第1章 計算機發(fā)展簡史

信息科學導論教研組天津師范大學軟件學院信息科學導論2/1/20231軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史第1章計算機發(fā)展簡史2/1/20232軟件學院信息科學導論教研組軟件正在改變著人們的思維和生活方式，使我們學習、工作和生活變得更加方便、舒適和有效。2/1/20233軟件學院信息科學導論教研組課程基本信息課程名稱：信息科學導論授課班級：14軟件1、4班總學時:48理論課學時：24實驗課學時:24學分:2+1先修課程：無課程要求：必修課課程分類:專業(yè)課2/1/20234軟件學院信息科學導論教研組教學時間安排周數時間教室理論課5--10周一1—4節(jié)博C321實驗課6--11周四1—4博C321考試13（實驗課）2/1/20235軟件學院信息科學導論教研組本課程的教學目的本課程是軟件工程專業(yè)四年制本科第一學期必修課，是學生進入軟件學院的入門課之一，讓學生初步了解計算機基礎知識，使他們能夠盡早動手使用計算機，為學生們今后進一步學習其他課程打下良好的基礎。本課將使學生了解計算機發(fā)展歷程和基本原理,掌握計算機的基本應用,包括Windows操作系統(tǒng)、辦公自動化軟件、Internet基本應用。還將針對學生的專業(yè)情況教授一些操作系統(tǒng)、程序設計及網絡的理論基本知識。2/1/20236軟件學院信息科學導論教研組本課程的意義通過本課的學習,可以使你了解計算機的一些基本知識;體會計算機的一些文化特征;理解計算機的一些基本理論;掌握計算機的一些基本概念;建立計算機的一些基本思想;熟悉計算機的一些基本操作;為以后學習和應用計算機打下一些基礎.2/1/20237軟件學院信息科學導論教研組理論教學的主要內容導論序言(2學時)計算機發(fā)展簡史(2學時)計算機中信息的表示(4學時)計算機系統(tǒng)基本組成(4學時)操作系統(tǒng)(4學時)算法與程序設計基礎(2學時)計算機網絡基礎知識(2學時)軟件工程專業(yè)的培養(yǎng)規(guī)格和目標(2學時)2/1/20238軟件學院信息科學導論教研組實驗教學的主要內容實驗1--5:辦公自動化軟件實驗1:WORD操作1(4學時)實驗2:WORD操作2(4學時)實驗3:EXCEL操作1(4學時)實驗4:EXCEL操作2(4學時)實驗5:PowerPoint操作(4學時)實驗6:Web及Internet服務(2學時)實驗7:考試系統(tǒng)模擬練習(2學時)2/1/20239軟件學院信息科學導論教研組本課程的考核要求考試以學生完成日常作業(yè)和實驗環(huán)節(jié)為必要條件,期末考試理論課采用筆試；實踐課采用上機考試;本課程總成績?yōu)?00分,成績評定由三部分組成：期末成績出勤和平時作業(yè)成績2/1/202310軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史

本章前序自然界中存在著“優(yōu)勝劣汰,適者生存”的法則.動物依靠自己強壯的體魄征服其它動物.人類依靠自己高于其它動物的智慧,制造并使用各種延伸了人類各種能力工具,從而可以統(tǒng)治整個地球.人類創(chuàng)造工具的大體分類延伸人類體能的勞動工具延伸人類智能的計算工具延伸人類視覺的視力工具延伸人類聽覺的聽力工具計算機科學與技術對工具發(fā)展的影響計算機科學與技術在設計和制造這些工具的過程中發(fā)揮了巨大的作用,因此被認為是人類歷史上最偉大的成就之一2/1/202311軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史本章主要內容人類早期計算技術的發(fā)展電子計算機的誕生與發(fā)展我國計算機的發(fā)展計算機技術的發(fā)展趨勢本章小結本章的作業(yè)和任務2/1/202312軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展結繩記數遠古時代,人類以狩獵為生.隨著人類的不斷進化,人們逐漸學會了制造和使用工具,并且學會了使用“數”.

最原始的計算工具應該是人類的手指.

當要表示的數較大時產生的結繩記數法.算籌算籌的出現(xiàn)年代已經不可考，但據史料推測，算籌最晚出現(xiàn)在春秋晚期戰(zhàn)國初年(公元前722年~公元前221年)，一直到算盤發(fā)明推廣之前都是中國最重要的計算工具。

用一些小木棍按照一定的規(guī)則排列起來便可以表示數字,可進行加、減、乘、除等運算.2/1/202313軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展圓周率

南北朝時期,祖沖之應用算籌將

園周率π的值計算到

3.1415926

到3.1415927之間,這在當時是最

精確的結果,這一成果比西方早

1000多年.算盤隨著生產和技術的發(fā)展,算籌逐步演變成了算盤.現(xiàn)在算盤仍然是人們最常使用的計算工具之一.2/1/202314軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展計算鐘

1622年,WilhelmSchickard制作出“計算鐘”.能進行6位數加減法運算,用齒輪操作,用鈴聲輸出答案.計算尺1623年,英國數學家威廉.奧斯特(WilliamOughtred)根據對數原理發(fā)明了計算尺,可以用于進行各種要求速度快,但精度不太高的的計算.2/1/202315軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展帕斯卡加法機1645年,法國物理學家布雷斯.帕斯卡(BlaisePascal)制造出人類歷史上第一臺機械計算機.該計算機用齒輪表示和運算數據,可以進行8位加減法運算

,這是人類第一次用機械模擬人腦對數據進行處理.為了紀念他對人類計算工具所做出的貢獻,著名的Pascal

程序設計語言就是用他的名字命名的.2/1/202316軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展機械計算機1694年,德國數學家萊布尼茲(GottfriedLeibniz)對帕斯卡的加法機進行改進,設計并制造了能進行四則運算和開平方運算的機械計算機.萊布尼茲受到中國的易經八卦的啟示還發(fā)明了二進制數,為后來電子計算機的誕生奠定了基礎.2/1/202317軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展差分機1822年,英國劍橋大學教授查爾斯.巴貝奇(CharlesBabbage)制造了差分機,能進行6次多項式的計算,有效位數可達到20位.1834年,巴貝奇針對機械計算機進行了大膽的改革,設計了一臺分析機,將各種計算步驟制作在不同的卡片上,按一定的順序排列起來,用這些卡片控制計算機,能自動地進行一系列復雜的運算.2/1/202318軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展手搖計算機1873年,美國人鮑德溫(F.Baldwin)利用自己過去發(fā)明的齒數可變齒輪制造出一種小型計算機樣機,兩年后獲專利,開始大量制造這種供個人使用的小機器.由于它工作時需要搖動手柄,被人稱為“手搖式計算機”.2/1/202319軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展第一位程序員Ada1842年,英國著名詩人拜倫的女兒愛達.拉夫拉斯(AdaLovelace)夫人在幫助巴貝奇研制分析機時,建議用二進制存儲取代原設計的十進制存儲.并提出了編制程序的基本要素.力圖用簡單的方法表達復雜的語義。由于Ada在程序設計方面所做出的開創(chuàng)性的工作,她被稱為世界上第一位程序員.后來人們用她的芳名Ada作為一種計算機高級語言的名稱.2/1/202320軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展布爾代數1847年,英國數學家喬治.布爾(GeorgeBoole)創(chuàng)立了邏輯代數.用兩種邏輯值0,1和三種基本運算AND,OR,NOT進行邏輯運算.1854年,出版了著名的《布爾代數》一書,成為后來計算機邏輯電路設計的理論基礎.

2/1/202321軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展造表機1886年,美國統(tǒng)計學家漢姆.零爾瑞斯(HermanHollerith)博士制成第一臺機電式穿孔系統(tǒng)(稱為造表機),用穿孔卡片存儲數據,應用于美國的人口普查工作,將過去人工方式需要10年的人口數據統(tǒng)計工作僅用6周就完成了.1896年,霍爾瑞斯創(chuàng)立了造表機公司TMC(TrbulatingMachinesCompany),為IBM公司的前身.

2/1/202322軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.1人類早期計算技術的發(fā)展圖靈機1937年,美國科學家阿蘭.圖靈(AlanTuring)發(fā)表了著名論文《論可計算數及其在密碼問題的應用》,首次提出了邏輯機的通用模型——圖靈機的概念,并提出了數字計算機的一般結構、可實現(xiàn)性和局限性,為可計算性理論奠定了基礎.1950年,圖靈發(fā)表了《計算機器與智能》一文,奠定了人工智能的理論基礎,同年他還制造出一臺體現(xiàn)他的思想的模型機.為了紀念圖靈對計算機科學理論的一系列奠基性的貢獻,1966年美國計算機協(xié)會

ACM(AssociationforComputingMachinery)設立了ACM圖靈獎,以獎勵對計算機科學做出突出貢獻的科學家.2/1/202323軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展1.電子計算機的誕生1906年,美國人法瑞斯特(LeeDeForest)發(fā)明電子管(真空管)

為電子計算機出現(xiàn)奠定了基礎.1924年,IBM公司成立,從此一個具有劃時代意義的公司誕生1935年,IBM推出IBM601機.這是一臺能在一秒鐘內算出乘法的穿孔卡片計算機.這臺機器無論在自然科學還是在商用上都具有重要的地位,大約制造了1500臺.1937年,Bell試驗室的斯特彼茲(GeorgeStibitz)展示了用繼電器表示二進制的裝置.盡管只是個展示品,但卻是第一臺二進制電子計算機.1940年,Bell實驗室的威廉姆斯(SamuelWilliams)和Stibitz

制造成功了一個能進行復雜運算的計算機.該機器大量使用繼電器,并借鑒了一些電話技術,采用了先進的編碼技術.2/1/202324軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展1943年,出于戰(zhàn)爭的需要,美國馬里蘭州阿貝丁試炮場與賓夕法尼亞大學簽定研制計算炮彈彈道的高速計算機的合同.賓夕法尼亞大學莫爾電工系物理學家毛希利(J.Mauchly)博士和他的學生?？颂?J.Eckert)博士組織了近百人,以電子管作為基本元件研制電子計算機ENIAC.2/1/202325軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展電子數字積分計算機ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)1945年研制成功,1946年2月投入使用.使用了18800多個電子管重量達30噸占地面積170平方米運行時耗電140千瓦運算速度為5000次/秒2/1/202326軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展馮·諾依曼(VonNouma)體系結構計算機美籍匈牙利數學家約翰·馮·諾依曼(JohnVonNouma,1903-1957)參與了ENIAC的設計工作.1945年提出的計算機組成結構.

計算機硬件結構由五大部分組成：包括運算器,邏輯控制裝置,存儲器,輸入和輸出設備.

目前正使用計算機體系結構就是這種“馮·諾依曼”結構.鑒于他的突出貢獻,被譽為“現(xiàn)代計算機之父”.2/1/202327軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展2.第一代計算機(1946～1958)硬件方面采用電子管(VacuumTube)作為基本元件,運算速度幾千次-幾萬次/秒.內存儲器用陰極射線管、汞延遲線和繼電器,后來有了磁芯存儲器.外存儲器使用紙帶或卡片,后來出現(xiàn)了磁帶機和磁鼓等.軟件方面最初使用二進制編碼的機器語言.后來出現(xiàn)了匯編語言.1956出現(xiàn)了FORTRAN程序設計語言(公式翻譯語言FORmulaTRANslator).2/1/202328軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展大事件1947年,Bell實驗室發(fā)明了晶體管.1949年,第一臺使用磁帶的計算機出現(xiàn),由Von

Neumann

提議制造的.1950年,日本東京大學發(fā)明軟磁盤.1951年,第一臺商用機誕生－UNIVAL-1,用于美國人口普查.1953年,磁芯存儲器開發(fā)出來.1957年,IBM開發(fā)成功第一臺點陣打印機.2/1/202329軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展3.第二代計算機(1959～1964)硬件方面采用晶體管(Transistor),運算速度為幾萬次-幾十萬次/秒.內存儲器采用磁芯.外存儲器使用磁帶、磁鼓,磁盤.軟件方面1959年,DoD委托格雷斯·霍波博士領導一個委員會設計出面向商業(yè)的通用語言COBOL(COmmonBusiness

Oriented

Language).1960年,第一個結構化程序設計語言ALGOL

(ALGOrithmicLanguage).1964年,美國達特默斯學院約翰·凱梅尼(J.Kemeny)和托馬斯·卡茨(T.Kurtz)設計出BASIC(Beginner’sAll

purposeSymbolicInstructionCode).2/1/202330軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展大事件1958年,Intel公司創(chuàng)始人RobertNoyce領導制造出集成電路.1958年,IBM公司制成了第一臺全部使用晶體管的計算機RCA501型.1959年,IBM公司又生產出全部晶體管化的的電子計算機IBM7090.1961年,世界上最大的晶體管電子計算機ATLAS安裝完畢.1963年,DEC公司推出第一臺小型機PDP-8.2/1/202331軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展4.第三代計算機(1965～1971)硬件方面采用中小規(guī)模集成電路,運算速度幾十萬次-幾百萬次/秒.內存儲器采用半導體存儲器.外存出現(xiàn)了磁盤.計算機也進入了標準化、模塊化、系列化產品的發(fā)展階段.同一系列計算機的軟件具有兼容性.軟件方面1968年,美國的數據庫任務組提出網狀數據庫DBTG.1970年,UNIX操作系統(tǒng)開發(fā)成功.1970年,Codd提出關系數據庫理論.1968年瑞士的威茨(N.WIRTH)教授設計完成了Pascal語言,并于1971年正式發(fā)表.2/1/202332軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展大事件1965年,第一臺超級計算機CD6600開發(fā)成功.1968年,Intel公司成立.1970年,Intel推出第一塊RAM芯片,容量1KB.1971年,美國Intel公司把計算機的運算器和控制器集成在一起,采用大規(guī)模集成電路工藝制成了世界上第一個4位微處理器Intel4004.2/1/202333軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展5.第四代計算機(1972～)硬件方面采用大規(guī)模集成電路LSC或超大規(guī)模集成電路VLSC集成電路,運算速度可達幾百萬次到幾十億次/秒.內存完全采用半導體存儲器.外存采用磁盤、光盤等.美國ILLIAC-IV計算機是第一臺全面使用大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲器的計算機.計算機系統(tǒng)已向網絡化、開放式、分布式發(fā)展.軟件方面1972年,UNIX的作者之一丹尼斯.瑞茨(DennisRitchie)開發(fā)出C語言.軟件相當豐富.2/1/202334軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展大事件1974年,Intel發(fā)布8位微處理器8080.1978與1979年,Intel發(fā)布16位微處理

器8086及8088；并被IBM公司采用,

生產出第一代PC機,時鐘頻率為10MHz.2/1/202335軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展6.現(xiàn)代計算機第五代計算機(1990~):智能計算機1981年,在日本東京召開了第五代世界計算機研討會,隨后制訂出研制第五代計算機的長期計劃.第五代計算機的系統(tǒng)設計中考慮了編制知識庫管理軟件和推理機,機器本身能根據存儲的知識進行判斷和推理.同時,多媒體技術得到廣泛應用,使人們能用語音、圖像、視頻等更自然的方式與計算機進行信息交互.2/1/202336軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展第六代計算機：生物計算機半導體硅晶片的電路密集和散熱問題難以徹底解決,影響了計算機性能的進一步發(fā)揮與突破.研究人員發(fā)現(xiàn),脫氧核糖核酸(DNA)的雙螺旋結構能容納巨量信息,其存儲量相當于半導體芯片的數百萬倍.一個蛋白質分子就是存儲體,而且阻抗低、能耗小、發(fā)熱量極低.利用蛋白質分子制造出基因芯片,研制生物計算機(也稱分子計算機、基因計算機),已成為當今計算機技術的最前沿.生物計算機比硅晶片計算機在速度、性能上有質的飛躍.2/1/202337軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展7.微型計算機的產生和發(fā)展1971年,美國Intel公司制成了世界上第一個微處理器Intel4004.在30多年時間里,微型機技術發(fā)展的速度令人難以想象,經歷了4位機、8位機、16位機、32位機和64位機五代.時鐘頻率從1MHz到幾GHz.內存儲器從幾十KB到幾GB.外存儲器容量從幾百KB到幾百GB.單板機、單片機廣泛用于家用電器、自動控制和檢測等領域.計算機的應用領域幾乎遍及人類社會的每一個角落.2/1/202338軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展1974年,Intel發(fā)布8位微處理器8080.1978與1979年,Intel相繼發(fā)布了16位微處理器8086及8088,并被IBM公司采用生產出第一代PC機(時鐘頻率為10MHz).2/1/202339軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展1982年,80286微處理器發(fā)布,時鐘頻率20MHz.1983年,IBMXTPC機發(fā)布,128KB內存,10MB硬盤,可加8087數字協(xié)處理器.1985年,80386DX推出,時鐘頻率33MHz.1989年,80486DX發(fā)布,時鐘頻率66MHz,后來到100MHz.1994年,Intel發(fā)布90～100MHzPentium處理器.1995年,Intel分別發(fā)布120/133MHzPentium處理器.1995年11月,Intel分別發(fā)布200MHzPentiumPro處理器.1996年1月,Intel發(fā)布150～166MHzPentium處理器.1997年1月,Intel發(fā)布PentiumMMX處理器,增強游戲和多媒體功能.2/1/202340軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展1997年5月,Intel發(fā)布PentiumII處理器,200～233MHz,增加Cache(高速緩存).1998年2月,Intel發(fā)布PentiumII處理器,333MHz.1999年7月,Intel發(fā)布PentiumIII處理器,450MHz,后來到1.2GHz.2000年7月,Intel發(fā)布Pentium4處理器,1.4、1.5、1.6GHz.2/1/202341軟件學院信息科學導論教研組

賽揚D（CeleronD）

奔騰D（PentiumD）奔騰D至尊版（PentiumDExtermeEdition)

酷睿雙核IntelCoreDuo酷睿2雙核IntelCore2Duo

奔騰雙核Intelpentiumdual-core

酷睿2至尊版IntelCore2Extreme酷睿2四核IntelCore2Quad酷睿2四核至尊版IntelCore2QuadeXtreme賽揚雙核IntelCeleronduo-core

酷睿i7-四核心（8xx/9xx）/六核心（9xx）處理器

酷睿i5-雙核心（6xx）/四核心（7xx）處理器

酷睿i3-雙核心（5xx）處理器新酷睿i7四核心（26xx）新酷睿i5四核心（23xx、25xx）新酷睿i3雙核心（21xx）2/1/202342軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.2電子計算機的誕生與發(fā)展1975年,BillGates和PaulAllen創(chuàng)辦Microsoft公司,3年后才

有15人,50萬美元收入.到1992年,員工超過萬人,年收入達28

億美元.1981年,Microsoft為IBM開發(fā)PC操作系統(tǒng),并發(fā)布MSDOS1.0和PC-DOS1.0,Microsoft發(fā)布的稱為

MS-DOS,IBM發(fā)布的稱為PC-DOS.從1981到1996年,DOS從1.0、2.0、2.1、3.0、3.2、3.30

、3.31、4.0、5.0、6.20、6.22發(fā)展7.0為止.1985年,MicrosoftWindows發(fā)布.1990年,MicrosoftWindows3.0發(fā)布1992年,MicrosoftWindows3.1發(fā)布.2/1/202343軟件學院信息科學導論教研組第一章計算機發(fā)展簡史1.3我國計算機的發(fā)展Windows3.12之前版本一直依賴DOS而存在.1992年,WindowsNT發(fā)布.1995年,Windows95發(fā)布,完全脫離DOS.但為了照顧DOS用

戶習慣,設計了DOS模式.1996年,NetscapeNavigator2.0瀏覽器發(fā)布.1998年,Windows98發(fā)布,因捆綁IE瀏覽器引來壟斷官司.1999年,LinuxKernal2.0發(fā)布.2000年2月,Microsoft發(fā)布了Windows2000.2001年3月,Microsoft發(fā)布了WindowsXP.2003年4月,Microsoft發(fā)布了WindowsServer2003.。。。。Windows7.。。。