s1-1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

微處理器與微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)本課程的建議抓住5個(gè)環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)、聽課、復(fù)習(xí)、記筆記、作業(yè)注重兩個(gè)能力：自學(xué)能力、實(shí)踐能力注意兩個(gè)交流：與同學(xué)、老師的交流實(shí)現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)變：大學(xué)課程學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。處理好課程與教材的關(guān)系：課程學(xué)時(shí)及內(nèi)容安排，學(xué)習(xí)參考書計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用目錄計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展公元前5世紀(jì)中國人就發(fā)明算盤，廣泛應(yīng)用于商業(yè)貿(mào)易中。算盤被認(rèn)為是最早的計(jì)算機(jī)，并一直沿用至今。算盤在某些方面的運(yùn)算能力要超過目前的計(jì)算機(jī)。17世紀(jì)，計(jì)算機(jī)設(shè)備有了第二次重要進(jìn)步，法國人帕斯卡發(fā)明了自動(dòng)進(jìn)位加法器。1694年德國數(shù)學(xué)家戈特弗里德對(duì)其改進(jìn)，使之可以計(jì)算乘法。后來法國人哥倫比亞發(fā)明了可以進(jìn)行四則運(yùn)算的計(jì)算器。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)真正起源于英國數(shù)學(xué)教授查爾斯·巴貝奇。巴貝奇的蒸汽動(dòng)力計(jì)算機(jī)雖然沒有完成，然而卻勾畫出了現(xiàn)代通用計(jì)算機(jī)的基本功能部分。計(jì)算機(jī)之父

人物：約翰·文森特·阿塔納索夫職業(yè)：衣阿華州立大學(xué)物理系34歲副教授

時(shí)間：1937年12月某個(gè)冬夜人物：克利夫·貝里職業(yè)：衣阿華州立大學(xué)電氣工程碩士研究生阿塔納索夫的研究助手

時(shí)間：1939年儀器工作原理：計(jì)算器連接起自行車齒輪和電子元件，數(shù)字從修改過的IBM穿孔卡片讀數(shù)機(jī)輸入，然后存儲(chǔ)在兩個(gè)鼓上，分別容納方程式兩邊的數(shù)字，并精確地以每秒一圈的速度旋轉(zhuǎn)。每個(gè)鼓上有50排電容，每排30個(gè)，總共有1500個(gè)數(shù)字化的二進(jìn)制位，按現(xiàn)代說法即1.5千位，它能夠存儲(chǔ)一大串二進(jìn)制數(shù)。

1943年4月9日，彈道研究實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)官員同意了毛赫利—艾克特計(jì)劃，稱之為ENIAC，即電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)（ElectronicNumericalIntegratorandComputer）的首字母縮寫。計(jì)算機(jī)作為賓夕法尼亞大學(xué)一項(xiàng)名為ENIAC（電子數(shù)字積分器和計(jì)算機(jī)）機(jī)密計(jì)劃的產(chǎn)物。在ENIAC的工作上取得專利的約翰·毛赫利和普雷斯珀·艾克特，是嘗試從新發(fā)明的機(jī)器中盈利的第一人。數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展1946電子管計(jì)算機(jī)1957晶體管計(jì)算機(jī)1964集成電路計(jì)算機(jī)1972大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)第一代電子管計(jì)算機(jī)重達(dá)30噸每秒5000次加法運(yùn)算占地170m2功率150KW18000個(gè)電子管1946年2月15日，世界上第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)ENIAC在美國的賓夕法尼亞大學(xué)誕生。ENIAC代表了計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑,它的問世標(biāo)志著計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來。操作指令為特定任務(wù)而編制，每種機(jī)器有各自不同的機(jī)器語言，功能受到限制，速度也慢。使用真空電子管和磁鼓儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。馮·諾依曼理論在ENIAC的開發(fā)過程中，美藉科學(xué)家馮·諾依曼針對(duì)它存在的問題，提出一個(gè)全新的通用計(jì)算機(jī)方案—馮·諾依曼理論。從ENIAC到當(dāng)前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)都采用的是馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，所以馮諾依曼是當(dāng)之無愧的數(shù)字計(jì)算機(jī)之父。計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個(gè)部分組成采用二進(jìn)制表示計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)將程序和數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)按順序自動(dòng)的執(zhí)行程序馮·諾依曼理論第二代晶體管計(jì)算機(jī)晶體管和磁芯存儲(chǔ)器的發(fā)明導(dǎo)致了第二代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生，其主要特點(diǎn)是體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。1955年貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出世界上第一臺(tái)全晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC，裝有800只晶體管，僅100瓦功率，占地也只有3立方英尺。計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的程序使得計(jì)算機(jī)有了很好的適應(yīng)性，可以更有效地用于商業(yè)用途。磁盤磁帶打印機(jī)內(nèi)存在這一時(shí)期出現(xiàn)了更高級(jí)的COBOL和FORTRAN等語言，使計(jì)算機(jī)編程更容易，新的職業(yè)(程序員、分析員和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專家)和整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)由此而誕生。第三代集成電路計(jì)算機(jī)1961年德州儀器公司僅用不到9個(gè)月時(shí)間，便研制出第一臺(tái)用集成電路組裝的計(jì)算機(jī)，標(biāo)志著電腦從此進(jìn)入它的第三代歷史。更多的元件集成到單一的半導(dǎo)體芯片上，計(jì)算機(jī)變得更小，功耗更低，速度更快。這一時(shí)期的發(fā)展還包括使用了操作系統(tǒng)，使得計(jì)算機(jī)在中心程序的控制協(xié)調(diào)下可以同時(shí)運(yùn)行許多不同的程序。

1959年基爾比與諾伊斯同時(shí)發(fā)明了集成電路(IC)，將三種電子元件結(jié)合到一片小小的硅片上。該機(jī)共有587塊集成電路，重不過300克，體積不到100立方厘米，功率只有16瓦。第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)目錄1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用巨型機(jī)—天河一號(hào)大型主機(jī)小巨型機(jī)—NS1000小型機(jī)特種計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的種類很多，因此分類的方法也很多。根據(jù)計(jì)算機(jī)分類的演變過程和近期可能的發(fā)展趨勢，通常將計(jì)算機(jī)分為巨型機(jī)、小巨型機(jī)、大型主機(jī)、小型機(jī)、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)和特種計(jì)算機(jī)共7大類。。工作站特種計(jì)算機(jī)—分類與特點(diǎn)特種計(jì)算機(jī)是一種加固的增強(qiáng)型計(jì)算機(jī)，它可以作為工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行。由于特種計(jì)算機(jī)的性能可靠、軟件豐富、價(jià)格低廉，因此特種計(jì)算機(jī)在嵌入式工業(yè)自動(dòng)化控制中異軍突起后來居上，應(yīng)用日趨廣泛。分類使用IntelX86架構(gòu)使用ARM架構(gòu)技術(shù)特點(diǎn)全鋼標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)機(jī)箱總線結(jié)構(gòu)、模塊化和一體化設(shè)計(jì)技術(shù)兩種散熱方式高度可靠工業(yè)電源自診斷功能可選多種控制模塊系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位多種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特種計(jì)算機(jī)—應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)現(xiàn)場路橋收費(fèi)醫(yī)療智能交通監(jiān)控?cái)?shù)控機(jī)床電力鐵路航天......個(gè)人計(jì)算機(jī)使用IntelX86架構(gòu)的PC機(jī)使用PowerPC架構(gòu)的Macintosh蘋果電腦DEC公司推出使用它自己Alpha芯片機(jī)器分類功能多、配置全、適應(yīng)面廣、通用性強(qiáng)設(shè)計(jì)先進(jìn)較高的運(yùn)算速度和較大的存儲(chǔ)容量帶有通用外設(shè)，配備各種軟件特點(diǎn)辦公自動(dòng)化數(shù)據(jù)庫管理圖像識(shí)別語音識(shí)別專家系統(tǒng)多媒體技術(shù)家庭應(yīng)用應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的出現(xiàn)，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑事件。嵌入式系統(tǒng)誕生于微型計(jì)算機(jī)時(shí)代，與通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展道路完全不同，形成了獨(dú)立的單芯片的技術(shù)發(fā)展道路。由于嵌入式系統(tǒng)的誕生，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中出現(xiàn)了通用計(jì)算機(jī)與嵌入式計(jì)算機(jī)的兩大分支。不可兼顧的技術(shù)發(fā)展道路，形成了兩大分支的獨(dú)立發(fā)展道路：通用計(jì)算機(jī)按照高速、海量的技術(shù)發(fā)展；嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則為滿足對(duì)象系統(tǒng)嵌入式智能化控制要求發(fā)展。由于獨(dú)立的分工發(fā)展，20世紀(jì)末，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的兩大分支都得到了迅猛地發(fā)展。通用計(jì)算機(jī)按照高速、海量的技術(shù)發(fā)展嵌入式計(jì)算機(jī)滿足對(duì)象系統(tǒng)嵌入式智能化控制要求發(fā)展無處不