計算機的前世今生

計算機的前世今生計算機與互聯(lián)網(wǎng)知識計算機發(fā)展簡史未來的計算機計算機改變生活古典計算機器時代計算設備還不是科學，而是工具。出現(xiàn)一些具備計算和存儲信息能力的設備。輔助計算的基本手段出現(xiàn)，主要針對的是數(shù)字。主要特點：計算設備作為人腦計算的輔助工具，不具備自動計算能力。早期的計算機器帕斯卡的加法機萊布尼茲的乘法機

巴貝奇差分機巴貝奇分析機古老的計算工具—算盤早期的計算機器哈佛大學研制的機電式自動順序控制計算機MARKI現(xiàn)代計算機-第一代計算機主要特點邏輯元件——電子管主存——磁鼓輔存——磁帶軟件——機器語言、符號語言應用——科學計算主要成就數(shù)字電子計算機的出現(xiàn)，揭開了人類歷史新篇章。1946年6月，馮·諾依曼提出了“存儲程序”的概念以及計算機組成和框架，奠定了現(xiàn)代計算機的基礎。阿塔納索夫及ABC計算機被“遺忘”的電子計算機之父

——約翰·阿塔納索夫（JohnAtanasoff，1903-1995）存放在衣阿華州立大學的ABC計算機(Atanasoff-BerryComputer)馮·諾伊曼及馮·諾伊曼結構1945年6月30日，馮·諾依曼發(fā)表“101頁報告”——FirstDraftofaReportontheEDVAC；1946年7、8月間，馮·諾依曼又提出了一個更加完善的設計報告“電子計算機邏輯設計初探”（Preliminarydiscussionofthethelogicaldesignofanelectroniccomputinginstrument）?，F(xiàn)代電子計算機之父——馮·諾伊曼這兩篇報告的綜合設計思想，便是著名的“馮·諾依曼結構（vonNeumannArchitecture）”。報告明確指出：采用二進制，不但數(shù)據(jù)采用二進制，指令也采用二進制；計算機由5部分構成：運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出裝置；程序由指令組成并和數(shù)據(jù)一起存放在存儲器中，機器按程序指定的邏輯順序，把指令從存儲器中讀出來并逐條執(zhí)行，從而自動完成程序描述的處理工作。(即，“存儲程序”思想)電子管計算翻機19夕46年世界蠅上第統(tǒng)一臺成電子功計算便機EN顛IA嬸C（泄El廳ec堡tr服on扛ic膽N精um奴er挺ic府a(chǎn)l濫I叢nt斜eg衰ra蒸to逃r猶An西d芳Co嬌mp粘ut合er，注謠意EN視IA彎C并驅不是余基于泳“存轎儲程勿序”肯工作宏的計線算機纏?。┰谧访绹蒂e夕膚法尼言亞大卸學研千制成盼功。5000次加法/秒體重30噸占地170m218800只電子管1500個繼電器功率150KW第二示代電更子計揚算機主要隸特點邏輯頭元件臥—敢—奴晶體饅管主存乳—昆—采磁芯輔存蜻—榜—首磁盤軟件踏—走—巡壽高級寸程序核設計默語言售、操換作系撇統(tǒng)應用遇—酒—廈除科雁學計剩算外阿，已鑰應用返于數(shù)駕據(jù)處廚理、鴉過程爽控制主要吊成就首次參將晶博體管怪用于傍計算擱機，勢使計固算機運縮小鴨了體深積，負減低醬了功逗耗，途提高拔了速支度和鳴可靠恩性。發(fā)明車了高板級語順言。首次羨提出銅了計螞算機椒的兼推容問絲式題，縣包括棵硬件腿兼容秧和軟浩件兼醫(yī)容。晶體謊管計礙算機晶體管與電子管的比較：體積比電子管小很多耗電大大降低穩(wěn)定性有很大提高1955年，貝爾實驗室使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。(TransistorDigitalComputer)集成撇電路鋤計算煌機集成電路與晶體管的比較：1964年4月7日，在IBM公司成立50周年之際，由年僅40歲的吉恩·阿姆達爾(Gene

Amdahl)擔任主設計師，歷時四年研發(fā)的IBM360計算機問世，標志著第三代計算機的全面登場，這也是IBM歷史上最為成功的機型之一。第四內代電歡子計誰算機主要備特點邏輯補元件哪—瓦—大運規(guī)模/超大猜規(guī)模尚集成嗓電路然（LS激I/稍VL刺SI）主存荷—踢—LS怠I/午VL縫SI半導對體芯容片輔存頂—婚—支磁盤蒼、光紡盤軟件?！巍旮呒壈癯绦蛞粼O計復語言其、操腎作系湯統(tǒng)應用織—細—科受學計骨算、再數(shù)據(jù)看處理較、過欠程控眨制，并進蜘入以損計算饞機網(wǎng)租絡為酷特征圍的應跟用時膚代各種巾第四另代計橡算機我國顧計算瓶機的演發(fā)展19度58回年研控制出流第一誓臺電任子管鍬計算漆機19昏64耗年研鉆制出錢第二藝代晶權體管嶺計算勤機19崇71討年研樸制出和第三狀代集丹成電注路計烘算機19抵77協(xié)年研衫制出慮第一偵臺微助機D昏JS殃05另019堤83輔年研傍制成委功銀疼河億究次機踢（第震四代酸計算鞭機）20侍02攔年9故月聯(lián)想測集團研制窗成功“深騰潑18劍00”計算絲式機，距運算宮速度冠超過船1萬傍億次蜂/秒20嫌03隸年1梢2月押，我坑國自用主研私發(fā)出瀉國內吃最快兆、世允界第艘三的傍10禽萬億崖次曙遙光4徹00校0A劃高性駱能計苗算機20偷10慚年，臨中國他國防秋科大溝研制岡的“天河循一號”在高驕性能沸計算會機排腹行榜涂上位掠列第披一，狐曙光危公司動部署獄在深仆圳計扒算中郊心的“星云”排行脫第三贏；未來楚的計五算機巨型已化：抗天文撕、軍蠶事、術仿真慶、科躺學計胖算等康領域迫需要文進行萌大量國的計振算，貍要求凱計算批機有俱更高毀的運止算速顧度、坡更大祖的存梯儲量石，這駛就需煮要研浙制功宇能更算強的植巨型茅計算亡機；專業(yè)進化：如工業(yè)數(shù)計算堤機、在嵌入低式設蓮備在駐工業(yè)相上和枕專業(yè)陣領域怖應用你前景精廣闊與，車黃載電添腦、叮工控終計算曉機、墻銀行扔系統(tǒng)拖等；微型貞化：蛾專用富微型給機已碌經(jīng)大柿量應住用于罵儀器句、儀股表和伏家用貨電器坦中。用筆記蝕本電截腦已佛經(jīng)大符量進斗入辦攪公室屯和家買庭，登但是涌便攜滾性、謠續(xù)航使能力挖仍不僑夠人毫們全京天候弊使用宿，應兇運而堂生的敵便攜竭式互遭聯(lián)網(wǎng)復設備釀（MI院D）、傭智能嘗手機焰、平梁板電評腦不淚斷涌們現(xiàn)，萬迅速縱普及然；網(wǎng)絡征化：印移動般通信拍和互花聯(lián)網(wǎng)另成為慘當今張世界厚發(fā)展構最快歷、市預場潛性力最宴大、酷前景禾最誘狼人的云兩大些業(yè)務腐，它膜們的縮慧增長寨速度住都是抽任何鞠預測捆家未尋曾預敬料到夫的，塑所以憐移動煩互聯(lián)翁網(wǎng)可裹以預湊見將擁會創(chuàng)死造怎磚樣的腐經(jīng)濟酬神話頌；智能殼化：屈目前雞的計禮算機廟已能研夠部獻分地絨代替載人的君腦力旬勞動媽，但曉是人程們希芬望計封算機曲具有勢更多奴人的恭智能肝，比鉛如：艘自行盒思考躍，智獎能識摔別，遍自動愁升級喚等等蘆；智能撤手機鉛的代澆表操作貞系統(tǒng)：An決dr包oi抖d丘OS盯v紡2.車2CP篇U型淹號：NV蘭ID稼IA蹈T網(wǎng)eg螞ra咱2CP奔U頻便率：10受24癢MH賣z可用栗空間謀1貨6G沒B內存：1G澤B唱RO夢M+這1G似BRAM主屏磨尺寸：4.僻0英江寸下一填代計憑算機隨著府計算蓄機技救術的喊發(fā)展臺，它已岡經(jīng)成為域我們肝工作摩上的逝工具經(jīng)，生萬活中認的控際制中妙心是球必然忽的事引情?？嘤嬎闾隀C的兔未來曲充滿閑了變赴數(shù)。描性能證的大到幅度施提高灣是不勾可置齒疑的竟，而鄉(xiāng)豐實現(xiàn)呀性能掩的飛遲躍卻犯有多特種途以徑。策不過產(chǎn)性能參的大尊幅提室升并數(shù)不是規(guī)計算壓機發(fā)纖展的誦唯一遣路線哀，計冶算機專的發(fā)獲展，閱還應滑當變尾得越宣來越歲人性褲化，楊同時傷也要駝注重蔽環(huán)保劫等等梳?；趶U集成降電路奇的計內算機遍短期絞內還駛不會賓退出跑歷史棚舞臺麥。但運一些模新的垃計算挺機正繞在躍絹躍欲活試地重加緊濕研究音，這洲些計價算機投是：椒超導記計算銳機、恨納米肝計算定機、泉光計撿算機源、D袋NA芒計算而機和消量子梁計算惰機等送。第五穴代電搜子計楚算機從2房誠0世竟紀8塞0年映代開捷始，賠日本酸、美夜國、摔歐洲礎等發(fā)造達國少家都段宣布慎開始蠅新一膏代計政算機所的研終究。唇人們收普遍扮認為泛新一婚代計懸算機即應該襯是智做能型禮的，斜它能吳模擬雙人的副智能扇行為穗，理津解人鳴類自店然語謙言，菊并繼燈續(xù)向欣著微撞型化闊、網(wǎng)核絡化六發(fā)展燭。綜共合起旬來大押概有稀以下妄幾個棄研究躺方向迎。人工憂智能提計算鴨機巨型端計算痛機多處貿(mào)理機激光炭計算念機超導解計算棟機生物冬晶體尖計算牙機（DN愉A計算枝機）量子系計算超導樹計算么機芯片首的集屯成度讀越高個，計掉算機豎的體奪積越揚小，匪這樣迅才不大致因夜信號巖傳輸秤而降嗚低整川機速臟度。幣但這遍樣一挖來就嘴使機詠器發(fā)關熱嚴牌重。杰解決尸問題辛的出枕路是表研制礎超導懂計算尖機。賀電流槐在超雪導體緣瑞中流侍過時都，電累阻為繩零，蠻介質麗不發(fā)腹熱。堡19秤62卷年，薄英國承物理歲學家例約瑟悔夫遜喇提出宏了“超哈導隧涼道效庸應”，即束由超質導體店—絕圣緣體竹—超窮導體勝組成索的器紐奉件（院約瑟插夫遜結），旋當對也其兩盯端加死電壓明時，倡電子薦就會名像通堂過隧隊道一晝樣無同阻擋唯地從污絕緣幟介質以穿過穗，形傘成微漲小電犁流，歐而該侍器件煌兩端曾的壓室降幾鑒乎為楊零。瞧與傳遣統(tǒng)的希半導血體計驚算機掩相比蘇，使敏用約明瑟夫撥遜器違件的史超導辱計算罩機的洽耗電熄量僅逗為其緣瑞幾千黃分之稍一，梳而執(zhí)賭行一果條指釘令所亂需的灘時間乓卻要階快1乖00絲式倍。19絲式99塔年1等1月兆，日缸本超想導技宗術研捏究所饅與企傾業(yè)合算作，艦制作貓了由紗1萬貧個約濱瑟夫宣遜元剪件組丸成的纖超導拳集成宗電路駐芯片秒。據(jù)碰悉，色該所果定于畢20覽03帥年生啦產(chǎn)這漢種超沉導芯罩片，奶20互10鍋年前妖后制驗造出醒這種辟超導筒計算寸機。納米貍計算銅機在納挎米尺融度下完，由他于有茂量子除效應焰，硅桶微電瓦子芯泉片便宴不能革工作悄。其森原因搜是這逼種芯浸片的鉛工作杠，依戚據(jù)的逝是固諸體材刑料的役整體摩特性表，即僻大量病電子背參與雪工作闊時所祝呈現(xiàn)閑的統(tǒng)役計平發(fā)均規(guī)它律。吉如果圓在納休米尺胡度下濁，利堪用有眠限電批子運鐘動所就表現(xiàn)叉出來干的量厲子效柔應，簽可能自就能視克服響上述招困難攪?？蓴[以用五不同場的原己理實速現(xiàn)納導米級桿計算范，目懇前已對提出會了四京種工諒作機祥制：（1助）電蛇子式搶納米驚計算渾技術膚；（2臂）基殃于生尿物化津學物風質與俗DN置A的止納米襲計算刑機；（3悠）機移械式久納米擦計算迫機；（4敗）量許子波賴相干屠計算箏。它若們有祝可能忠發(fā)展快成為較未來舒納米竿計算粒機技蛾術的搬基礎燃。光子腿計算震機與傳旁統(tǒng)硅鈔芯片為計算日機不房誠同，球光計泰算機米用光犬束代燃替電哈子進靈行計胡算和從存儲時：它霧以不權同波掙長的施光代珍表不描同的姜數(shù)據(jù)蜻，以策大量政的透軟鏡、翻棱鏡勞和反號射鏡廣將數(shù)窩據(jù)從辰一個妹芯片升傳送為到另年一個敲芯片奧。研制懲光計錫算機維的設笛想早瘦在2配0世營紀5芳0年啞代后就期就謀已提冠出。騙19湖86頓年，志貝爾揚實驗記室的弄戴維畏.米鋸勒研刑制成轉功小押型光沈開關威，為租同實余驗室郵的艾伯倫.黃研邊制光降處理文器提瞇供了杏必要幅的元據(jù)件。兆19脫90喇年1消月，段黃的毀實驗執(zhí)室開哲始用巾光計娘算機旱工作何。光透計算闊機有朗全光龜學型框和光養(yǎng)電混篩合型饑。上抓述貝早爾實殲驗室金的光則計算蚊機就吸采用么了混伶合型癢結構元。相比獨之下驚，全雪光學混型計絞算機它可以近達到寒更高襖的運練算速語度。奔研制花光計貢算機拖，需栗要開蜓發(fā)出惜可用攔一條彈光束木控制套另一飲條光忌束變滴化的泉光學“晶閘體管鋪”。幻玉現(xiàn)有栗的光嬌學“輛晶體卷管”熟龐大燭而笨駐拙，識若用純它們振造成劑臺式計算迎機將紫有輛宅汽車骨那么健大。胡因此民，要直想短脫期內泄使光控學計姐算機幼實用鑒化還引很困襪難。DN逆A計算胸機19耳94殺年1印1月哨，美廊國南盲加州毯大學姜的阿景德勒恐曼博故士用月DN埋A堿羞基對紛序列志作為灑信息父編碼驢的載魂體，裹在試施管內微控制脹酶的斜作用納下，待使D籮NA渣堿基服對序榜列發(fā)躺生反寶應，彎以此刮實現(xiàn)再數(shù)據(jù)乞運算鍬。阿幼德勒挑曼在抱《科然學》慶上公傍布了莊DN蹤蝶A計皮算機鵲的理疲論，強引起鬧了各茅國學其者的虜廣泛腸關注喚。阿德載勒曼稀的計怨算機取的計蔽算與柔傳統(tǒng)辰的計拐算機付不同潮，計恭算不碧再只差是簡赴單的此物理刊性質羨的加國減操那作，次而又沖增添呈了化電學性盆質的粉切割蛛、復端制、咸粘貼尿、插屬入和駝刪除奔等種四種方港式。謎D園NA可計算再機的第最大否優(yōu)點創(chuàng)在于塵其驚廊人的異存儲理容量訴和運器算速懇度：仔1立守方厘綠米的到DN桿A存韻儲的繡信息取比一餡萬億小張光排盤存孕儲的倦還多欺；十井幾個助小時渾的D麗NA脾計算黃，就授相當糧于所覆有電雪腦問病世以瞎來的勺總運貝算量食。更愁重要然的是齒，它猾的能返耗非和常低奶，只由有電叫子計發(fā)算機軍的一偉百億姓分之貿(mào)一。與傳晝統(tǒng)的“看朝得見最、摸公得著仙”計算欲機不帥同，仔目前芹的D諒NA霉計算摸機還涼是躺車在試權管里緊的液竟體。沸它離暴開發(fā)總、實碰際應轟用還疑有相舍當?shù)膬S距離層，尚里有許搖多現(xiàn)屑實的飄技術思性問舌題需煎要去跨解決咬。量子計計算殊機量子縣計算臂機以氧處于杠量子曲狀態(tài)肯的原苗子作檔為中財央處攜理器嶼和內叔存，譜利用冬原子拿的量巡壽子特巨性進淹行信狼息處往理。假由于鴨原子災具有播在同碌一時召間處轉于兩尿個不蹦同位切置的異奇妙劇特性僻，即伯處于銀量子摟位的歉原子泡既可驕以代佳表0或笨1，堂也能對同時撓代表厲0和卡1以言及0公和1之間識的中晚間值義，故淺無論謠從數(shù)曲據(jù)存怎儲還洽是處積理的蛾角度義，量鍵子位輪的能騾力都裁是晶龜體管園電子武位的惹兩倍蹦。對逝此，浸有人廉曾經(jīng)拌作過票這樣壩的比虹喻：督假設雜一只沸老鼠沙準備唇繞過基一只柜貓，肅根據(jù)壤經(jīng)典半物理水學理芹論，膊它要棉么從急左邊聚過，卸要么保從右港邊過兩，而百根據(jù)逆量子脹理論款，它送卻可濤以同支時從僵貓的疲左邊程和右掘邊繞懸過腦量子祥計算俱機在敗外形紅上有殊較大屈差異導，它義沒有叛盒式聯(lián)外殼眾；看違起來丘像是粥一個戒被其刊它物斷質包油圍的饞巨大賴磁場凝；它壟不能奇利用棵硬盤畜實現(xiàn)嬸信息漫的長朗期存使儲；朝但高州效的憐運算茂能力頓使量皂子計會算機歲具有崇廣闊痰的應東用前疾景。如何泡實現(xiàn)下量子壟計算伶，方宏案并劑不少恐，問愛題是羞在實翼驗上挺實現(xiàn)趟對微段觀量第子態(tài)蛇的操串縱確嫌實太功困難夸了。駝這些筍計算勒機機謝異常穩(wěn)敏感隆，哪餃怕是皇最小泛的干寨擾-棍-比陣如一濫束從遭旁邊梢經(jīng)過堤的宇睛宙射們線-裙-也矛會改糕變機畫器內赴計算游原子木的方墊向，順從而金導致直錯誤烤的結黎果。遞目前秘，量定子計毯算機鋤只能做利用伐大約5個原擴子做鐘最簡偶單的乘計算古。要從想做錄任何照有意破義的耽工作敞都必院須使棵用數(shù)饞百萬劉個原說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