计算机学科第01章计算机发展简史

1、1学生计算机基础调查学生计算机基础调查 从来没用过计算机从来没用过计算机 玩儿过游戏玩儿过游戏 做过文字编辑做过文字编辑 上过网上过网 组装过个人计算机组装过个人计算机 写过程序写过程序2教材教材 主教材主教材王红梅王红梅 胡明编著胡明编著.计算机学科概论计算机学科概论.清华大学出版社清华大学出版社 参考教材参考教材赵致琢编著赵致琢编著.计算机科学导论计算机科学导论.科学出版社科学出版社黄国兴编著黄国兴编著.计算机导论计算机导论.清华大学出版社清华大学出版社张欣译张欣译.计算机科学概论计算机科学概论.机械工业出版社机械工业出版社3课程性质课程性质 综述性、导引型课程综述性、导引型课程 粗线条介

2、绍，作用：旅游出发前浏览地图粗线条介绍，作用：旅游出发前浏览地图 学习要求：了解、理解学习要求：了解、理解 学习知识的四个层次：了解、理解、掌握、应用学习知识的四个层次：了解、理解、掌握、应用4课程内容课程内容 理论环节理论环节 计算机发展简史计算机发展简史 认识计算机学科认识计算机学科 计算机学科的基础知识计算机学科的基础知识 如何学习计算机学科如何学习计算机学科 有关职业和职业道德有关职业和职业道德 实验环节实验环节 Windows 基本操作基本操作 常用办公软件：常用办公软件：Word、Excel、PowerPoint5学习目标学习目标 了解计算机的发展历史；了解计算机的发展历史； 理解

3、计算机的基本工作原理、基本概念；理解计算机的基本工作原理、基本概念； 初步了解计算机学科的内涵、知识体系；初步了解计算机学科的内涵、知识体系； 了解有关职业和职业道德；了解有关职业和职业道德； 产生兴趣、树立信心、建立目标；产生兴趣、树立信心、建立目标； 掌握方法，学会学习。掌握方法，学会学习。注意：本课程介绍的内容大部分将在后续课程中注意：本课程介绍的内容大部分将在后续课程中学习，所以，不要求弄懂每一个学习，所以，不要求弄懂每一个技术细节技术细节。6授课方式与成绩评定授课方式与成绩评定 课上讲授和演示课上讲授和演示 复习、自学和书面作业复习、自学和书面作业 上机实验并完成上机作业上机实验并完

4、成上机作业 成绩评测成绩评测实验实验 20%作业及考勤作业及考勤 50%论文论文 30%7澄清一个认识澄清一个认识洗衣机洗衣机计算机计算机8对于使用洗衣机的人，没有对于使用洗衣机的人，没有必要懂得洗衣机的原理，只必要懂得洗衣机的原理，只需要了解使用知识。需要了解使用知识。对于从事洗衣机的研究、发对于从事洗衣机的研究、发展、设计和制造的人，不仅展、设计和制造的人，不仅要懂得要懂得洗衣机洗衣机的原理，还要的原理，还要懂得懂得洗衣洗衣的原理的原理。9启示？启示？ 计算机应用技术计算机应用技术应用计算机技术应用计算机技术 对于从事计算机系统的研究、发展、设计和制对于从事计算机系统的研究、发展、设计和制

5、造的专业人员来说，不仅要懂得造的专业人员来说，不仅要懂得计算机系统计算机系统的原的原理，还要懂得理，还要懂得计算计算的原理。的原理。 什么是计算机系统？什么是计算？什么是计算机系统？什么是计算？“计算机学科概论计算机学科概论”这门课是学习的开端这门课是学习的开端 今后的课程将从不同的角度回答这两个问题今后的课程将从不同的角度回答这两个问题 四年后，同学们应当自己回答这两个问题四年后，同学们应当自己回答这两个问题10计算机是什么？计算机是什么？1112计算机能够做许多种不同的事：计算机能够做许多种不同的事： 画图画图 娱乐娱乐 帮助人进行决策帮助人进行决策 模拟世界上的事物模拟世界上的事物 制作

6、影视特技制作影视特技 帮助人进行设计帮助人进行设计 帮助人制定计划帮助人制定计划 算题（科学计算）算题（科学计算） 制作图案制作图案 处理文字处理文字 记录事实记录事实 控制其他机器控制其他机器 游戏游戏 发送消息发送消息 识别语音识别语音计算机什么都能做吗？计算机什么都能做吗？13计算机是什么？计算机是什么？计算机全称是计算机全称是通用电子数字计算机通用电子数字计算机，在学术性较，在学术性较强的文献中通常称为强的文献中通常称为计算机计算机，在科普性读物中通，在科普性读物中通常称为常称为电脑电脑。通用通用是指计算机可服务于多种用途；是指计算机可服务于多种用途；电子电子是指计算机是一种电子设备；

7、是指计算机是一种电子设备；数字数字是指在计算机内部一切信息均用是指在计算机内部一切信息均用0和和1的编的编码来表示。码来表示。 14 计算机是一台笨拙的机器，具有从事令人难以计算机是一台笨拙的机器，具有从事令人难以置信的聪明工作的能力；置信的聪明工作的能力； 计算机程序员是一些聪明的人，具有从事令人计算机程序员是一些聪明的人，具有从事令人难以置信的笨拙工作的能力；难以置信的笨拙工作的能力； 计算机与程序员实现了完美的配合。计算机与程序员实现了完美的配合。计算机是什么？计算机是什么？15第第1章章 计算机发展简史计算机发展简史 1.1 计算工具的发展简史计算工具的发展简史 1.2 计算机发展简史

8、计算机发展简史 1.3 计算机的分类和特点计算机的分类和特点 1.4 计算机的应用领域计算机的应用领域 16手动式计算工具手动式计算工具结绳记事结绳记事 人类最初用手指进行计人类最初用手指进行计算，但计算范围有限，计算算，但计算范围有限，计算结果也无法存储。于是人们结果也无法存储。于是人们用绳子、石子等作为工具来用绳子、石子等作为工具来延长手指的计算能力和存储延长手指的计算能力和存储能力，如中国古书中记载的能力，如中国古书中记载的“上古结绳而治上古结绳而治”，拉丁文，拉丁文中中“Calculus”的本意是用的本意是用于计算的小石子。于计算的小石子。 远古时代远古时代17手动式计算工具手动式计算

9、工具算筹算筹 最原始的人造计最原始的人造计算工具是算筹，我国算工具是算筹，我国古代劳动人民最先创古代劳动人民最先创造和使用了这种简单造和使用了这种简单的计算工具。算筹最的计算工具。算筹最早出现在何时，现在早出现在何时，现在已经无法考证，但在已经无法考证，但在春秋战国时期，算筹春秋战国时期，算筹使用非常普遍。使用非常普遍。 春春秋秋时时期期18手动式计算工具手动式计算工具算盘算盘 计算工具发展史上第一计算工具发展史上第一次重大改革是算盘，也是我次重大改革是算盘，也是我国古代劳动人民首先创造和国古代劳动人民首先创造和使用的。算盘由算筹演变而使用的。算盘由算筹演变而来，并且和算筹并存竞争了来，并且和

10、算筹并存竞争了一个时期，终于在元代后期一个时期，终于在元代后期取代了算筹。取代了算筹。 元代后期元代后期19手动式计算工具手动式计算工具纳皮尔算筹纳皮尔算筹 Napier算筹由一些长条状的木棍组成，木算筹由一些长条状的木棍组成，木棍的表面雕刻着类似于乘法表的数字。每个木棍的表面雕刻着类似于乘法表的数字。每个木棍表示一位数字的乘法表，把这些木棍顺序排棍表示一位数字的乘法表，把这些木棍顺序排列起来，可以只用加法操作来实现乘法操作。列起来，可以只用加法操作来实现乘法操作。 1617 年年20手动式计算工具手动式计算工具计算尺计算尺 对数计算尺是在两个圆盘的对数计算尺是在两个圆盘的边缘标注对数刻度，然

11、后让它们边缘标注对数刻度，然后让它们相对转动，就可以基于对数运算相对转动，就可以基于对数运算用加减法来实现乘除运算。用加减法来实现乘除运算。 1621 年年21机械式计算工具机械式计算工具帕斯卡加法器帕斯卡加法器 帕斯卡加法器是由齿轮组成、帕斯卡加法器是由齿轮组成、以发条为动力、通过转动齿轮来实以发条为动力、通过转动齿轮来实现加减运算的计算装置。现加减运算的计算装置。 1642 年年22机械式计算工具机械式计算工具莱布尼茨四则运算器莱布尼茨四则运算器 莱布尼茨四则运算器是能进行四则运算的机莱布尼茨四则运算器是能进行四则运算的机械式计算器，这台机器在进行乘法运算时采用进械式计算器，这台机器在进行

12、乘法运算时采用进位位-加（加（shift-add）的方法，这种方法后来演化）的方法，这种方法后来演化为二进制，被现代计算机采用。为二进制，被现代计算机采用。 1673 年年23 法国人约瑟法国人约瑟夫夫雅各（雅各（Joseph Jacquard）发明）发明了可编程织布机，了可编程织布机，通过读取穿孔卡片通过读取穿孔卡片上的编码信息来自上的编码信息来自动控制织布机的编动控制织布机的编织图案。织图案。机械式计算工具机械式计算工具雅各织布机雅各织布机 1804 年年241822 年年机械式计算工具机械式计算工具差分机差分机 差分机专门用于航海和天文计算，这是最早差分机专门用于航海和天文计算，这是最早

13、采用寄存器（齿轮式装置）来存储数据的计算工采用寄存器（齿轮式装置）来存储数据的计算工具，体现了早期程序设计思想的萌芽，使计算工具，体现了早期程序设计思想的萌芽，使计算工具从手动机械跃入自动机械的新时代。具从手动机械跃入自动机械的新时代。 25机械式计算工具机械式计算工具分析机分析机 在分析机的设计中，在分析机的设计中，巴贝奇采用了三个具有巴贝奇采用了三个具有现代意义的装置：现代意义的装置：（1）存储装置）存储装置（2）运算装置）运算装置（3）控制装置）控制装置分析机的输入和输出装分析机的输入和输出装置置采用穿孔卡片。采用穿孔卡片。 1832 年年 这部以齿轮为元件、以蒸汽为动力的分析机这部以齿

14、轮为元件、以蒸汽为动力的分析机的设计思想在他去世后近的设计思想在他去世后近100年才得以实现。年才得以实现。 26 英国著名诗人拜伦的独英国著名诗人拜伦的独生女爱达生女爱达奥古斯塔为分析奥古斯塔为分析机编制了人类历史上第一机编制了人类历史上第一批计算机程序。批计算机程序。 阿达和巴贝奇为计算阿达和巴贝奇为计算机的发展创造了不朽的功机的发展创造了不朽的功勋，他们对计算机的预见勋，他们对计算机的预见超前了一个多世纪，正是超前了一个多世纪，正是他们的辛勤努力，为后来他们的辛勤努力，为后来计算机的出现奠定了坚实计算机的出现奠定了坚实的基础。的基础。 机械式计算工具机械式计算工具分析机分析机 27机电式

15、计算机机电式计算机制表机制表机 第一台可以自动第一台可以自动进行加减乘除运算、进行加减乘除运算、累计存档、制作报表累计存档、制作报表的制表机，这台制表的制表机，这台制表机参与了美国机参与了美国1890年的人口普查工作。年的人口普查工作。 1886 年年28TMCCTR IBM 由霍列瑞斯创办的制表机公司几经演变，最由霍列瑞斯创办的制表机公司几经演变，最终更名为国际商用机器公司，即今天的终更名为国际商用机器公司，即今天的IBM。 1935年，年，IBM制造了制造了IBM601穿孔卡片式计算穿孔卡片式计算机，该计算机能够在一秒钟内完成乘法运算。机，该计算机能够在一秒钟内完成乘法运算。 1935 年

16、年托马斯托马斯华生华生 29 德国工程师朱斯研制出德国工程师朱斯研制出Z-1计算机，这是计算机，这是第一台采用二进制的计算机。在接下来的四第一台采用二进制的计算机。在接下来的四年中，朱斯先后研制出采用继电器的计算机年中，朱斯先后研制出采用继电器的计算机Z-2、Z-3、Z-4。 机电式计算机机电式计算机Z系列系列1938 年年30机电式计算机机电式计算机MARK-I 美国哈佛大学应用数学教授霍华德美国哈佛大学应用数学教授霍华德艾肯艾肯在读过巴贝奇和爱达的笔记后，发现了巴贝在读过巴贝奇和爱达的笔记后，发现了巴贝奇的设计，并被巴贝奇的远见卓识所震惊。奇的设计，并被巴贝奇的远见卓识所震惊。艾肯提出用机

17、电的方法，而不是纯机械的方艾肯提出用机电的方法，而不是纯机械的方法来实现巴贝奇的分析机。法来实现巴贝奇的分析机。 1936 年年31电子计算机电子计算机ABC 约翰约翰.阿塔纳索夫制造了后来举世闻名的阿塔纳索夫制造了后来举世闻名的ABC计算机的第一台样机。计算机的第一台样机。1939 年年32计算机三原则计算机三原则 阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则：阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则： （1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证精度；以保证精度；（2）利用电子技术来实现控制，逻辑运算和）利用电子技术来实现控制，逻辑运算和算术运算，以保证计算速度；算术运算

18、，以保证计算速度；（3）采用把计算功能和二进制数更新存贮的）采用把计算功能和二进制数更新存贮的功能相分离的结构。功能相分离的结构。33电子计算机电子计算机ENIAC莫莫克克利利埃埃克克特特1946 年年34冯冯诺依曼诺依曼 冯冯诺依曼最突出的贡献在诺依曼最突出的贡献在于确立了现代计算机的基本于确立了现代计算机的基本结构，提出计算机应具有五结构，提出计算机应具有五个基本组成成分：运算器、个基本组成成分：运算器、控制器、存储器、输入设备控制器、存储器、输入设备和输出设备，描述了这五大和输出设备，描述了这五大部分的功能和相互关系，并部分的功能和相互关系，并提出提出“采用二进制采用二进制”和和“存存储

19、程序储程序”这两个重要的基本这两个重要的基本思想。思想。35冯冯诺伊曼计算机的基本组成诺伊曼计算机的基本组成运算器运算器存储器存储器控制器控制器输出设备输出设备输入设备输入设备数据流数据流 控制流控制流36输入输入：接受由输入设备（如键盘、鼠标、扫描仪：接受由输入设备（如键盘、鼠标、扫描仪等）提供的数据。等）提供的数据。处理处理：对数值、逻辑字符等各种类型的数据进行：对数值、逻辑字符等各种类型的数据进行操作，按指定的方式进行转换和加工。操作，按指定的方式进行转换和加工。输出输出：将处理所产生的结果等数据送到相关输出：将处理所产生的结果等数据送到相关输出备（如显示器、打印机、绘图仪等）。备（如显

20、示器、打印机、绘图仪等）。存储存储：可以存储程序和数据。：可以存储程序和数据。计算机计算机是能够按照事先存储的程序，自动、高速是能够按照事先存储的程序，自动、高速的对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。的对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。计算机是什么？计算机是什么？371.2 计算机发展简史计算机发展简史 1.2.1 计算机硬件的发展简史计算机硬件的发展简史 第一代计算机（第一代计算机（19461958） 第二代计算机（第二代计算机（19591964） 第三代计算机（第三代计算机（19651970） 第四代计算机（第四代计算机（1971至今）至今） 1.2.2 计算机软件的发展简史计算

21、机软件的发展简史 第一代软件（第一代软件（19461953） 第二代软件（第二代软件（19541964） 第三代软件（第三代软件（19651970） 第四代软件（第四代软件（19711989） 第五代软件（第五代软件（1990） 38第一代计算机（第一代计算机（19461958） 以以1946年年ENIAC的研制成功为标志的研制成功为标志建立在电子管基础上建立在电子管基础上 存储设备最初使用延迟线，后来采用磁鼓存储设备最初使用延迟线，后来采用磁鼓输入设备是读卡机输入设备是读卡机输出设备是穿孔卡片机和行式打印机输出设备是穿孔卡片机和行式打印机在这个时代将要结束时，出现了磁带驱动器在这个时代将要结

22、束时，出现了磁带驱动器 39IBM701信息产业的开始信息产业的开始40第二代计算机（第二代计算机（19591964） 以菲尔克公司研制成功的晶体管计算机为标志以菲尔克公司研制成功的晶体管计算机为标志 用晶体管取代了电子管用晶体管取代了电子管 内存储器内存储器磁芯存储器磁芯存储器 辅助存储器辅助存储器磁盘磁盘 出现了通道和中断装置出现了通道和中断装置 41第三代计算机（第三代计算机（19651970） 以以IBM公司研制成功的公司研制成功的360系列计算机为标志系列计算机为标志 特征是集成电路特征是集成电路 内存储器用半导体存储器淘汰了磁芯存储器内存储器用半导体存储器淘汰了磁芯存储器 输入设备

23、出现了键盘输入设备出现了键盘 输出设备出现了显示器输出设备出现了显示器 出现了主机分时系统出现了主机分时系统42第四代计算机（第四代计算机（1971至今）至今） 以以Intel公司研制的微处理器公司研制的微处理器Intel 4004为标志为标志 使用大规模集成电路和超大规模集成电路使用大规模集成电路和超大规模集成电路 微型计算机的诞生微型计算机的诞生 主机系统被计算机网络所代替主机系统被计算机网络所代替 出现了并行体系结构出现了并行体系结构 43微型计算机的诞生微型计算机的诞生 1976年苹果公司成立，年苹果公司成立， 1977年推出的年推出的APPLE II计计算机是早期最成功的微型算机是早

24、期最成功的微型计算机。它性能好、价格计算机。它性能好、价格低，时价相当于一台高档低，时价相当于一台高档家电。家电。44第一台真正的个人计算机第一台真正的个人计算机 这台这台PC机配置了机配置了Intel 8088微微处理器，处理器，64K内存，还有内存，还有5.25英寸英寸的软盘驱动器，操作系统采用的的软盘驱动器，操作系统采用的是刚刚在西雅图成立的是刚刚在西雅图成立的Microsoft公司生产的公司生产的IBM硬盘操作系统。硬盘操作系统。 这台举世闻名的这台举世闻名的PC机当时售机当时售价价2665美元（不包括显示卡和黑美元（不包括显示卡和黑白显示器）。白显示器）。IBM PC 45微型计算机

25、的发展微型计算机的发展n70年代诞生第一台（年代诞生第一台（Apple公司）公司）n 80年代初提出开放的标准结构（年代初提出开放的标准结构（ IBM PC及兼容机）及兼容机）n 80年代中期年代中期DOS的出现（的出现（Microsoft）n 硬件技术的飞速发展（硬件技术的飞速发展（Intel CPU）n 90年代中期年代中期Windows的广泛使用（的广泛使用（Microsoft）n 90年代末多媒体技术和互联网的推动，微机无所不在年代末多媒体技术和互联网的推动，微机无所不在46第一代软件（第一代软件（19461953） 用机器语言编写的用机器语言编写的 在这个时代的末期出现了汇编语言在这

26、个时代的末期出现了汇编语言 个体化软件开发个体化软件开发计算计算2+6的机器语言程序：的机器语言程序：1011000000000110 0000010000000010 1010001001010000计算计算2+6的汇编语言程序：的汇编语言程序：MOV AL，6ADD AL，2MOV #5，AL47第一代软件计算机语言的分层第一代软件计算机语言的分层机器语言机器语言汇编语言汇编语言48第二代软件（第二代软件（19541964） 使用高级程序设计语言使用高级程序设计语言 软件程序软件程序 个体化软件开发个体化软件开发 软件危机软件危机 出现了装入程序等系统软件出现了装入程序等系统软件49FOR

27、TRAN第一个高级语言第一个高级语言 1954年约翰年约翰巴克斯领导巴克斯领导的小组开发出第一个后来广的小组开发出第一个后来广泛使用的程序语言泛使用的程序语言Fortran，大大提高了程序开发效率。大大提高了程序开发效率。 Fortran推动推动IBM的新机器的新机器704走向世界，成为当时最走向世界，成为当时最成功的计算机，也使成功的计算机，也使IBM成成为计算机产业的老大。由此为计算机产业的老大。由此可见软件的重要性。可见软件的重要性。50第二代软件计算机语言的分层第二代软件计算机语言的分层机器语言机器语言汇编语言汇编语言高级语言高级语言51前两代软件计算机的分层结构前两代软件计算机的分层

28、结构硬件硬件翻译程序翻译程序应用程序应用程序52第三代软件（第三代软件（19651970） 出现分时操作系统出现分时操作系统 软件作坊软件作坊 软件工程，用工程化方法管理软件开发软件工程，用工程化方法管理软件开发 结构化程序设计与软件开发结构化程序设计与软件开发 出现数据库技术以及统一管理数据的软件系统出现数据库技术以及统一管理数据的软件系统53第三代软件计算机的分层结构第三代软件计算机的分层结构硬件硬件翻译程序、翻译程序、DBMS应用程序应用程序操作系统操作系统54第四代软件（第四代软件（19711989） 更好、更强大的操作系统被开发了出来更好、更强大的操作系统被开发了出来 引入了鼠标的概

29、念和点击式的图形界面引入了鼠标的概念和点击式的图形界面 出现了多媒体计算机出现了多媒体计算机 出现了多用途的应用程序出现了多用途的应用程序 美国加利福尼亚大学美国加利福尼亚大学的恩格巴特博士发明了世的恩格巴特博士发明了世界上第一只鼠标。界上第一只鼠标。 55图形用户界面图形用户界面 1983年年1月，苹果公司月，苹果公司推出了研制费用高达推出了研制费用高达5000万美元的丽萨（万美元的丽萨（Lisa）电）电脑，这也是世界上第一台脑，这也是世界上第一台商品化的图形用户界面的商品化的图形用户界面的个人计算机，同时这款电个人计算机，同时这款电脑也第一次配备了鼠标。脑也第一次配备了鼠标。 56第四代软

30、件计算机语言的分层第四代软件计算机语言的分层机器语言机器语言汇编语言汇编语言高级语言（结构化，高级语言（结构化，）57第四代软件计算机的分层结构第四代软件计算机的分层结构硬件硬件其他系统软件，工具软件其他系统软件，工具软件应用软件（专用软件、通用软件）应用软件（专用软件、通用软件）操作系统操作系统58第五代软件（第五代软件（1990） Microsoft公司的崛起公司的崛起 面向对象的程序设计方法的出现面向对象的程序设计方法的出现 万维网（万维网（World Wide Web）的普及）的普及 软件体系结构从集中式的主机模式转变为分布式的客软件体系结构从集中式的主机模式转变为分布式的客户机户机/

31、服务器模式（服务器模式（C/S）或浏览器）或浏览器/服务器模式（服务器模式（B/S） 59Windows3.0操作系统操作系统1990年年5月，微软宣布推出月，微软宣布推出Windows 3.0操作系统，并操作系统，并在年底创下销售在年底创下销售100万套的万套的纪录。纪录。 Windows 3.0操作系统提供操作系统提供了对多媒体、网络等众多最了对多媒体、网络等众多最先进技术的支持，从而被成先进技术的支持，从而被成为软件技术的一场革命。为软件技术的一场革命。 601995年，年，James Gosling领导的团队推出领导的团队推出了跨平台的了跨平台的JAVA程序设程序设计语言。计语言。19

32、98年，搜索引擎年，搜索引擎Google推出，开创者是推出，开创者是史丹佛博士班的休学学生史丹佛博士班的休学学生Larry Page 和和 Sergey Brin。Java语言语言61猜得出这部电脑的历史地位吗？猜得出这部电脑的历史地位吗？这是这是Tim Berners-Lee当初发明当初发明WWW所所使用的电脑使用的电脑62第五代软件计算机语言的分层第五代软件计算机语言的分层机器语言机器语言汇编语言汇编语言高级语言（结构化、面向对象、高级语言（结构化、面向对象、）63计算机用户概念的变化计算机用户概念的变化 起初，计算机用户和程序员是一体的起初，计算机用户和程序员是一体的 在第一代软件末期，

33、出现了系统程序员和应用在第一代软件末期，出现了系统程序员和应用程序员的区分，但计算机用户仍然是程序员程序员的区分，但计算机用户仍然是程序员 20世纪世纪70年代早期开始，计算机用户不仅是程年代早期开始，计算机用户不仅是程序员，还包括使用应用软件的非专业人员；序员，还包括使用应用软件的非专业人员； 今天，所有使用计算机的人都是计算机用户今天，所有使用计算机的人都是计算机用户 64应用程序员与计算机硬件的距离应用程序员与计算机硬件的距离 在计算机软件发展的进程中，随着包围硬件的在计算机软件发展的进程中，随着包围硬件的软件变得越来越复杂，计算机提供的功能越来软件变得越来越复杂，计算机提供的功能越来越

34、强大，使用计算机变得越来越容易，越强大，使用计算机变得越来越容易，应用程应用程序员离计算机硬件也越来越远序员离计算机硬件也越来越远了。那些仅仅使了。那些仅仅使用高级语言编程的人不需要懂得机器语言和汇用高级语言编程的人不需要懂得机器语言和汇编语言，这就降低了对应用程序员在硬件及机编语言，这就降低了对应用程序员在硬件及机器指令方面的要求。器指令方面的要求。 651.2.3 1.2.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 超级化超级化 微型化微型化 智能化智能化 普适化普适化 网络化网络化 新型化新型化 高速度、大容量、功能强高速度、大容量、功能强面向庞大、复杂问题：航天、石油、基因、国防面向庞大、复

35、杂问题：航天、石油、基因、国防大国竞争点之一大国竞争点之一661.2.3 1.2.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 超级计算机超级计算机 671.2.3 1.2.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 超级计算机超级计算机2. 走鹃走鹃 自2008年6月起到本期排行榜出炉之前，“走鹃”一直稳居TOP500排行榜榜首位置，它也是世界上第一台打破每秒千万亿次运算速度的超级计算机。“走鹃”位于美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室，它也是一种IBM系统计算机，每秒运算速度可达1042万亿次。它采用了一系列专门针对游戏和商业的技术，包括用于索尼“游戏站3”的九核Cell处理器和AMD双核皓龙处理器。

36、因此，“走鹃”是全球第一台采用Cell处理器的混合式超级计算机。“走鹃”系统主要用于对美国核武器进行复杂而秘密的评估。 681.2.3 1.2.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 超级计算机超级计算机3. 海妖海妖 “海妖”超级计算机由美国田纳西大学国家计算科学研究院所研制。“海妖”系统中拥有10万个AMD双核皓龙处理器，运算速度为每秒831万亿次，它主要用于一些高端服务器或工作站中。“海妖”也是世界上由学术机构所拥有的运算速度最快的计算机。691.2.3 1.2.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 超级计算机超级计算机4. 尤金尤金 “尤金”是欧洲运算速度最快的巨型计算机，曾经也名列全球

37、排行榜第二名。它是由德国尤利希超级计算机中心所研制，采用的是IBM蓝色基因/P型机设计方案，使用许多小型、低能耗的芯片。该方案中，每一个独立处理器的最大运行速度为850兆赫，甚至比普通家用电脑的处理速度都还要慢。但是，“尤金”巨型机总共拥有292000个处理器芯片，如此多的芯片使得它的整体运算速度高达每秒825万亿次。本图拍摄于2009年初，当时科学家们正在对其进行升级。 701.2.3 1.2.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 超级计算机超级计算机5. 天河一号天河一号 “天河一号”是首次进入全球超级计算机500强排行榜。它是中国首台千万亿次超级计算机系统，其系统峰值性能为每秒1206万

38、亿次双精度浮点运算，Linpack测试值达到每秒563.1万亿次。“天河一号”是由天津滨海新区和国防科技大学共同建设的国家超级计算机天津中心所研制，它的运算速度是中国此前最快的超级计算机的四倍多。在“天河一号”中，共有6144个Intel处理器和5120个AMD图像处理单元(相当于普通电脑中的图像显示卡)。“天河一号”将广泛应用于航天、勘探、气象、金融等众多领域，为国内外提供超级计算服务。711.2.3 1.2.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 超级化超级化 微型化微型化 智能化智能化 普适化普适化 网络化网络化 新型化新型化 2010 2010年年9 9月月1 1日新闻：在位于滨海新区的

39、国家超日新闻：在位于滨海新区的国家超级计算天津中心看到，我国首台千万亿次超级计算级计算天津中心看到，我国首台千万亿次超级计算机系统机系统“天河一号天河一号”的的1313排计算排计算机柜机柜已全部安装到已全部安装到位，计划于位，计划于9 9月份开始进行系统调试与测试，并分月份开始进行系统调试与测试，并分步提交用户使用。步提交用户使用。“天河一号天河一号”超级计算机由滨海新区与国防科超级计算机由滨海新区与国防科技大学共同承担并于技大学共同承担并于20092009年年1010月研制成功，是我国月研制成功，是我国战略高技术领域的一项重大创新成果。目前，战略高技术领域的一项重大创新成果。目前，“天天河一

40、号河一号”已经安装上由国防科技大学自主研制的天已经安装上由国防科技大学自主研制的天河高性能河高性能CPUCPU芯片，全系统的整体计算处理能力大芯片，全系统的整体计算处理能力大幅提升，并在信息安全方面拥有更强的技术保障。幅提升，并在信息安全方面拥有更强的技术保障。今年初，一个峰值性能达到百万亿次、可独立完成今年初，一个峰值性能达到百万亿次、可独立完成计算和存储等工作的计算机系统，作为计算和存储等工作的计算机系统，作为“天河一号天河一号”的首批设备，已在国家超级计算天津中心部署并的首批设备，已在国家超级计算天津中心部署并投入运行，待千万亿次计算机系统建成后，将把计投入运行，待千万亿次计算机系统建成

41、后，将把计算任务过渡到千万亿次系统。算任务过渡到千万亿次系统。721.2.3 1.2.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 超级化超级化 微型化微型化 智能化智能化 普适化普适化 网络化网络化 新型化新型化 73计算机的分类计算机的分类 巨型计算机巨型计算机 大型计算机大型计算机 小型计算机小型计算机 服务器工作站服务器工作站 微型计算机微型计算机 网络计算机网络计算机 便携式计算机便携式计算机 嵌入式计算机嵌入式计算机 74 巨型计算机巨型计算机 大型计算机大型计算机 小型计算机小型计算机 服务器工作站服务器工作站 微型计算机微型计算机 网络计算机网络计算机 便携式计算机便携式计算机 嵌入式

42、计算机嵌入式计算机 计算机的分类计算机的分类 75 巨型计算机巨型计算机 大型计算机大型计算机 小型计算机小型计算机 服务器工作站服务器工作站 微型计算机微型计算机 网络计算机网络计算机 便携式计算机便携式计算机 嵌入式计算机嵌入式计算机 计算机的分类计算机的分类 76 巨型计算机巨型计算机 大型计算机大型计算机 小型计算机小型计算机 服务器工作站服务器工作站 微型计算机微型计算机 网络计算机网络计算机 便携式计算机便携式计算机 嵌入式计算机嵌入式计算机 计算机的分类计算机的分类 77 巨型计算机巨型计算机 大型计算机大型计算机 小型计算机小型计算机 服务器工作站服务器工作站 微型计算机微型计

43、算机 网络计算机网络计算机 便携式计算机便携式计算机 嵌入式计算机嵌入式计算机 计算机的分类计算机的分类 78 巨型计算机巨型计算机 大型计算机大型计算机 小型计算机小型计算机 服务器工作站服务器工作站 微型计算机微型计算机 网络计算机网络计算机 便携式计算机便携式计算机 嵌入式计算机嵌入式计算机 计算机的分类计算机的分类 基于基于Java技术的瘦客户机系统技术的瘦客户机系统79 巨型计算机巨型计算机 大型计算机大型计算机 小型计算机小型计算机 服务器工作站服务器工作站 微型计算机微型计算机 网络计算机网络计算机 便携式计算机便携式计算机 嵌入式计算机嵌入式计算机 计算机的分类计算机的分类 80 巨型计算机巨型计算机 大型计算机大型计算机 小型计算机小型计算机 服务器工作站服务器工作站 微型计算机微型计算机 网络计算机网络计算机 便携式计算机便携式计算机 嵌入式计算机嵌入式计算机 计算机的分类计算机的分类 81计算机的特点计算机的特点 运算速度快运算速度快 运算精度高运算精度高 存储容量大存储容