第1章-计算机发展简史...ppt

1、2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,1,信息科学导论教研组 天津师范大学软件学院,信息科学导论,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,2,第一章 计算机发展简史,第1章 计算机发展简史,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,3,软件正在改变着人们的思维和生活方式，使我们学习、工作和生活变得更加方便、舒适和有效。,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,4,课程基本信息 课程名称：信息科学导论 授课班级：14软件1、4班 总学时: 48 理论课学时：24 实验课学时: 24 学分: 2+1 先修课程：无 课程要求：必修课 课程分类: 专业课,2020/7/

2、7,软件学院 信息科学导论教研组,5,教学时间安排,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,6,本课程的教学目的 本课程是软件工程专业四年制本科第一学期必修课，是学生进入软件学院的入门课之一，让学生初步了解计算机基础知识，使他们能够尽早动手使用计算机，为学生们今后进一步学习其他课程打下良好的基础。 本课将使学生了解计算机发展历程和基本原理,掌握计算机的基本应用,包括Windows操作系统、办公自动化软件、Internet基本应用。还将针对学生的专业情况教授一些操作系统、程序设计及网络的理论基本知识。,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,7,本课程的意义 通过本课的学习,可以

3、使你 了解计算机的一些基本知识; 体会计算机的一些文化特征; 理解计算机的一些基本理论; 掌握计算机的一些基本概念; 建立计算机的一些基本思想; 熟悉计算机的一些基本操作; 为以后学习和应用计算机打下一些基础.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,8,理论教学的主要内容 导论序言 (2学时) 计算机发展简史(2学时) 计算机中信息的表示(4学时) 计算机系统基本组成(4学时) 操作系统 (4学时) 算法与程序设计基础(2学时) 计算机网络基础知识 (2学时) 软件工程专业的培养规格和目标 (2学时),2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,9,实验教学的主要内容 实验1-5

4、:办公自动化软件 实验1:WORD操作1(4学时) 实验2:WORD操作2(4学时) 实验3:EXCEL操作1(4学时) 实验4:EXCEL操作2(4学时) 实验5:PowerPoint操作(4学时) 实验6:Web及Internet服务(2学时) 实验7:考试系统模拟练习(2学时),2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,10,本课程的考核要求 考试以学生完成日常作业和实验环节为必要条件,期末考试理论课采用笔试；实践课采用上机考试; 本课程总成绩为100分, 成绩评定由三部分组成： 期末成绩 出勤和平时作业成绩,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,11,第一章 计算机发展

5、简史,本章前序 自然界中存在着“优胜劣汰,适者生存”的法则. 动物依靠自己强壮的体魄征服其它动物. 人类依靠自己高于其它动物的智慧,制造并使用各种延伸了 人类各种能力工具,从而可以统治整个地球. 人类创造工具的大体分类 延伸人类体能的劳动工具 延伸人类智能的计算工具 延伸人类视觉的视力工具 延伸人类听觉的听力工具 计算机科学与技术对工具发展的影响 计算机科学与技术在设计和制造这些工具的过程中发挥了 巨大的作用,因此被认为是人类历史上最伟大的成就之一,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,12,第一章 计算机发展简史,本章主要内容 人类早期计算技术的发展 电子计算机的诞生与发展 我国计

6、算机的发展 计算机技术的发展趋势 本章小结 本章的作业和任务,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,13,第一章 计算机发展简史,1.1 人类早期计算技术的发展 结绳记数 远古时代,人类以狩猎为生.随着人类的不断进化,人们逐 渐学会了制造和使用工具,并且学会了使用“数”. 最原始的计算工具应该是人类的手指. 当要表示的数较大时产生的结绳记数法. 算筹 算筹的出现年代已经不可考，但据史料推测，算筹最晚出现在春秋晚期战国初年(公元前722年公元前221年)，一直到算盘发明推广之前都是中国最重要的计算工具。 用一些小木棍按照一定的规则 排列起来便可以表示数字,可 进行加、减、乘、除等运算.

7、,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,14,第一章 计算机发展简史,1.1 人类早期计算技术的发展 圆周率 南北朝时期,祖冲之应用算筹将 园周率的值计算到 3.1415926 到3.1415927之间,这在当时是最 精确的结果,这一成果比西方早 1000多年. 算盘 随着生产和技术的发展,算 筹逐步演变成了算盘. 现在算盘仍然是人们最常使 用的计算工具之一.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,15,第一章 计算机发展简史,1.1 人类早期计算技术的发展 计算钟 1622年,Wilhelm Schickard制作出“计算钟”.能进行6位数加减法运算,用齿轮操作,用铃声输

8、出答案. 计算尺 1623年,英国数学家威廉.奥斯特(William Oughtred)根据 对数原理发明了计算尺,可以用于进行各种要求速度快,但 精度不太高的的计算.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,16,第一章 计算机发展简史,1.1 人类早期计算技术的发展 帕斯卡加法机 1645年,法国物理学家布雷斯.帕斯卡(Blaise Pascal)制造 出人类历史上第一台机械计算机. 该计算机用齿轮表示和运算数据,可以进行8位加减法运算 ,这是人类第一次用机械模拟人脑对数据进行处理. 为了纪念他对人类计算工具所做出的贡献,著名的Pascal 程序设计语言就是用他的名字命名的.,20

9、20/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,17,第一章 计算机发展简史,1.1 人类早期计算技术的发展 机械计算机 1694年,德国数学家莱布尼兹(Gottfried Leibniz)对帕斯卡的加法机进行改进,设计并制造了能进行四则运算和开平方运算的机械计算机. 莱布尼兹受到中国的易经八卦的启示还发明了二进制数,为后来电子计算机的诞生奠定了基础.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,18,第一章 计算机发展简史,1.1 人类早期计算技术的发展 差分机 1822年,英国剑桥大学教授查尔斯.巴贝奇(CharlesBabbage)制造了差分机, 能进行6次多项式的计算,有效位数可达到2

10、0位. 1834年,巴贝奇针对机械计算机进行了大胆的改革, 设计了一台分析机,将各种计算步骤制作在不同的卡片上,按一定的顺序排列起来,用这些卡片控制计算机,能自动地进行一系列复杂的运算.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,19,第一章 计算机发展简史,1.1 人类早期计算技术的发展 手摇计算机 1873年,美国人鲍德温(F.Baldwin)利用自己过去发明的齿数可变齿轮制造出一种小型计算机样机,两年后获专利,开始大量制造这种供个人使用的小机器.由于它工作时需要摇动手柄,被人称为“手摇式计算机”.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,20,第一章 计算机发展简史,1.1

11、 人类早期计算技术的发展 第一位程序员Ada 1842年,英国著名诗人拜伦的女儿爱达.拉夫拉斯(Ada Lovelace)夫人在帮助巴贝奇研制分析机时,建议用二进制存储取代原设计的十进制存储.并提出了编制程序的基本要素.力图用简单的方法表达复杂的语义。 由于Ada在程序设计方面所做出的开创性的工作,她被称为世界上第一位程序员. 后来人们用她的芳名Ada作为一种计算机高级语言的名称.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,21,第一章 计算机发展简史,1.1 人类早期计算技术的发展 布尔代数 1847年,英国数学家乔治.布尔(George Boole)创立了逻 辑代数. 用两种逻辑值0

12、,1和三种基本运算AND,OR,NOT进行逻辑 运算. 1854年,出版了著名的布尔代数一书,成为后来计算机 逻辑电路设计的理论基础.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,22,第一章 计算机发展简史,1.1 人类早期计算技术的发展 造表机 1886年,美国统计学家汉姆.零尔瑞斯(Herman Hollerith)博士制成第一台机电式穿孔系统(称为造表机),用穿孔卡片存储数据,应用于美国的人口普查工作,将过去人工方式需要10年的人口数据统计工作仅用6周就完成了. 1896年,霍尔瑞斯创立了造表机公司TMC(Trbulating Machines Company),为IBM公司的前身

13、.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,23,第一章 计算机发展简史,1.1 人类早期计算技术的发展 图灵机 1937年,美国科学家阿兰.图灵(Alan Turing)发表了著名论文论可计算数及其在密码问题的应用,首次提出了逻辑机的通用模型图灵机的概念,并提出了数字计算机的一般结构、可实现性和局限性,为可计算性理论奠定了基础. 1950年,图灵发表了计算机器与智能一文,奠定了人工智能的理论基础,同年他还制造出一台体现他的思想的模型机. 为了纪念图灵对计算机科学理论的一系列 奠基性的贡献,1966年美国计算机协会 ACM(Association for Computing Machi

14、nery)设立了ACM图灵奖,以奖励对 计算机科学做出突出贡献的科学家.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,24,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 1. 电子计算机的诞生 1906年,美国人法瑞斯特(Lee De Forest)发明电子管(真空管) 为电子计算机出现奠定了基础. 1924 年,IBM 公司成立,从此一个具有划时代意义的公司诞生 1935 年,IBM 推出IBM 601 机.这是一台能在一秒钟内算出乘 法的穿孔卡片计算机. 这台机器无论在自然科学还是在商用上都具有重要的地位,大约制造了1500 台. 1937 年,Bell 试验室的斯特彼兹(G

15、eorge Stibitz)展示了用继电器表示二进制的装置.尽管只是个展示品,但却是第一台二进 制电子计算机. 1940 年,Bell 实验室的威廉姆斯(Samuel Williams)和Stibitz 制造成功了一个能进行复杂运算的计算机.该机器大量使用 继电器,并借鉴了一些电话技术,采用了先进的编码技术.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,25,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 1943年,出于战争的需要,美国马里兰州阿贝丁试炮场与宾夕法尼亚大学签定研制计算炮弹弹道的高速计算机的合同. 宾夕法尼亚大学莫尔电工系物理学家毛希利(J.Mauchly)博士和他

16、的学生埃克特(J.Eckert)博士组织了近百人,以电子管作为基本元件研制电子计算机ENIAC.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,26,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 电子数字积分计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator) 1945年研制成功,1946年2月投入使用. 使用了18800多个电子管 重量达30吨 占地面积170平方米 运行时耗电140千瓦 运算速度为5000次/秒,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,27,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展

17、 冯诺依曼(Von Nouma)体系结构计算机 美籍匈牙利数学家约翰冯诺依曼(John Von Nouma,1903-1957)参与了ENIAC的设计工作. 1945年提出的计算机组成结构. 计算机硬件结构由五大部分组成：包括运算器,逻辑控制装置,存储器,输入和输出设备. 目前正使用计算机体系结构就是这种“冯诺依曼”结构. 鉴于他的突出贡献,被誉为“现代计算机之父”.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,28,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 2. 第一代计算机(19461958) 硬件方面 采用电子管(Vacuum Tube)作为基本元件,运算速度几千次-几

18、万次/秒. 内存储器用阴极射线管、汞延迟线和继电器,后来有了磁芯存储器. 外存储器使用纸带或卡片,后来出现了磁带机和磁鼓等. 软件方面 最初使用二进制编码的机器语言. 后来出现了汇编语言. 1956出现了FORTRAN程序设计语言(公式翻译语言FORmula TRANslator) .,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,29,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 大事件 1947年,Bell实验室发明了晶体管. 1949年,第一台使用磁带的计算机出现,由Von Neumann 提议制造的. 1950年,日本东京大学发明软磁盘. 1951年,第一台商用机诞生UNI

19、VAL-1,用于美国人口普查. 1953年,磁芯存储器开发出来. 1957年,IBM开发成功第一台点阵打印机.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,30,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 3.第二代计算机(19591964) 硬件方面 采用晶体管(Transistor) ,运算速度为几万次-几十万次/秒. 内存储器采用磁芯. 外存储器使用磁带、磁鼓,磁盘. 软件方面 1959年,DoD委托格雷斯霍波博士领导一个委员会设计出面向商业的通用语言COBOL(COmmon Business Oriented Language). 1960年,第一个结构化程序设计语言A

20、LGOL (ALGOrithmic Language). 1964年,美国达特默斯学院约翰凯梅尼(J. Kemeny) 和托马斯卡茨(T.Kurtz)设计出BASIC (Beginners All purpose Symbolic Instruction Code).,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,31,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 大事件 1958年,Intel公司创始人Robert Noyce领导制造出集成电路. 1958年, IBM公司制成了第一台全部使用晶体管的计算机RCA501型. 1959年,IBM公司又生产出全部晶体管化的的电子计算机I

21、BM7090. 1961年,世界上最大的晶体管电子计算机ATLAS安装完毕. 1963年,DEC公司推出第一台小型机PDP-8.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,32,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 4. 第三代计算机(19651971) 硬件方面 采用中小规模集成电路,运算速度几十万次-几百万次/秒. 内存储器采用半导体存储器.外存出现了磁盘. 计算机也进入了标准化、模块化、系列化产品的发展阶段.同一系列计算机的软件具有兼容性. 软件方面 1968年,美国的数据库任务组提出网状数据库DBTG. 1970年,UNIX操作系统开发成功. 1970年,Cod

22、d提出关系数据库理论. 1968年瑞士的威茨(N.WIRTH)教授设计完成了Pascal语言,并于1971年正式发表.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,33,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 大事件 1965年,第一台超级计算机CD6600开发成功. 1968年,Intel公司成立. 1970年,Intel推出第一块RAM芯片,容量1KB. 1971年,美国Intel公司把计算机的运算器和控制器集成在一起,采用大规模集成电路工艺制成了世界上第一个4位微处理器Intel 4004.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,34,第一章 计算机发展简史

23、,1.2 电子计算机的诞生与发展 5. 第四代计算机(1972) 硬件方面 采用大规模集成电路LSC或超大规模集成电路VLSC集成电路,运算速度可达几百万次到几十亿次/秒. 内存完全采用半导体存储器.外存采用磁盘、光盘等. 美国ILLIAC-IV计算机是第一台全面使用大规模集成电路作为逻辑元件和存储器的计算机. 计算机系统已向网络化、开放式、分布式发展. 软件方面 1972年,UNIX的作者之一丹尼斯.瑞茨(Dennis Ritchie)开发出C语言. 软件相当丰富.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,35,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 大事件 1974

24、年,Intel发布8位微处理器8080. 1978与1979年,Intel发布16位微处理 器8086及8088；并被IBM公司采用, 生产出第一代PC机,时钟频率为10MHz.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,36,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 6. 现代计算机 第五代计算机(1990):智能计算机 1981年,在日本东京召开了第五代世界计算机研讨会,随后制订出研制第五代计算机的长期计划. 第五代计算机的系统设计中考虑了编制知识库管理软件和推理机,机器本身能根据存储的知识进行判断和推理. 同时,多媒体技术得到广泛应用,使人们能用语音、图像、视频等更自

25、然的方式与计算机进行信息交互.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,37,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 第六代计算机：生物计算机 半导体硅晶片的电路密集和散热问题难以彻底解决,影响了计算机性能的进一步发挥与突破. 研究人员发现,脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构能容纳巨量信息,其存储量相当于半导体芯片的数百万倍.一个蛋白质分子就是存储体,而且阻抗低、能耗小、发热量极低. 利用蛋白质分子制造出基因芯片,研制生物计算机(也称分子计算机、基因计算机),已成为当今计算机技术的最前沿. 生物计算机比硅晶片计算机在速度、性能上有质的飞跃.,2020/7/7,软件学院

26、信息科学导论教研组,38,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 7. 微型计算机的产生和发展 1971年,美国Intel公司制成了世界上第一个微处理器Intel4004. 在30多年时间里,微型机技术发展的速度令人难以想象,经历了4位机、8位机、16位机、32位机和64位机五代. 时钟频率从1MHz到几GHz. 内存储器从几十KB到几GB. 外存储器容量从几百KB到几百GB. 单板机、单片机广泛用于家用电器、自动控制和检测等领域. 计算机的应用领域几乎遍及人类社会的每一个角落.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,39,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的

27、诞生与发展 1974年,Intel发布8位微处理器8080. 1978与1979年,Intel相继发布了16位微处理器8086及8088,并被IBM公司采用生产出第一代PC机(时钟频率为10MHz).,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,40,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 1982年,80286微处理器发布,时钟频率20MHz. 1983年,IBM XT PC机发布,128KB内存,10MB硬盘,可加8087数字协处理器. 1985年,80386DX推出,时钟频率33MHz. 1989年,80486DX发布,时钟频率66MHz,后来到100MHz. 199

28、4年,Intel发布90100MHz Pentium处理器. 1995年,Intel分别发布120/133MHz Pentium处理器. 1995年11月,Intel 分别发布200MHz Pentium Pro处理器. 1996年1月,Intel发布150166MHz Pentium处理器. 1997年1月,Intel发布Pentium MMX处理器,增强游戏和多媒体功能.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,41,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 1997年5月,Intel发布Pentium II处理器,200233MHz,增加Cache(高速缓存). 1

29、998年2月,Intel发布Pentium II处理器,333MHz. 1999年7月,Intel发布Pentium III处理器,450MHz,后来到1.2GHz. 2000年7月,Intel发布Pentium 4处理器,1.4、1.5、1.6GHz.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,42,赛扬D（Celeron D） 奔腾D（Pentium D） 奔腾D至尊版（Pentium D Exterme Edition) 酷睿双核 Intel Core Duo 酷睿2 双核 Intel Core 2 Duo 奔腾双核 Intel pentium dual-core 酷睿2 至尊版I

30、ntel Core 2 Extreme 酷睿2 四核 Intel Core 2 Quad 酷睿2 四核至尊版 Intel Core 2 Quad eXtreme 赛扬双核Intel Celeron duo-core 酷睿i7-四核心（8xx/9xx）/六核心（9xx）处理器 酷睿i5-双核心（6xx）/四核心（7xx）处理器 酷睿i3-双核心（5xx）处理器 新酷睿i7四核心（26xx） 新酷睿i5四核心（23xx、25xx） 新酷睿i3双核心（21xx）,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,43,第一章 计算机发展简史,1.2 电子计算机的诞生与发展 1975年,Bill Gat

31、es和Paul Allen创办Microsoft公司,3年后才 有15人,50万美元收入.到1992年,员工超过万人,年收入达28 亿美元. 1981年,Microsoft 为IBM开发PC操作系统,并发布MSDOS1.0和PC-DOS1.0, Microsoft发布的称为 MS-DOS,IBM发布的称为PC-DOS. 从1981 到1996 年, DOS从1.0、2.0、2.1、3.0、3.2、3.30 、3.31、4.0、5.0、6.20、6.22发展7.0为止. 1985年,Microsoft Windows发布. 1990年,Microsoft Windows3.0发布 1992年,M

32、icrosoft Windows3.1发布.,2020/7/7,软件学院 信息科学导论教研组,44,第一章 计算机发展简史,1.3 我国计算机的发展 Windows 3.12 之前版本一直依赖DOS 而存在. 1992年,Windows NT发布. 1995年,Windows95发布,完全脱离DOS.但为了照顾DOS 用 户习惯,设计了DOS 模式. 1996年,Netscape Navigator2.0浏览器发布. 1998年, Windows98发布,因捆绑IE浏览器引来垄断官司. 1999年,Linux Kernal 2.0发布. 2000年2月,Microsoft发布了Windows2000. 2001年3月,Microsoft发布了Windows XP. 2003年4月,Microsoft发布