計算機的發(fā)展史及分類

第一講計算機的開展史及分類主講教師：成凱教學目的與要求了解計算機的開展歷史；理解計算機的根本工作原理、根本概念；初步了解計算機學科的內(nèi)涵、知識體系；了解有關職業(yè)和職業(yè)道德；產(chǎn)生興趣、樹立信心、建立目標；掌握方法，學會學習。注意：本課程介紹的內(nèi)容大局部將在后續(xù)課程中學習，所以，不要求弄懂每一個技術細節(jié)。重點、難點計算機的分類及其開展趨勢關鍵詞埃尼阿克〔ENIAC〕、馮·諾伊曼、學生計算機根底調(diào)查從來沒用過計算機玩過游戲做過文字編輯上過網(wǎng)組裝過個人計算機寫過程序今天當我們坐在電腦前盡情地享受電腦給我們帶來的便捷和快樂時，我們有沒有想過電腦何時誕生，它的開展歷經(jīng)了什么樣的過程？它又有哪些分類？特點，開展趨勢是什么？計算機在哪些應用方面？帶著以上問題我們進入新課程……課堂引入計算機能夠做許多種不同的事：畫圖娛樂幫助人進行決策模擬世界上的事物制作影視特技幫助人進行設計幫助人制定方案……算題〔科學計算〕制作圖案處理文字記錄事實控制其他機器游戲發(fā)送消息識別語音計算機存在于我們的生活中任務一：計算機的開展史1.計算機的概念：計算機是一種能過按照預先存儲的程序，自動地、高速地、精確地、進行信息處理的現(xiàn)代化智能電子設備。某種程度上延伸了人腦的功能，常被稱為：電腦，英文：Computer.計算機是一種現(xiàn)代化的信息處理工具，它對信息進行處理并提供所需結果，其結果〔輸出〕取決于所接收的信息〔輸入〕及相應的程序。如以下圖所示：計算機事先存儲的程序輸入輸出計算工具開展史上第一次重大改革是算盤，也是我國古代勞動人民首先創(chuàng)造和使用的。算盤由算籌演變而來，并且和算籌并存競爭了一個時期，終于在元代后期取代了算籌。元代后期“最早的數(shù)字計算機〞手動式計算工具——算盤

任務一：計算機的開展史〔1〕機械式計算工具——帕斯卡加法器

法國數(shù)學家帕斯卡采用與鐘表類似的齒輪傳動裝置，研制了世界上第一臺十進制加減法器，這是人類歷史上的第一臺機械式計算機。由齒輪組成、以發(fā)條為動力、通過轉動齒輪來實現(xiàn)加減運算的計算裝置。

1642年2.計算機的開展：任務一：計算機的開展史任務一：計算機的開展史2.計算機的開展：1821年〔2〕機械式計算工具——差分機英國數(shù)學家巴貝奇設想和設計的第一臺完全可以編程計算機——差分機，專門用于航海和天文計算，這是最早采用存放器〔齒輪式裝置〕來存儲數(shù)據(jù)的計算工具，表達了早期程序設計思想的萌芽，使計算工具從手動機械躍入自動機械的新時代。遺憾：沒有問世任務一：計算機的開展史2.計算機的開展：〔3〕機電式計算機——制表機

第一臺可以自動進行加減乘除運算、累計存檔、制作報表的制表機，這臺制表機參與了美國1890年的人口普查工作。1884年任務一：計算機的開展史從1946年美國賓夕法尼大學研制出世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC〔電子數(shù)字積分計算機的英文縮寫〕至今，短短六十多年的時間內(nèi)，計算機系統(tǒng)和計算機應用得到了飛速開展。元件制作工藝水平的不斷提高是計算機開展的物質(zhì)根底，因此以計算機元器件的變革作為標志，將計算機的開展劃分為四個階段，這四個階段通常稱為計算機開展的四個時代。1．第一代計算機〔1946～1958年〕其主要特征是采用電子管作為主要元器件。2．第二代計算機〔1958～1964年〕其主要特征是由電子管改為晶體管。3．第三代計算計算機導論機〔1964～1974年〕其主要特征是用半導體中小規(guī)模集成電路代替分立元件的晶體管。4．第四代計算機〔1974年至今〕其主要特征是以大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路為計算機的主要功能部件。

任務一：計算機的開展史第一代計算機〔1946——20世紀50年代后期〕：電子管計算機第一臺計算機(軍事用途)：誕生于美國賓西法尼亞大學 名稱：ENIAC〔electronicnumericalintegratorandcomputer〕 全稱：電子數(shù)值積分計算機 面積：167m2 電子管：18800個 重量：30噸 耗電量：150kw/時 速度：5000次/秒計算機的鼻祖：埃尼阿克第一代特點：元件：電子管，耗電量大，不穩(wěn)定，本錢高，速度慢 〔幾千~幾萬次/秒〕內(nèi)存容量小，讀寫速度慢無操作系統(tǒng)，只采用機器語言或匯編語言任務一：計算機的開展史第二代計算機〔20世紀50年代后期~20世紀60年代中期〕晶體管計算機晶體管的創(chuàng)造推動了計算機的開展，邏輯元件采用了晶體管以后，計算機的體積大大縮小，耗電減少，可靠性提高，性能比第一代計算機有很大的提高。主存儲器采用磁芯，外存儲器已開始使用更先進的磁盤；軟件有了很大開展，出現(xiàn)了各種各樣的高級語言及其編譯程序，還出現(xiàn)了以批處理為主的操作系統(tǒng)，應用以科學計算和各種事務處理為主，并開始用于工業(yè)控制。第二代特點：元件：體積變小，重量輕，壽命長，發(fā)熱少，功耗低，速度快有初級操作系統(tǒng)，出現(xiàn)高級語言任務一：計算機的開展史第三代計算機〔20世紀60年代中期~20世紀70年代初〕集成電路計算機以IBM公司研制成功的360系列計算機為標志第三代特點：元件：集成電路，體積更小，重量更輕，耗電量更小，速度更快〔幾十萬~幾百萬次/秒〕內(nèi)存：半導體存儲器，外存：磁帶，磁鼓，磁盤軟件：操作系統(tǒng)，編譯系統(tǒng)，應用程序任務一：計算機的開展史第四代計算機〔1971年至今〕大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路使軍事工業(yè)、空間技術、原子能技術得到開展，這些領域的蓬勃開展對計算機提出了更高的要求，有力地促進了計算機工業(yè)的空前大開展。隨著大規(guī)模集成電路技術的迅速開展，計算機除了向巨型機方向開展外，還朝著超小型機和微型機方向飛越前進。1971年末，世界上第一臺微處理器和微型計算機在美國舊金山南部的硅谷應運而生，它開創(chuàng)了微型計算機的新時代。第四代特點：元件：大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路，容量大，速度快體積：更小，本錢低，出現(xiàn)微機〔PC機〕內(nèi)存：半導體存儲器，外存：磁帶，磁盤，光盤軟件：網(wǎng)絡操作系統(tǒng)代次起止年份所用電子元器件數(shù)據(jù)處理方式運算速度特點第一代1946~1957電子管定點運算、機器、匯編語言5000~1萬次/秒體積大、耗電大、速度慢第二代1958~1964晶體管浮點運算、高級語言幾萬~十幾萬次/秒體積、耗電減小，速度提高第三代1965~1970中、小規(guī)模集成電路結構化、模塊化程序設計、實時處理十幾萬~幾百萬次/秒體積、功耗減小、運行速度提高第四代1970~今大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路分時、實時數(shù)據(jù)處理、計算機網(wǎng)絡幾千萬次到百億條指令/秒性能大幅度提高，價格下降，應用到社會各個領域任務一：計算機的開展史任務二：計算機的開展趨勢3.計算機的開展趨勢：巨型化：開展高速、大存儲容量和強大功能的超大型計算機。用于核反響、天文、氣象、宇宙工程、生物工程等尖端科學及新興科學。微型化：芯片的集成度越來越高，計算機的元器件越來越小，而使得計算機的計算速度快、功能強、體積小、價格低。網(wǎng)絡化：在一定的地理區(qū)域內(nèi)，將分布在不同地點的不同機型的計算機和外部設備由通信線路互聯(lián)組成一個規(guī)模大、功能強的網(wǎng)絡環(huán)境，在網(wǎng)絡軟件的協(xié)調(diào)下，可以共享信息、數(shù)據(jù)及系統(tǒng)資源。智能化：讓計算機來模擬人的感覺、行為、思維過程，使計算機具備聽、視、語言、行為、思維、推理，學習、證明等能力。包括模式識別、專家系統(tǒng)、智能機器人。多媒體化：多媒體是“以數(shù)字技術為核心的圖象、聲音與計算機、通信等融為一體的信息環(huán)境〞的總稱，使計算機以更接近人的自然方式與我們交換信息銀河Ⅱ任務三計算機的分類1.超級計算機(巨型機)特點：體積大，運行速度快，功能強，存儲容量大，用于科研，國防如：銀河I，II，曙光2.小巨型機特點：采用高性能的微處理器組成并行多處理器系統(tǒng)，使巨型機小型化。3.大型機特點：由主處理器以及其他假設干計算機組成，用大型企事業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或網(wǎng)絡中心的主機，如：IBM43004.計算機的分類：4.小型機： 特點：規(guī)模小，本錢低，用途廣泛，用于網(wǎng)絡效勞器5.工作站〔超級微機〕：特點：速度快，存儲容量大，易聯(lián)網(wǎng)，用于圖像處理和輔助設計。6.個人計算機〔PC機〕:類別：apple(蘋果機) IBM及兼容機〔已被中國聯(lián)想收購〕外觀：臺式機 便攜式：筆記本，掌上電腦任務三計算機的分類任務四計算機的特點運算速度快計算精度高存儲容量大具有邏輯判斷能力自動化程度高支持人機交流通用性強任務五計算機的應用領域計算機的應用領域極其廣泛。經(jīng)過幾十年的開展，已滲透到社會的各行各業(yè)，正在改變著傳統(tǒng)的工作、學習和生活方式，推動著社會的開展。概括起來可以歸納為以下幾個主要的應用領域：1．科學計算：使用計算機解決在科學研究和工程技術領域中提出的大量復雜的數(shù)值計算問題。2．數(shù)據(jù)處理：使用計算機對數(shù)據(jù)進行輸入、分類、加工、整理、合并、統(tǒng)計、制表、檢索以及存儲等?！?〕辦公自動化；〔2〕管理信息系統(tǒng)；〔3〕商業(yè)應用；〔4〕文獻檢索；