第二章 計算機的發(fā)展及應用

1、2.3 計算機的展望計算機的展望2.2 計算機的應用計算機的應用2.1 計算機的發(fā)展史計算機的發(fā)展史一、計算機的產生和發(fā)展一、計算機的產生和發(fā)展1946年年 美國美國 ENIAC1955年退役年退役十進制運算十進制運算18 0001 500150301 500多個電子管多個電子管多個繼電器多個繼電器千瓦千瓦噸噸平方英尺平方英尺5 000次加法秒次加法秒用手工搬動開關和拔插電纜來編程用手工搬動開關和拔插電纜來編程世界上第一臺電子計算機世界上第一臺電子計算機 ENIAC(1946)硬件技術對計算機更新換代的影響硬件技術對計算機更新換代的影響三三四四二二一一第一臺第一臺von Neumann 系統結

2、構的計算機系統結構的計算機IBM System360 最快的五臺超級計算機最快的五臺超級計算機（截止到（截止到 2009.06）1. .IBM Roadrunner（ 走鵲走鵲 ）129 600 個計算核心個計算核心 最大平均速度最大平均速度 1 105 000 GFLOPS2. . Cray XT5 Jaguar（美洲虎）（美洲虎）150 152 個計算核心個計算核心 最大平均速度最大平均速度 1 059 000 GFLOPS最快的五臺超級計算機最快的五臺超級計算機（截止到（截止到 2009.06）3. . IBM JUGENE-Blue Gene/P 最快的五臺超級計算機最快的五臺超級計算

3、機（截止到（截止到 2009.06）294 912 個個計算核心計算核心 最大平均速度最大平均速度 825 500 GFLOPS最快的五臺超級計算機最快的五臺超級計算機（截止到（截止到 2009.06）4. SGI Pleiades系統系統51 200 個計算核心個計算核心 最大平均速度最大平均速度 487 005 GFLOPS 最快的五臺超級計算機最快的五臺超級計算機（截止到（截止到 2009.06）5. . IBM BlueGene/L系統系統212 992 個計算核心個計算核心 最大平均速度最大平均速度 478 200 GFLOPS最權威的超級計算機排名的參考網址最權威的超級計算機排名的

4、參考網址 二、微型計算機的出現和發(fā)展二、微型計算機的出現和發(fā)展微處理器芯片微處理器芯片存儲器芯片存儲器芯片1971年年 8位位16位位32位位64位位4位（位（4004）1970年年256位位 1K位位16K位位64K位位256K位位1M位位16M位位64M位位4K位位4M位位Moore 定律定律Intel 公司的締造者之一公司的締造者之一 Gordon Moore 提出提出微芯片上集成的微芯片上集成的 晶體管數目每三年翻兩番晶體管數目每三年翻兩番Intel 公司的典型微處理器產品公司的典型微處理器產品8080 8位位 1974年年8086 16位位 1

5、979年年 2.9 萬個晶體管萬個晶體管80286 16位位 1982年年 13.4 萬個晶體管萬個晶體管80386 32位位 1985年年 27.5 萬個晶體管萬個晶體管80486 32位位 1989年年 120.0 萬個晶體管萬個晶體管Pentium 64位（準）位（準） 1993年年 310.0 萬個晶體管萬個晶體管Pentium Pro 64位（準）位（準） 1995年年 550.0 萬個晶體管萬個晶體管Pentium 64位（準）位（準） 1997年年 750.0 萬個晶體管萬個晶體管Pentium 64位（準）位（準） 1999年年 950.0 萬個晶體管萬個晶體管Pentium

6、64位位 2000年年 4 200.0 萬個晶體管萬個晶體管2007 年年 芯片上可集成芯片上可集成 3 億億 5 千萬千萬 個個晶體管晶體管 預計預計2010 年年 芯片上可集成芯片上可集成 8 億億 個晶體管個晶體管三、軟件技術的興起和發(fā)展三、軟件技術的興起和發(fā)展機器語言機器語言 面向機器面向機器匯編語言匯編語言 面向機器面向機器高級語言高級語言 面向問題面向問題FORTRAN 科學計算和工程計算科學計算和工程計算PASCAL 結構化程序設計結構化程序設計C 面向對象面向對象Java 適應網絡環(huán)境適應網絡環(huán)境 1. 各種語言各種語言2. 系統軟件系統軟件語言處理程序語言處理程序 匯編程序匯

7、編程序 編譯程序編譯程序 解釋程序解釋程序操作系統操作系統 DOS UNIX Windows 服務性程序服務性程序 裝配裝配 調試調試 診斷診斷 排錯排錯數據庫管理系統數據庫管理系統 數據庫和數據庫管理軟件數據庫和數據庫管理軟件網絡軟件網絡軟件3. 軟件發(fā)展的特點軟件發(fā)展的特點 開發(fā)周期長開發(fā)周期長 制作成本昂貴制作成本昂貴 檢測軟件產品質量的特殊性檢測軟件產品質量的特殊性軟件是程序以及開發(fā)、使用和軟件是程序以及開發(fā)、使用和維護程序所需要的所有文檔維護程序所需要的所有文檔一、科學計算和數據處理一、科學計算和數據處理二、工業(yè)控制和實時控制二、工業(yè)控制和實時控制三、網絡技術三、網絡技術1. 電子商

8、務電子商務2. 網絡教育網絡教育3. 敏捷制造敏捷制造四、虛擬現實四、虛擬現實五、辦公自動化和管理信息系統五、辦公自動化和管理信息系統六、六、CAD/CAM/CIMS七、多媒體技術七、多媒體技術八、人工智能八、人工智能一、計算機具有類似人腦的一些超級一、計算機具有類似人腦的一些超級 智能功能智能功能要求計算機的速度達要求計算機的速度達1015/秒秒二、芯片集成度的提高受以下三方面的限制二、芯片集成度的提高受以下三方面的限制 芯片集成度受物理極限的制約芯片集成度受物理極限的制約 按幾何級數遞增的制作成本按幾何級數遞增的制作成本 芯片的功耗、散熱、線延遲芯片的功耗、散熱、線延遲三、？替代傳統的硅芯片三、？替代傳