計(jì)算機(jī)的前世今生課件

1、計(jì)算機(jī)的前世今生Agenda第一章、計(jì)算機(jī)發(fā)展史第二章、計(jì)算機(jī)的組成及原理第三章、計(jì)算機(jī)的種類第四章、計(jì)算機(jī)的未來第 1 章、計(jì)算機(jī)發(fā)展史 1.1 計(jì)算機(jī)的史前史計(jì)算工具的發(fā)展簡史 人類和猿最重要的區(qū)別就是發(fā)明、制造和使用工具Necessity is the Mother of Invention Josh Billings1.1 計(jì)算機(jī)的史前史 手動式計(jì)算工具 中國結(jié)繩：古書記載：“上古結(jié)繩而治”手指：十進(jìn)制算籌：人造計(jì)算工具算盤：計(jì)算工具的重大改革 遠(yuǎn)古時(shí)代春秋時(shí)期元代后期1.1 計(jì)算機(jī)的史前史 (cont.) 手動式計(jì)算工具 外國石子：拉丁文中“Calculus”的原意是用于計(jì)算的小石子

2、。Napier算籌：英國人發(fā)明對數(shù)計(jì)算尺：英國人發(fā)明。 阿拉伯?dāng)?shù)字誰發(fā)明的？古巴比倫人采用 60 進(jìn)制，瑪雅人采用 20 進(jìn)制。遠(yuǎn)古時(shí)代1617年1621年1.1 計(jì)算機(jī)的史前史 (cont.) 機(jī)械式計(jì)算工具帕斯卡加法器：法國人發(fā)明。萊布尼茨四則運(yùn)算器：德國人發(fā)明。穿孔卡片和雅各織布機(jī)：法國人發(fā)明 0 1 0 1 0 0 1 00 0 1 1 0 1 0 00 1 1 0 0 1 0 11642年1673年1804年插播：布萊士.帕斯卡 Blaise Pascal ，16231662， 法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、思想家 16歲時(shí)發(fā)現(xiàn)著名的帕斯卡六邊形定理。 17歲時(shí)寫成圓錐曲線論 物理學(xué)：發(fā)現(xiàn)帕

3、斯卡定律；改進(jìn)了水銀氣壓計(jì) 發(fā)明加法器 思想錄：“人是一根能思考的葦草”；“人應(yīng)該詩意地棲居在大地上，這是人類的一種追求一種理想” 為了紀(jì)念他，以他的名字作為壓強(qiáng)的單位（Pa） Pascal 一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言也以他的名字命名1.1 計(jì)算機(jī)的史前史 (cont.) 機(jī)械式計(jì)算工具 自動機(jī)械差分機(jī)：英國人（巴貝奇）發(fā)明。 采用寄存器（齒輪式裝置）來存儲數(shù)據(jù)使計(jì)算工具從手動機(jī)械躍入自動機(jī)械。分析機(jī)：英國人（巴貝奇）發(fā)明。以齒輪為元件、以蒸汽為動力。具有存儲、運(yùn)算、控制、輸入輸出裝置。未能實(shí)現(xiàn)。1822 年1832 年 歷史上第一位程序員奧古斯塔愛達(dá)拜倫（Augusta Ada Byron）為分

4、析機(jī)編制了人類歷史上第一批計(jì)算機(jī)程序。 愛達(dá)和巴貝奇為后來計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 ADA語言：美國軍方開發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)等尖端武器的語言。愛達(dá)1.1 計(jì)算機(jī)的史前史 (cont.) 制表機(jī)：美國人發(fā)明。 參與了美國1890年的人口普查。 第一臺可以自動進(jìn)行加減乘除運(yùn)算、累計(jì)存檔、制作報(bào)表的機(jī)電式計(jì)算工具。 輸入、輸出、存儲均用穿孔卡片。人類歷史上第一次利用計(jì)算工具進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的自動處理。1886 年1.2 計(jì)算機(jī)的古代史-機(jī)電式計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)之父-圖靈（Alan Turing）二戰(zhàn)時(shí)參與研制Colossus，破譯德軍情報(bào)計(jì)算機(jī)之父、人工智能之父、破譯之父咬了一口蘋果，去世時(shí)僅42歲圖靈獎是計(jì)

5、算機(jī)界的諾貝爾獎圖靈去世后約20年，兩名19歲大學(xué)生組裝了一臺完整的家用電腦，并成立公司，被命名為“蘋果”1943 年1.2 計(jì)算機(jī)的古代史-機(jī)電式計(jì)算機(jī) ABC：美國人約翰.阿塔納索夫發(fā)明Atanasoff-Berry Computer采用電能與電子元件，使用了300個電子真空管采用二進(jìn)位制，而非通常的十進(jìn)位制采用電容器作為存儲器，可再生而且避免錯誤進(jìn)行直接的邏輯運(yùn)算，而非通常的數(shù)字算術(shù)為解決日常工作中的復(fù)雜方程式計(jì)算1939 年1.3 計(jì)算機(jī)的近代史-電子計(jì)算機(jī) 馮諾依曼(Von Neumann)馮諾依曼：計(jì)算機(jī)之父EDVAC報(bào)告草案 馮諾依曼機(jī)：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)明確了計(jì)算機(jī)的5個組成部

6、分采用二進(jìn)制存儲和計(jì)算采用存儲程序方式，計(jì)算機(jī)自動執(zhí)行。1.3 計(jì)算機(jī)的近代史-電子計(jì)算機(jī)手動式計(jì)算工具20世紀(jì)60年代1.4計(jì)算工具的發(fā)展簡表機(jī)械式計(jì)算工具1642年1886年機(jī)電式計(jì)算機(jī)20世紀(jì)30年代電子計(jì)算機(jī)元代1300年算盤遠(yuǎn)古1832年分析機(jī)計(jì)算器1.5 計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代史 第一代計(jì)算機(jī)（1946-1958）電子管(Vacuum Tubes)為基本元器件，運(yùn)算速度為每秒幾千次至幾萬次采用二進(jìn)制形式，程序設(shè)計(jì)語言為機(jī)器語言。程序可以存儲輸入輸出裝置主要用穿孔卡片，速度很慢。1.5 計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代史 第二代計(jì)算機(jī)（1959-1964）用晶體管(Transistors)代替了電子管采用磁芯存儲

7、器作主存，磁盤與磁帶作輔存出現(xiàn)了匯編語言和高級語言；出現(xiàn)了監(jiān)控程序作為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的許多新技術(shù)相繼出現(xiàn)出現(xiàn)了超級計(jì)算機(jī)1.5 計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代史 第三代計(jì)算機(jī)（1965-1970）用集成電路(Integrated Circuits)取代了晶體管。用半導(dǎo)體存儲器淘汰了磁芯存儲器。出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計(jì)方法。走向了系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。操作系統(tǒng)有了很大發(fā)展出現(xiàn)了小型計(jì)算機(jī)。1.5 計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代史 第四代計(jì)算機(jī)（1971-）用微處理器或超大規(guī)模集成電路(VLSI)取代了普通集成電路存儲容量進(jìn)一步擴(kuò)大。輸入采用了光學(xué)字符識別和條形碼等技術(shù)。高級程序設(shè)計(jì)語言得到廣泛使用。微型計(jì)算機(jī)進(jìn)入了千家萬

8、戶?；ヂ?lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用。巨型計(jì)算機(jī)也得到快速發(fā)展。2、計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.1 存儲器3D電子書投影全息投影越來越大越來越靚越來越無形2.3 輸出設(shè)備2.4 硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件的關(guān)系 硬件相當(dāng)于家產(chǎn)，操作系統(tǒng)相當(dāng)于管家，應(yīng)用軟件相當(dāng)于長工。存儲器運(yùn)算器控制器 一套硬件，通過軟件，來控制實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)算。通用計(jì)算模型2.5 通用計(jì)算機(jī)模型 硬件搭臺，軟件唱戲2.6 人類與計(jì)算機(jī)的溝通語言2.7 摩爾定律Intel創(chuàng)始人之一Gordon Moore提出的 當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。3、計(jì)算機(jī)的種類 超級計(jì)算機(jī)(Super Computer) 大型計(jì)算機(jī)