第一講計算機歷史

第一講計算機歷史第1頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三問題一：大學(xué)是什么？（學(xué)會思考why/who/what/how/when/where）大學(xué)就是要用心的談一次戀愛？大學(xué)就是結(jié)交很多朋友？大學(xué)就是一個小社會？大學(xué)就是一個讓自己成熟的地方？大學(xué)就是學(xué)方法？大學(xué)就是……思考第2頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三大學(xué)生一定要學(xué)會“八個學(xué)會”：學(xué)會做人、學(xué)會做事學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會管理學(xué)會創(chuàng)新、學(xué)會負責學(xué)會理財、學(xué)會養(yǎng)生送給學(xué)生的話第3頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三用戶與專業(yè)人員的區(qū)別對于所有使用洗衣機的人（用戶，Users）來說，他們沒有必要懂得洗衣機的原理，只需要了解使用知識。對于從事洗衣機的研究、發(fā)展、設(shè)計和制造的人（專業(yè)人員，Professionals）來說，他們不僅要懂得洗衣機的原理，還要懂得洗衣的原理。第4頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三培養(yǎng)目標：研究、發(fā)展、設(shè)計和制造計算機系統(tǒng)的創(chuàng)造型人才。對于從事計算機系統(tǒng)（Computersystems）的研究、發(fā)展、設(shè)計和制造的專業(yè)人員來說，他們不僅要懂得計算機系統(tǒng)的原理，還要懂得計算（Computing）的原理。什么是計算機系統(tǒng)？什么是計算？我們這門課是學(xué)習(xí)的開端。今后的許多課程將從不同的角度來回答這兩個問題。四年后，同學(xué)們應(yīng)當能夠自己來回答這兩個問題。然而，很難預(yù)料計算機在四年后會發(fā)展到怎樣的水平。一個需要終生學(xué)習(xí)的職業(yè)，更是一個富有挑戰(zhàn)性的職業(yè)。我們專業(yè)的培養(yǎng)目標第5頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三本課程的主要內(nèi)容了解計算的基本概念；了解計算機系統(tǒng)的基本組成；了解計算機硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識；了解今后將要學(xué)習(xí)的主要課程對實現(xiàn)培養(yǎng)目標所起的作用。第6頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三計算機科學(xué)導(dǎo)論：上課

18次、共36學(xué)時。大家不要照抄幻燈片，應(yīng)當集中精力聽并積極地思考，建議在課堂筆記中寫下當時的理解和體會。成績的評定規(guī)則：作業(yè)占10%，上機實驗占20%，期終考試占70%；作業(yè)或?qū)嶒灲Y(jié)果雷同者，平分應(yīng)得的成績；考試作弊者按學(xué)校規(guī)定處理。課程實施方式第7頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三如何學(xué)好本課程

學(xué)習(xí)目標：①理解計算機硬件結(jié)構(gòu)與組成原理以及操作系統(tǒng)的一些重要概念；②了解程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫、多媒體、計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念和相關(guān)技術(shù)；③掌握計算機基本應(yīng)用技能。

學(xué)習(xí)方法：逐步深入、強調(diào)動手注重應(yīng)用、上網(wǎng)交流第8頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三第一講

計算機歷史第9頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1.1計算機的發(fā)展（過去、現(xiàn)在、將來）1.2中國計算機發(fā)展簡史1.3計算機的定義（分類、特點、應(yīng)用）1.4有名的計算機公司1.5有名的計算機人才1.6計算機學(xué)術(shù)組織1.7計算機核心期刊1.8計算機獎項和競賽內(nèi)容提要第10頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三縱談計算機70年（1936－2006）的發(fā)展歷程領(lǐng)略計算機大師的風(fēng)采暢談著名IT企業(yè)家的成功之路了解百位科學(xué)家的成長和探索呈現(xiàn)重要人物事件，輔之趣事逸史可以幫助你增強探索意識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、激發(fā)創(chuàng)業(yè)激情推薦閱讀：《計算機史話》第11頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三為什么要發(fā)明計算機（why）計算機是怎么發(fā)明的（how）誰發(fā)明的計算機（who)什么是計算機、計算機能做什么（what）計算機在哪里發(fā)明的（where）計算機是什么時候發(fā)明的（when）1.1計算機的發(fā)展第12頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三一.早期的計算工具1.東方的創(chuàng)造：算籌：以縱橫兩種排列方式來表示單位數(shù)目的，其中1-5均分別以縱橫方式排列相應(yīng)數(shù)目的算籌來表示，6-9則以上面的算籌再加下面相應(yīng)的算籌來表示。表示多位數(shù)時，個位用縱式，十位用橫式，百位用縱式，千位用橫式，以此類推，遇零則置空1998第13頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三算盤：通過手動完成從低位到高位的數(shù)字傳送，數(shù)字由算珠的數(shù)量表示，數(shù)位則由算珠的位置來確定第14頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三2.西方的靈感：機械式計算機：借助于各種機械裝置自動傳送十進位，而機械裝置的動力來自計算人員的手1642年法國人巴斯卡爾（B.Pascal）基于齒輪技術(shù)制造了一臺能夠進行加法和減法運算的計算器。為了紀念巴斯卡爾，語言大師沃斯（N.Wirth）把他設(shè)計的一種高級程序設(shè)計語言取名為PASCAL第15頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1670年德國萊布尼茲制造出能進行加減乘除的演算機1822年英國巴貝奇設(shè)計了差分機（計算平方表和函數(shù)數(shù)值表），1834年他又提出分析機的設(shè)想第16頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三機電式計算機：使用電力做動力，但計算機構(gòu)本身還是機械的1888年美國霍勒瑞斯制造第一臺機電式計算機（制表機），用于人口普查卡片分類統(tǒng)計第17頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1938年德國朱斯制造了第一臺采用二進制數(shù)的全自動可編程機電式計算機第18頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1944年美國艾肯提出、IBM公司生產(chǎn)的自動序列控制演算器（MarkI）正式在哈佛大學(xué)投入運行第19頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三提出用程序控制計算思想的第一人是英國數(shù)學(xué)家巴貝奇（C.Babbage）19世紀的英國，產(chǎn)生了一位杰出的數(shù)學(xué)家布爾（G.Bool）。布爾代數(shù)實現(xiàn)了從一組邏輯公理出發(fā)，依靠代數(shù)演算來推導(dǎo)邏輯定律或定理20世紀30年代，英國數(shù)學(xué)家圖靈發(fā)表了關(guān)于可計算數(shù)的論文，通過引入機器狀態(tài)使用了本質(zhì)上具有指令特點的運算操作，這種機器被稱為“圖靈機”第20頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三21計算理論的奠基人AlanTuring（1912~1954）1936年上研究生時發(fā)表的一篇論文中提出了圖靈機（TuringMachine），奠定了計算機的理論基礎(chǔ)。Turing與Church合作給出了數(shù)學(xué)證明，斷言未來計算機能夠象人那樣具有思維能力（因而漢語中有了“電腦”）。計算機學(xué)科的最高榮譽是ACM（美國計算機學(xué)會）圖靈獎。第二次世界大戰(zhàn)中，Turing領(lǐng)導(dǎo)的小組制造出了破譯德軍Enigma密碼的計算機，并成功地完成了任務(wù)。第21頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三約翰?阿坦那索夫二.電子計算機的誕生1939年10月，第一臺小型試驗樣機終于開始運轉(zhuǎn)。阿坦那索夫把這臺機器命名為ABC（Atanasoff-Berry-Computer）誰是電子計算機之父?爭論是沒有意義的，重要是應(yīng)該將歷史還原出來，告訴大家這些天才與先驅(qū)的故事第22頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1946年2月，美國賓夕法尼亞大學(xué)物理學(xué)家莫克利和工程師?？颂貫槭椎臄?shù)十人共同開發(fā)了世界上第一臺通用數(shù)字電子計算機埃尼阿克（ENIAC）（TheElectronicNumericalIntegratorandComputer，電子數(shù)值積分計算機）ENIAC被公認為是第一臺使用電子線路來執(zhí)行算術(shù)、邏輯運算和信息存儲的真正工作的計算機器。奠定了電子計算機的發(fā)展基礎(chǔ)，開辟了計算機科學(xué)技術(shù)的新紀元第23頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三電子管:18000只電阻:70000個電容:10000只繼電器:1500個耗電:140kW/h占地:170m2重量:30噸速度:5000次/秒第24頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三第25頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三第26頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三ENIAC的主要任務(wù)是分析炮彈軌跡當ENIAC公開展出時，一條炮彈的軌道用20s就能算出來，比炮彈本身的飛行速度還快第27頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1946年6月美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮?諾依曼等提出關(guān)于電子計算裝置邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究報告。電子計算機應(yīng)該是：以二進制為運算基礎(chǔ)；采用存儲程序方式工作。并進一步明確其結(jié)構(gòu)應(yīng)由五個部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入裝置和輸出裝置。至今絕大部分的計算機還是采用存儲程序式計算機的組織結(jié)構(gòu)思想及實現(xiàn)方法第28頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1948年發(fā)明的晶體管改變了計算機的建造方式1958年，美國得克薩斯州儀器公司制成了第一塊半導(dǎo)體集成電路。三年后，得克薩斯州儀器公司在軍方的支持下，研制成功了第一臺試驗性的集成電路計算機1967年，由于大量的編程語言得到應(yīng)用，IBM公司決定該公司的計算機系統(tǒng)成為“非捆綁式”。即以前，用戶需要購買計算機及其系統(tǒng)上運行的各種語言的翻譯程序，而現(xiàn)在可只購買需要的翻譯程序。由此形成了語言翻譯程序的競爭，開創(chuàng)了軟件產(chǎn)業(yè)第29頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三30軟件女杰GraceHopper于1943年參加美國海軍，并參與了Mark1的研制工作；1946年為UNIVAC1開發(fā)了第一個高級語言編譯程序；1959年開發(fā)了第一個面向商業(yè)信息處理的語言COBOL的編譯程序；于1973年和1985年分別晉升為美國海軍上校與海軍少將。Hopper

是第一位發(fā)現(xiàn)并排除了程序錯誤（bugs）的人。此后，人們把發(fā)現(xiàn)和排除程序錯誤的過程稱為debugging，把這樣的軟件工具稱為debuger.第30頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三代別第一代1946-1958第二代1959-1964第三代1965-1970第四代1971-現(xiàn)在電子器件電子管晶體管集成電路大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路存儲器水銀延遲線磁鼓、磁芯磁芯、磁鼓磁盤、磁帶半導(dǎo)體存儲器磁盤、磁帶半導(dǎo)體存儲器磁盤、光盤運算速度5000-幾萬幾十萬-百萬百萬-幾百萬幾百萬-幾億處理方式機器語言匯編語言算法語言操作系統(tǒng)實時處理分時處理網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)計算數(shù)據(jù)處理實時控制各行各業(yè)典型機種ENIACEDVACIBM7090CDC6600IBM360PDP-IIVAX-IIIBMPC/Apple三.計算機的發(fā)展階段第31頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1.第一代計算機（1946年～1958年）邏輯器件使用電子管用穿孔卡片機作為數(shù)據(jù)和指令的輸入設(shè)備用磁鼓或磁帶作為外存儲器要計算一個新的題目，就得將線路另外重新搭接一次，把成千上萬的線重新焊一下在1949出現(xiàn)了可以存儲程序的計算機。這些計算機使用機器語言編程，可存儲信息和自動處理信息。人類存儲和處理信息的方法開始發(fā)生革命性的變化第32頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三2.第二代計算機（1959年～1964年）使用晶體管代替了電子管；內(nèi)存儲器采用了磁芯體；引入了變址寄存器和浮點運算硬件；利用I/O處理機提高了輸入輸出能力在軟件方面配置了子程序庫和批處理管理程序，并且推出了Fortran、COBOL、ALGOL等高級程序設(shè)計語言及相應(yīng)的編譯程序第33頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三3.第三代計算機（1965年～1970年）用小規(guī)?；蛑幸?guī)模集成電路；用半導(dǎo)體存儲器代替磁芯存儲器；使用微程序設(shè)計技術(shù)簡化處理機的結(jié)構(gòu)在軟件方面則廣泛地引入多道程序、并行處理、虛擬存儲系統(tǒng)和功能完備的操作系統(tǒng)，同時還提供了大量的面向用戶的應(yīng)用程序第34頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三4.

第四代計算機（1971年～現(xiàn)在）使用了大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路完善的系統(tǒng)軟件、豐富的系統(tǒng)開發(fā)工具和商品化的應(yīng)用程序的大量涌現(xiàn)，以及通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，使得計算機進入了一個大發(fā)展的階段第35頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三生物計算機采用生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子制成生物芯片，其運算過程是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)的相互作用過程量子計算機采用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關(guān)的狀態(tài)，利用激光脈沖來改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物移動，從而進行運算光子計算機采用光學(xué)技術(shù)，由光器件構(gòu)成的計算機。在光器件方面研制的基本部件有：用于進行圖像處理的快速傅立葉變換部件，用于進行信息處理的光乘法、加法運算器超導(dǎo)計算機采用超導(dǎo)元器件和電路組成的計算機。其基本邏輯單元是約瑟夫遜開關(guān)器件，它的速度比現(xiàn)有半導(dǎo)體開關(guān)快10-100倍，功耗僅為后者的0.01-0.0015.第五代計算機（新一代計算機）第36頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三社會在不斷發(fā)展，人類對自然世界的認識活動也越來越多，很多情況要求計算機對數(shù)據(jù)進量的運算，如，數(shù)學(xué)命題的證明、行星軌跡的計算以及航天飛機、宇宙飛船的設(shè)計等等。這些應(yīng)用對計算機速度的要求也越來越高“巨型化”在這里并不是通常意義上的大小，主要是指機器的性能——運算速度等四.計算機的發(fā)展趨勢1.巨型化第37頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三一方面，隨著計算機的應(yīng)用日益廣泛，在一些特定場合，需要很小的計算機（如航天飛機，由于燃料的關(guān)系，設(shè)計原則是為了減少每一克而奮斗），所以計算機的重量、體積都變得越來越小，但功能并不減少另一方面，隨著計算機在世界上日益普及，個人電腦正逐步由辦公設(shè)備變?yōu)殡娮酉M品。人們要求電腦除了要保留原有的性能之外，還要有時尚的外觀、輕便小巧、便于操作等特點，如平板電腦、手持電腦等。今后個人電腦在電腦中所占的比重將會越來越大，使用也將會越來越方便2.微型化第38頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三因特網(wǎng)的建立正在改變我們的世界，改變我們的生活。網(wǎng)絡(luò)具有虛擬和真實兩種特性，網(wǎng)上聊天和網(wǎng)絡(luò)游戲等具有虛擬特性，而網(wǎng)絡(luò)通信、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)資源共享則具有真實的特性雖然現(xiàn)階段我們國家在因特網(wǎng)上的應(yīng)用還不是太多，但再過幾年，我們就完全可以通過因特網(wǎng)購買生活必需品，交納各種費用、教學(xué)、管理個人賬務(wù)等等3.網(wǎng)絡(luò)化第39頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三今后，計算機在我們的生活中扮演的角色將會更加重要計算機應(yīng)用將具有更多的智能特性，能夠幫助用戶解決一些自己不熟悉或不愿意做的事如智能家電、烹調(diào)等4.智能化第40頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三目前新一代計算機正處在設(shè)想和研制階段。新一代計算機是把信息采集、存儲處理、通信和人工智能結(jié)合在一起的計算機系統(tǒng)新一代計算機將由以處理數(shù)據(jù)信息為主，轉(zhuǎn)向以處理知識信息為主，如獲取知識、表達知識、存儲知識及應(yīng)用知識等，并有推理、聯(lián)想和學(xué)習(xí)等人工智能方面的能力（如理解能力、適應(yīng)能力、思維能力等），能幫助人類開拓未知的領(lǐng)域和獲取新的知識5.新型計算機第41頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1.2中國計算機發(fā)展簡史1956年8月，成立了以著名數(shù)學(xué)家華羅庚教授為主任的中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所籌備委員會1958年8月1日，我國第一臺通用小型計算機—103機研制成功，仿制前蘇聯(lián)的M-3小型機1959年10月1日，我國第一臺大型通用計算機—104機研制成功，仿制前蘇聯(lián)的BЭCM大型機1960年，我國第一臺自行設(shè)計的計算機—107機研制成功，運算速度為250次每秒1964年，我國第一臺自行設(shè)計的大型通用計算機—119機研制成功，浮點運算速度為5萬次每秒聯(lián)想風(fēng)云:聯(lián)想管理內(nèi)幕第42頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1965年4月，我國第一臺自行設(shè)計的晶體管計算機441-B通過國家鑒定，運算速度為1.2萬次每秒浮點運算1967年9月，大型通用晶體管計算機109丙研制成功，浮點運算速度為11.5萬次每秒1972年正式交付使用的111計算機，采用小規(guī)模集成電路1973年8月，集成電路計算機150機研制成功1985年，研制成功與IBMPC機兼容的長城0520CH微機1983年11月，研制成功第一臺大型向量機-757機第43頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1983年11月，運算速度為1億次每秒的向量巨型計算機銀河-Ⅰ在國防科技大學(xué)研制成功1992年11月，研制成功10億次每秒的銀河-Ⅱ1997年6月，研制成功130億次每秒的銀河-Ⅲ第44頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1993.10，中科院計算所研制成功曙光一號計算機1995年以后，研制成功曙光1000/2000/3000/4000A2008.6，超級計算機曙光5000A研制成功，使用了6600顆AMD巴塞羅那型4核處理器，峰值運算速度達到每秒230萬億次，世界高性能計算機排名第十第45頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三2009年10月29，“天河一號”，我國首臺千萬億次超級計算機計劃，使中國成為繼美國之后世界上第二個能夠自主研制千萬億次超級計算機的國家這個速度意味著，如果用“天河一號”計算一天，一臺當前主流微機得算160年?！疤旌右惶枴钡拇鎯α?，則相當于4個國家圖書館藏書量之和第46頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三6144個通用處理器（3072x2IntelQuadCoreXeonE55402.53GHz/E55403.0GHz）5120個加速處理器（2560ATIRadeon4870x2575MHz）內(nèi)存總?cè)萘?8TB點點通信帶寬40Gbps共享磁盤總?cè)萘繛?PB第47頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三第48頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三第49頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三2002年9月，我國首枚具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能通用CPU芯片—龍芯1號通過鑒定2006年9月，增強型龍芯2號—龍芯2E通過鑒定，主頻最高達到1GHz，定點運算速度達到每秒20億次2007年5月2日，性能更優(yōu)的龍芯2F開始流片第50頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三推薦閱讀：《中國計算機科學(xué)技術(shù)發(fā)展報告2010》本報告匯總了2003年以來、關(guān)于可信網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)、可視媒體、大型應(yīng)用軟件、微處理芯片、新一代互聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬計算環(huán)境、計算系統(tǒng)虛擬化、語義網(wǎng)格等主題的11個“973”項目，分別由活躍在各個方向上的科人員撰寫項目進展報告，詳細介紹了對應(yīng)項目在理論研究和技術(shù)實現(xiàn)等方面取得的進展。本報告是我國計算機科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷程的一個記錄，從一定角度反映了我國計算機科學(xué)和技術(shù)工作者當前的研究進展，對學(xué)術(shù)研究有重要參考價值第51頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1.3計算機的定義一.什么是計算機？計算機是一種能對各種信息進行存儲和高速處理的工具或電子機器對上述定義要強調(diào)兩點：計算機不僅是一個計算工具，而且還是一個信息處理機計算機不同于其它任何機器，它能存儲程序，并按程序的引導(dǎo)自動存取和處理數(shù)據(jù)，輸出人們所期望的信息第52頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三53Thecomputerisafast,stupidmachineComputers:Havelimitedcapabilities.Canonlydobasicmathematicsandlogicalcomparisons.Mustbeinstructedwithprogramswhattodo.只有有限的能力。只能進行基本的數(shù)學(xué)運算與邏輯比較。必須由程序來指示它做什么事。-GeorgeBeekman第53頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三54Thecomputerisafast,stupidmachineAcomputerisastupidmachinewiththeabilitytodoincrediblysmartthings,…計算機是一臺笨拙的機器，具有從事令人難以置信的聰明工作的能力，...whilecomputerprogrammersaresmartpeoplewiththeabilitytodoincrediblystupidthings.計算機程序員則是一些聰明的人，具有從事令人難以置信的笨拙工作的能力。Theyare,inshort,aperfectmatch.簡而言之，計算機與程序員實現(xiàn)了完美的配合。-JamieShiers第54頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三55定義1：Computersareelectronicdevicesthatcanfollowinstructionstoacceptinput,processtheinputandthenproduceinformation.定義1：計算機是能夠依照指令來接受輸入、處理輸入和產(chǎn)生信息的電子設(shè)備。Whatisacomputer?第55頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三56定義1′：Acomputerisanelectronicmachinethatacceptsdata(input),manipulatesthedataaccordingtosomerules(process),produceresults(output)andstorestheresultsforfutureuse(storage).定義1′：計算機是一種電子機器，它接受數(shù)據(jù)（輸入）、根據(jù)某些規(guī)則來處置這些數(shù)據(jù)（處理）、產(chǎn)生處理結(jié)果（輸出），并儲存這些結(jié)果（存儲）為以后所用。Whatisacomputer?第56頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三57Computer定義1′：Acomputerisanelectronicmachinethatacceptsdata(input),manipulatesthedataaccordingtosomerules(process),produceresults(output)andstorestheresultsforfutureuse(storage).定義1′：計算機是一種電子機器，它接受數(shù)據(jù)（輸入）、根據(jù)某些規(guī)則來處置這些數(shù)據(jù)（處理）、產(chǎn)生處理結(jié)果（輸出），并儲存這些結(jié)果（存儲）為以后所用。Whatisacomputer?ProcessStorageInputOutput框圖第57頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三58第58頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三二.計算機的分類1.按計算機用途分類通用計算機：為了能夠解決各種問題，具有較強的通用性而設(shè)計的計算機。它具有一定的運算速度和存儲容量，帶有通用的外設(shè)，配備各種系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件專用計算機：為了解決一個或一類特定問題而專門設(shè)計的計算機。其軟硬件的配置依據(jù)解決問題的需要而定第59頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三2.按處理對象分類數(shù)字式電子計算機：處理非連續(xù)變化的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在時間上是離散的。其基本運算部件是數(shù)字邏輯電路模擬式電子計算機：處理連續(xù)變化的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在時間上是連續(xù)的。其基本運算部件是由運算放大器構(gòu)成的微分器、積分器和通用函數(shù)運算器等組成混合式電子計算機：可處理數(shù)字量和模擬量第60頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三3.按規(guī)模和處理能力分類（IEEE）巨型機：超級計算機，功能最強，價格最貴小巨型機：與巨型機相比，價格大幅降低大型機：主機，具有很強的管理和處理數(shù)據(jù)的能力，在大企業(yè)、銀行等單位使用小型機：中小企業(yè)，VAX-II,DJS-2000工作站：高檔微機，具有很強的圖形處理能力，應(yīng)用于計算機輔助設(shè)計，Sun工作站個人計算機：IBMPC，Apple第61頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三62計算機的類別微型計算機（微機，Microcomputer）臺式計算機（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計算機（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計算機（小型機，Minicomputer）主機（大型機，Mainframecomputer）超級計算機（Supercomputer）專用計算機（Special-purposecomputer）/嵌入式計算機（Embeddedcomputer）第62頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三63微型計算機（微機，Microcomputer）臺式計算機（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計算機（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計算機（小型機，Minicomputer）主機（大型機，Mainframecomputer）超級計算機（Supercomputer）專用計算機（Special-purposecomputer）/嵌入式計算機（Embeddedcomputer）是通用計算機。通常是由一個用戶來使用（單用戶，Single-user）。配有文字、聲音、圖象等輸入輸出設(shè)備?？赏ㄟ^網(wǎng)絡(luò)與其他計算機相聯(lián)。高檔臺式機可充當服務(wù)器。第63頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三64微型計算機（微機，Microcomputer）臺式計算機（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計算機（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計算機（小型機，Minicomputer）主機（大型機，Mainframecomputer）超級計算機（Supercomputer）專用計算機（Special-purposecomputer）/嵌入式計算機（Embeddedcomputer）功能與臺式機類似。一體化結(jié)構(gòu)。耗電更少，并配有電池，可在沒有交流電源的場合使用。可裝在文件包中。第64頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三65微型計算機（微機，Microcomputer）臺式計算機（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計算機（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計算機（小型機，Minicomputer）主機（大型機，Mainframecomputer）超級計算機（Supercomputer）專用計算機（Special-purposecomputer）/嵌入式計算機（Embeddedcomputer）以聯(lián)網(wǎng)為標志。計算能力比臺式機更強，特別是在圖形處理方面。價格比臺式機高得多。隨著臺式機能力的不斷提高，有可能被臺式機所替代。第65頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三66微型計算機（微機，Microcomputer）臺式計算機（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計算機（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計算機（小型機，Minicomputer）主機（大型機，Mainframecomputer）超級計算機（Supercomputer）專用計算機（Special-purposecomputer）/嵌入式計算機（Embeddedcomputer）向用戶提供專門的功能?？侩姵毓╇?。可裝在衣袋中。有些已具有無線通信能力。是嵌入式計算機的一類。第66頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三67微型計算機（微機，Microcomputer）臺式計算機（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計算機（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計算機（小型機，Minicomputer）主機（大型機，Mainframecomputer）超級計算機（Supercomputer）專用計算機（Special-purposecomputer）/嵌入式計算機（Embeddedcomputer）具有比微機更強的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)存儲能力。多個用戶可以同時使用（多用戶，Multi-user）。目前主要用作服務(wù)器。第67頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三68微型計算機（微機，Microcomputer）臺式計算機（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計算機（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計算機（小型機，Minicomputer）主機（大型機，Mainframecomputer）超級計算機（Supercomputer）專用計算機（Special-purposecomputer）/嵌入式計算機（Embeddedcomputer）具有比小型機更強的數(shù)據(jù)處理能力。價格比小型機高。在銀行等最早使用計算機的行業(yè)中廣泛使用。第68頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三69微型計算機（微機，Microcomputer）臺式計算機（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計算機（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計算機（小型機，Minicomputer）主機（大型機，Mainframecomputer）超級計算機（Supercomputer）專用計算機（Special-purposecomputer）/嵌入式計算機（Embeddedcomputer）擁有最強的并行計算能力，主要用于科學(xué)計算。在氣象、軍事、能源等領(lǐng)域承擔大規(guī)模、高速度的計算任務(wù)。趨勢是用許多臺計算機構(gòu)成一臺超級計算機。第69頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三70微型計算機（微機，Microcomputer）臺式計算機（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計算機（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計算機（小型機，Minicomputer）主機（大型機，Mainframecomputer）超級計算機（Supercomputer）專用計算機（Special-purposecomputer）/嵌入式計算機（Embeddedcomputer）具有面向特定電子設(shè)備的專門計算能力。一般被嵌入在特定的電子設(shè)備中，直接控制電子設(shè)備。具有廣泛的發(fā)展前途。第70頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三四.計算機的特點1.運算速度快：每秒數(shù)萬億次，氣象預(yù)報2.計算精度高：理論上不受限制，圓周率3.存儲能力強：中等規(guī)模圖書館4.具有邏輯判斷能力：算術(shù)運算、邏輯運算、判斷或比較5.具有自動執(zhí)行能力：無需人工干預(yù)第71頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1.科學(xué)計算：解決科學(xué)技術(shù)和工程設(shè)計中存在的大量的數(shù)學(xué)計算問題。如，求解上千階的微分方程組、幾百個方程的線性方程組、大型矩陣運算等2.數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理泛指任何形式的計算機管理和操縱數(shù)據(jù)的過程，例如，企業(yè)管理、庫存管理、帳目計算、信息情報檢索等3.實時控制：計算機的速度不斷提高，計算機的指令周期已降到幾ns級，使得許多生產(chǎn)過程的實時控制成為可能。例如，化工生產(chǎn)過程中的壓力、流量、溫度等參數(shù)的控制五.計算機的應(yīng)用領(lǐng)域第72頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三4.計算機輔助設(shè)計和制造：CAD/CAM系統(tǒng)已發(fā)展成為更高級的計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)5.人工智能：是探索和模擬人的感覺和思維過程的科學(xué)，它是在控制論、計算機科學(xué)、仿生學(xué)、生理學(xué)等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興邊緣學(xué)科6.通信和文字處理：包括文字信息的產(chǎn)生、修改、編輯、復(fù)制、保存、檢索、傳輸?shù)?，通信和文字處理是實現(xiàn)辦公自動化、電子郵件、計算機會議和計算機出版等新技術(shù)的必由之路7.多媒體技術(shù)：圖形、聲音、靜態(tài)圖像、動畫、動態(tài)圖像等多媒體技術(shù)第73頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三8.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息高速公路：把分布在不同地域的獨立的計算機系統(tǒng)用通信設(shè)施連接起來，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享。網(wǎng)絡(luò)從地域范圍大小上分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)9.教育：包括計算機輔助教學(xué)、知識信息系統(tǒng)、自然語言處理等。計算機輔助教學(xué)生動、形象、易于理解，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段之一10.軍事：包括軍隊自動化指揮系統(tǒng)、計算機作戰(zhàn)模擬、軍事信息處理武器的自動控制、精確制導(dǎo)武器、軍用機器人、數(shù)字化部隊、后勤保障等第74頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三成立于1968年，名字取自兩個英文單詞Integrated和

Electronic的組合，中文翻譯成英特爾1971年，推出了世界上第一枚微處理器40041978年后，陸續(xù)推出8086/286/386/4861993年后，陸續(xù)推出Pentium/P2/P3/P4目前還有超線程、多核CPU等一.Intel公司1.4有名的計算機公司第75頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三第76頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三二.IBM公司IBM公司的全稱為國際商業(yè)機器公司（InternationalBusinessMachinesCorporation）早期產(chǎn)品是打孔卡片制表機1952年12月研制出IBM第一臺存儲程序計算機IBM701，IBM公司逐步占據(jù)了計算機制造業(yè)的霸主地位大型計算機有IBM700系列/7000系列/360系列/4300系列等個人計算機有IBMPC系列超級計算機有IBMBlueGene系列第77頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三三.微軟公司微軟公司誕生于1975年，比爾·蓋茨和保羅·艾倫創(chuàng)立1975年7月，他們與MITS簽署協(xié)議，允許MITS在全世界范圍使用和轉(zhuǎn)讓BASIC及源代碼，蓋茨他們獲利18萬美元1981年6月，為IBMPC機開發(fā)出操作系統(tǒng)MSDOS，在1985年到1995年間占據(jù)PC機操作系統(tǒng)的統(tǒng)治地位1985年6月，開發(fā)出OS/2操作系統(tǒng)，贏利20億美元1995年推出Windows95，逐漸取代了MSDOS目前有辦公軟件/數(shù)據(jù)庫/瀏覽器/開發(fā)工具等第78頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三四.聯(lián)想集團公司1984年10月成立，11名科技人員/20萬元資金/一間20平米的平房早期產(chǎn)品是“聯(lián)想式漢字系統(tǒng)”--聯(lián)想漢卡1990年開始推出聯(lián)想微機1996年，聯(lián)想微機首次位居國內(nèi)市場占有率第一2005年5月1，聯(lián)想集團以17.5億美元正式完成對IBM全球PC業(yè)務(wù)的收購，使聯(lián)想成為全球個人電腦行業(yè)的第三大供應(yīng)商2006年度的營業(yè)收入達到1389億元2008年北京奧運會贊助商，提供3萬臺計算設(shè)備第79頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1.5有名的計算機人才計算機理論和結(jié)構(gòu)的奠基人阿倫·圖靈（A.M.Turing，1912-1954）馮·諾依曼（J.vonNeumann，1903-1957）

中國國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者吳文?。?919-）王選（1937-2006）金怡濂（1929-）第80頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三一.圖靈英國著名的數(shù)學(xué)家和邏輯學(xué)家，被稱為計算機科學(xué)之父、人工智能之父，是計算機邏輯的奠基者圖靈提出的計算模型被稱作圖靈機1950年10月，發(fā)表論文計算機和智能，并提出了圖靈測試

美國計算機學(xué)會設(shè)有圖靈獎中國人能獲圖靈獎嗎？第81頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三二.馮·諾依曼計算機之父、博弈論之父1945年6月30日，莫爾學(xué)院發(fā)布了馮·諾依曼總結(jié)的EDVAC方案（奠定了現(xiàn)代計算機的基本結(jié)構(gòu)）明確了計算機的5個組成部分（運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設(shè)備）采用二進制計數(shù)和計算采用存儲程序方式計算機、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、物理、化學(xué)方面的專家第82頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三三.吳文俊中國科學(xué)院院士、第三世界科學(xué)院院士、數(shù)學(xué)家提出了全新的計算機證明幾何定理的吳方法把邏輯推理問題轉(zhuǎn)換成計算問題對數(shù)學(xué)發(fā)展的預(yù)言：將來的數(shù)學(xué)，應(yīng)該是走中國古代數(shù)學(xué)道路，而不是國際道路，這是一條總的趨勢第7683號小行星永久命名為“吳文俊星”第83頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三四.王選中國科學(xué)院院士，中國工程院院士，第三世界科學(xué)院院士中國計算機漢字激光照排技術(shù)創(chuàng)始人，被譽為“漢字印刷術(shù)的第二次發(fā)明”出任方正（香港）有限公司董事局主席第4913號小行星永久命名為“王選星”多做好事，少做錯事，不做壞事第84頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三五.金怡濂中國巨型計算機之父、中國工程院首批院士參加了我國第一臺大型通用電子計算機—104機的研制主持完成了多機并行計算機系統(tǒng)的研制主持研制神威巨型計算機系統(tǒng)（3840億次/秒）第100434號小行星永久命名為“金怡濂星”第85頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三六.慈云桂中國科學(xué)院院士、中國巨型計算機之父主持研制了我國第一臺億次級巨型計算機系統(tǒng)在我國計算機從電子管、晶體管、集成電路到大規(guī)模集成電路的研制開發(fā)歷程中，作出了重要貢獻周總理：要發(fā)展我們自己的計算機呵！我們起步晚，但也要趕超第86頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三七.

楊芙清中國科學(xué)院院士、科學(xué)家、教育家、董事長負責150機指令系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的設(shè)計主持研制成功了我國第一個全部用高級語言書寫的操作系統(tǒng)DJS200/XT2“青鳥工程”的主要主持者女性也要把事業(yè)擺在首位第87頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三八.

姚期智世界著名計算機學(xué)家，2000年圖靈獎得主，美國科學(xué)院院士，美國科學(xué)與藝術(shù)學(xué)院院士，中國科學(xué)院外籍院士，清華大學(xué)高等研究中心教授1967臺灣大學(xué)物理學(xué)士，1972哈佛大學(xué)物理博士，1975年伊利諾依大學(xué)計算機博士。1975至1986MIT、斯坦福大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)伯克利分校助理教授、教授。1986至2004普林斯頓大學(xué)教授。2004到清華大學(xué)任全職教授

2007年3月29日，姚期智領(lǐng)導(dǎo)成立了清華大學(xué)理論計算科學(xué)研究中心我所學(xué)的東西能有機會在我出生的中國生根，有條件在該領(lǐng)域為中國培養(yǎng)出世界級的研究人員來，我覺得這是一件非常有意義的事情有才華的人往往敗在一個驕字上，平庸的人往往敗在一個惰字上第88頁，共95頁，2023年，2月20日，星期三1.6計算機學(xué)術(shù)組織電氣和電子工程師學(xué)會計算機協(xié)會IEEE-CSInstituteofElectricalandElectronicEngineers-ComputerSociety美國計算機學(xué)會ACMAssociationforComputingMachinery中國計算機學(xué)會CCFChin