計算機技術發(fā)展史.ppt

計科四班 包起學,計算機技術發(fā)展史,計算機發(fā)展史 -發(fā)展篇,自從1946年世界上第一臺電子數(shù)字計算機誕生以來，計算機經(jīng)得到了迅速發(fā)展和應用，著名的摩爾定律很好地說明了著一點：平均每18個月計算機的性能要提高一倍，而價格要下降一半。,大約在新石器時代早期，先民使用的“計算機”是結(jié)繩，即用繩子打結(jié)的多少來表示數(shù)的概念。,計算機的歷史可以追溯到我們祖先用石頭或手指幫助計數(shù)的遠古時代。人類最早的 “計算機” 是手指， “Digit” 既表示“手指”又表示“整數(shù)數(shù)字”。,計算的手工時代,17世紀最值得稱頌的計算機發(fā)明當然屬于法國科學家布萊斯帕斯卡，帕斯卡為了幫助父親計算稅款制造了加法器，它第一次確立了計算機器的概念。,計算的機械時代,電子數(shù)字計算機的誕生,晶體管計算機,1960年IBM全面推出晶體管化的7000系列電腦。 以晶體管為主要器件的IBM7090型電腦，換下了誕生不過一年的IBM709電子管計算機，從1960年到1964年一直統(tǒng)治著科學計算的領域，并作為第二代電子計算機的典型代表，被永遠載入電腦的史冊里。,摩爾定律,1964年，仙童公司“八叛 逆”之一的摩爾（G. Moore） 博士，以三頁紙的短小篇幅， 發(fā)表了一個奇特的理論。摩 爾天才地預言說道，集成電 路上能被集成的晶體管數(shù)目，將會以每18個月 翻一番的速度穩(wěn)定增長，并在今后數(shù)十年內(nèi)保 持著這種勢頭。摩爾的這個預言，因集成電路 芯片后來的發(fā)展曲線得以證實，并在較長時期 保持著有效性，被人譽為“摩爾定律”。,微處理器,微處理器,多媒體技術是電腦能夠交互式處理文字、聲音、圖像、動畫、視頻等多種媒體信息。為了實現(xiàn)這些目標，多媒體電腦配置的海量存儲器激光光盤、聲音卡、3D圖形卡等硬件設備，走過了一段瓜熟蒂落的過程。,多媒體計算機,計算機發(fā)展史 -人物篇,許多天才科學家工程師的共同努力，造就了計算機技術的不斷進步，人類世界因此而發(fā)生了翻天覆地的變化，每一位都值得我們紀念。,數(shù)字計算機首先來源于理論突破，是邏輯代數(shù)為開關電路設計奠定了的數(shù)學基礎。邏輯代數(shù)又稱布爾代數(shù)，正是以它的創(chuàng)立者英國數(shù)學家布爾（G.Boole）而命名。,數(shù)字化生存的開拓者,電子計算機之父-馮諾依曼,里程碑式的文獻。報告明確規(guī)定出計算機的五大部件，并用二進制替代十進制運算使用“存儲程序”，以便電腦自動依次執(zhí)行指令。人們后來把這種“存儲程序”體系結(jié)構(gòu)的 機器統(tǒng)稱為“諾依曼機”。,阿蘭圖靈,阿蘭圖靈1912年6月23日出生于英國倫敦一個書香門第的家庭。8歲時，他開始嘗試寫作了一部科學著作， 題名關于一種顯微鏡。1931年，他考入劍橋皇家學院。,1936年， 圖靈發(fā)表了一篇劃時代的論文論可計算數(shù)及其在判定問題中的應用 ，后被人改稱理想計算機。論文里論述了一種“圖靈機”，只要為它編好程序， 它就可以承擔其他機器能作的任何工作。當世界上還沒人提出通用計算機的概念前，圖靈已經(jīng)在理論上證明了它存在的可能性。,比爾蓋茨和微軟,比爾蓋茨1955年10月28日 出生在西雅圖，13歲就開始編 寫計算機程序。1973年進入哈 佛大學法律系，19歲退學，與 同伴創(chuàng)辦電腦公司。后改名微 軟公司，自任董事長、總裁兼 首席執(zhí)行官。 1988年1月，將總裁一職讓給史蒂夫-鮑爾默。 比爾蓋茨被譽為電腦奇才、20世紀最偉大的計算機軟件行業(yè)巨人。36歲成為世界最年輕的億萬富翁。1999年福布斯評選，蓋茨居世界億萬富翁首位，純資產(chǎn)850億美元,被時代周刊評為在數(shù)字技術領域影響重大的50人之一。,IBM PC誕生不僅掀起了個人電腦的大普及，而且導致了軟件工業(yè)的勃興。其中，受益最大的是微軟公司。 MS-DOS伴隨IBM PC電腦出征，由于所有PC個人電腦（包括其他廠商生產(chǎn)的兼容機）都需要安裝MS-DOS，其用戶后來竟超過3000萬，歷史上從來沒有哪個軟件能夠達到如此龐大的用戶數(shù)。微軟公司依托MS-DOS迅速崛起。 80年代，微軟陸續(xù)推出Windows操作系統(tǒng)。,比爾蓋茨和微軟,Win 1.01: November 1985 Win 2.03: November 1987 Windows 3.0: Mai 1990 Windows 3.1: April 1992 Win 95: 15. August 1995 Win98 30 Jun 1998 Win2000 Feb 2000 Win me August/September 2000 Winxp April 2003 Vista 2006 Win7 2009 Win8 至今,比爾蓋茨和微軟,Bill Gates,Steve Jobs,Andrew S Grove,Linus,Page Brin,計算機發(fā)展史 -應用篇,計算機的應用已經(jīng)滲透到人類社會的各個領域。從天氣預報到地質(zhì)勘探，從自動售票到情報檢索，從航天飛機到海洋開發(fā)，從產(chǎn)品設計到生產(chǎn)過程控制，從醫(yī)療診斷到生物工程等等，計算機都得到了日益廣泛的應用，在未來的社會中計算機將同能源一樣成為我們生活、工作、娛樂中不可的工具。,CAD,計算機在最近的幾十年中，極大地改變了我們的生活。在工業(yè)中，計算機也得到了相應 的應用。,計算機輔助設計（CAD） 是在計算機硬件與軟件的 支撐下，通過對產(chǎn)品的描述、 造型、系統(tǒng)分析、優(yōu)化、仿 真和圖形處理的研究，使計 算機輔助技術師完成產(chǎn)品的全 部設計過程，最后輸出滿意的 設計結(jié)果和產(chǎn)品圖形。,CAE,CAE (Computer Aided Engineering)通常指有限元分析和機構(gòu)的運動學及動力學分析。有限元分析可完成力學分析(線性.非線性.靜態(tài).動態(tài))；場分 析(熱場、電場、磁場 等) ；頻率響應和結(jié)構(gòu) 優(yōu)化等。機構(gòu)分析能 完成機構(gòu)內(nèi)零部件的 位移、速度、加速度 和力的計算，機構(gòu)的 運動模擬及機構(gòu)參數(shù) 的優(yōu)化。,CAM (Computer Aided Manufacture) 可完成自動生成零件加工的數(shù)控代碼，并可進行加工過程的動態(tài)模擬、干涉和碰撞檢查等。主要是為數(shù)控機床服務。,PDM(Product Data Management)是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等)和所有與產(chǎn)品相關過程(包括過程定義和管理)的技術。,CAM,計算機發(fā)展史 -未來篇,20世紀下半葉電子數(shù)字計算機蓬勃發(fā)展的主要基礎是基于硅材料的微電子器件。發(fā)展高性能計算有兩條途徑，一條是基于現(xiàn)有的半導體集成電路技術，即微處理機技術，通過提高并行處理能力來實現(xiàn)；另一條途徑是突破硅半導體器件的框框，發(fā)展非傳統(tǒng)的新技術，包括超導計算、量子計算、生物計算和光計算等。,超導計算機,超導計算機是使用超導體元器件 的高速計算機。所謂超導，是指有 些物質(zhì)在接近絕對零度（相當于-26 9攝氏度）時，電流流動是無阻力的 。1962年，英國物理學家約瑟夫遜 提出了超導隧道效應原理，即由超導體一絕緣 體一超導體組成器件，當兩端加電壓時，電 子便會像通過隧道一樣無阻擋地從絕緣介質(zhì) 中穿過去，形成微小電流，而這一器件的兩 端是無電壓的。約琴夫遜因此獲得諾貝爾獎。,納米計算機,科學家發(fā)現(xiàn)，當晶體管的尺寸縮小到0.1微米(100納米)以下時，半導體晶體管賴以工作的基本原理將受到很大限制。研究人員需另辟蹊徑，才能突破0.1微米界，實現(xiàn)納米級器件?，F(xiàn)代商品化大規(guī)模集成電路上元器件的尺寸約在0.35微米(即350納米)，而納米計算機的基本元器件尺寸只有幾到幾十納米。 目前，在以不同原理實現(xiàn)納米級計算方面，科學家提出四種工作機制：電子式納米計算技術，基于生物化學物質(zhì)與DNA的納米計算機，機械式納米計算機，量子波相干計算。它們有可能發(fā)展成為未來納米計算機技術的基礎。 像硅微電子計算技術一樣，電子式納米計算技術仍然利用電子運動對信息進行處理。不同的是：前者利用固體材料的整體特性，根據(jù)大量電子參與工作時所呈現(xiàn)的統(tǒng)計平均規(guī)律；后者利用的是在一個很小的空間(納米尺度)內(nèi)，有限電子運動所表現(xiàn)出來的量子效應。,光計算機,與傳統(tǒng)硅芯片計算機不同，光計算機用光束代替電子進行運算和存儲：它以不同波長的光代表不同的數(shù)據(jù)，以大量的透鏡、棱鏡和反射鏡將數(shù)據(jù)從一個芯片傳送到另一個芯片。 研制光計算機的設想早在20世紀50年代后期就已提出。1986年，貝爾實驗室的戴維米勒研制出小型光開關，為同實驗室的艾倫黃研制光處理器提供了必要的元件。1990年1月，黃的實驗室開始用光計算機工作。 從采用的元器件看，光計算機有全光學型和光電混合型。1990年貝爾實驗室研