 鼠标鼠标微型计算机的硬件组合计算机系统计算机系统硬件系统硬件系统软件系统软件系统主机主机外设外设CPU内存外存输入设备输出设备运算器控制器系统软件系统软件应用软件应用软件操作系统语言处理系统服务型程序套装软件应用软件包用户程序 计算机系统的组成计算机系统的组成主主 板板BIOSPCI扩展槽内存插槽CPU插槽电池数据线插槽硬件硬件 存储器存储器 存储器的技术参数： 存储容量：常

17、用单位：KB、MB、GB存储系统的组成：三级存储结构 外存储器、内存储器、Cache内存储器（主存储器）按功能和性能分为：随机存储器和只读存储器1、随机存储器RAM（Random Access Memory）又叫读写存储器。特点：可读写，信息不能长期保留，断电丢失。2、只读存储器ROM（Read Only Memory）。特点：其中信息固定不变，只能读出，不能重写；关机后信息不丢失。32 计算机的应用计算机的应用网上定票、图书馆借书、银行取款、打电话、视屏会议、使用家用电器、卫星定位、车上的控制系统计算机对人类科学技术的发展产生了深远的影响，极大的增强了人类认识世界、改造世界的能力，在国民经济

18、和社会生活的各个领域有着广泛的应用。按照应用领域划分按照应用领域划分 科学计算 数据处理 自动控制 人工智能 计算机辅助工程 娱乐与文化教育 互联网上的应用34 计算机的应用计算机的应用-科学计算科学计算 所谓科学计算是指使用计算机来完成科学研究和工程技术中所遇到的数学问题的计算，又称为数值计算。 在科学研究和工程技术中通常要将实际问题归结为某一数学模型，这些数学模型内容复杂、计算量大、要求的精度高，只有以计算机为工具来计算才能快速地取得满意的结果。诸如天气预报、宇宙飞船和火箭的发射与控制、人造卫星的研制、原子能的利用、生命科学、材料科学、海洋工程等现代科学技术研究成果无一不是在计算机的帮助下

19、才取得的。35 计算机的应用计算机的应用-数据处理数据处理 所谓数据处理所谓数据处理是指对数据进行变换、加工、是指对数据进行变换、加工、分析和综合处理。分析和综合处理。 大量的计算机应用于金融、保险、电信、大量的计算机应用于金融、保险、电信、交通等领域；此外，数字图书馆、科技情交通等领域；此外，数字图书馆、科技情报检索以及飞机和火车的自动定票系统等报检索以及飞机和火车的自动定票系统等也都属于数据处理范畴。也都属于数据处理范畴。36 计算机的应用计算机的应用-数据管理数据管理 在当今信息化的社会中，每时每刻都在生在当今信息化的社会中，每时每刻都在生成大量的信息，只有利用计算机才能管理成大量的信息

20、，只有利用计算机才能管理和充分利用浩如烟海的信息。和充分利用浩如烟海的信息。 例如例如,利用数据库技术开发的管理信息系统利用数据库技术开发的管理信息系统和决策支持系统等和决策支持系统等,可可大大提高企业或政府大大提高企业或政府部门的现代化管理水平。部门的现代化管理水平。 数据挖掘技术：是指从大量、随机的数据数据挖掘技术：是指从大量、随机的数据中，通过设置一定的学习算法，提取隐含中，通过设置一定的学习算法，提取隐含在其中的，人们事先不知道但又是潜在有在其中的，人们事先不知道但又是潜在有用的信息。用的信息。 37计算机的应用计算机的应用-自动控制自动控制 所谓所谓自动自动控制是指及时地采集检测数据

21、、控制是指及时地采集检测数据、使用计算机快速地进行处理并自动地控制使用计算机快速地进行处理并自动地控制被控对象的动作，实现生产过程的自动化。被控对象的动作，实现生产过程的自动化。此外，在计算机应用于实时控制中还具有此外，在计算机应用于实时控制中还具有故障检测、报警和诊断等功能。故障检测、报警和诊断等功能。 在钢铁、石油、化工、制造业等工业企业在钢铁、石油、化工、制造业等工业企业都需要进行实时都需要进行实时自动自动控制，以提高生产效控制，以提高生产效率和产品质量。率和产品质量。 通信系统中的程控交换机：随时响应用户通信系统中的程控交换机：随时响应用户的呼叫请求并进行处理，完成自动接续等的呼叫请求

22、并进行处理，完成自动接续等一系列控制功能一系列控制功能 。38计算机的应用计算机的应用-人工智能人工智能 人工智能、简称人工智能、简称AI、它是让计算机模拟人、它是让计算机模拟人的某些智能行为的某些智能行为 。 研究方向：机器人。研究方向：机器人。 专家系统专家系统。需要时只须由用户输人要查询的问。需要时只须由用户输人要查询的问题和有关数据，专家系统通过推理判断向用户题和有关数据，专家系统通过推理判断向用户作出解答。作出解答。 模式识别模式识别，它的实质是抽取被识别对象的特征，它的实质是抽取被识别对象的特征，即所谓模式，与事先存在于计算机中的已知对即所谓模式，与事先存在于计算机中的已知对象的特征进行比较与判别。如文字识别、声音象的特征进行比较与判别。如文字识别、声音识别、邮件自动分检、指纹识别、机器人景物识别、邮件自动分检、指纹识别、机器人景物分析等。分析等。 智能检索智能检索 。事实。事实+规则，智能检索具有一定的规则，智能检索具有一定的推理能力。推理能力。计算机辅助工程 计算机辅助工程包括计算机辅助设计（computeraided design，CAD） 计算机辅助制造（computeraided man