計算機的發(fā)展史和未來展望教案

1、13網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理3-2 鄧蔚 1301200216 第一代電子計算機的發(fā)展第一代電子計算機的發(fā)展 1946年，世界上出現(xiàn)了第一臺電子數(shù)字計算機“ENIAC”，用于計算彈道。是 由美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電工學(xué)院制造的。1956年，晶體管電子計算機誕生了, 這是第二代電子計算機。只要幾個大一點的柜子就可將它容下，運算速度也大大 地提高了。1959年出現(xiàn)的是第三代集成電路計算機。最初的計算機由被譽為“電子計算機 之父”的馮諾依曼發(fā)明，他也因此，有三間庫房那么大，后逐步發(fā)展。 “ENIAC”的體積龐大，成本很高，使用不便。其實最早的電子數(shù)字計算機是 物理系副 教授約翰阿坦那索夫和其研究生助手克利夫貝瑞

2、。之所以會有這樣的誤會，是因為 “ENIAC”的研究小組中的一個叫莫克利的人于1941年剽竊了約翰阿坦那索夫的研究成果， 并在1946年時,申請了專利。由于種種原因直到1973年這個錯誤才被扭轉(zhuǎn)過來。后來為了表 彰和紀(jì)念約翰阿坦那索夫在計算機領(lǐng)域內(nèi)作出的偉大貢獻(xiàn)，1990年美國前總統(tǒng)布什授予約 翰阿坦那索夫全美最高科技獎項-“國家科技 獎”。 馮.諾依曼 ENIAC 1997年，時代周刊記者在評選年度風(fēng)云人物的文 章里寫道：“新澤西州，50年前的這個星期，1947年 12月23日一個細(xì)雨朦朦的星期二午后，當(dāng)貝爾實驗室 兩位科學(xué)家用一些金箔、一些半導(dǎo)體材料和一個彎曲的 別針來展示他們的新發(fā)現(xiàn)時，

3、數(shù)字化革命誕生了。 在第二代晶體管計算機中出現(xiàn)了許多知名人物，如布拉 頓（W. Brattain）、巴?。↗.Bardeen）、IBM公司 小沃森、麻省理工學(xué)院的博士肖克利（W.Shockley）、 杰弗雷斯特、 DEC公司被譽為“小型機之父” 肯.奧 爾森 肯.奧爾森的“數(shù)字設(shè)備公司”（英文縮寫DEC）， PDP-11和VAX-11/780 是DEC公司集中力量開發(fā)的兩 大系列小型機 肖克利布拉頓 1964年，美國IBM公司研制成功第一個采 用集成電路的通用電子計算機系列IBM360 系統(tǒng) 集成電路板 60年代初期，美國的基爾比和諾伊斯發(fā)明了集成電路，引發(fā)了 電路設(shè)計革命。 大規(guī)模集成電路

4、(LSI) 可以在一個芯片上容納幾百個元件。到 了 80 年代，超大規(guī)模集成電路 (VLSI) 在芯片上容納了幾十萬 個元件，后來的甚大規(guī)模集成電路(ULSI) 上將數(shù)量擴充到百萬 個。 我們現(xiàn)在所用的普遍也屬于第四代計算機，它的特點是體積越 來越小，功能越來越強大，價格越來越低（包括造價） 1958年，中科院計算所研制成功我國第一 臺小型電子管通用計算機103機(八一型), 標(biāo)志著我國第一臺電子計算機的誕生。 1965年，中科院計算所研制成功第一臺 大型晶體管計算機109乙，之后推出109 丙機，該機為兩彈試驗中發(fā)揮了重要作用； 1974年，清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計、研 制成功采用集成電路的D

5、JS-130小型計算 機，運算速度達(dá)每秒100萬次； 2000年，曙光公司推出每秒3000億次浮點 運算的曙光3000超級服務(wù)器。 2001年，中科院計算所研制成功我國第一 款通用CPU“龍芯”芯片 2002年，曙 光公司推出完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“龍騰”服務(wù) 器，龍騰服務(wù)器采用了“龍芯-1”CPU，采用 了曙光公司和中科院計算所聯(lián)合研發(fā)的服務(wù)器 專用主板，采用曙光LINUX操作系統(tǒng)。 2003年，百萬億次數(shù)據(jù)處理超級服務(wù)器曙 光4000L通過國家驗收，再一次刷新國產(chǎn)超 級服務(wù)器的歷史紀(jì)錄，使得國產(chǎn)高性能產(chǎn)業(yè)再 上新臺階。 200年，由中科院計算所、曙光公司、上海超級計算中心三方共同研發(fā)制造的曙光

6、000 實現(xiàn)了每秒10萬億次運算速度。 2008年，“深騰7000”是國內(nèi)第一個實際性能突破每秒百萬億次的異構(gòu)機群系統(tǒng)， 性能突破每秒1065萬億次。 天河一號千萬億次超級計算機系統(tǒng)。 2008年9月16日，曙光5000在天津下線，實現(xiàn)峰值速度230萬億次、 值180萬億次。作為面向國民經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的重大需求的網(wǎng)格超級服務(wù)器，曙光 5000可以完成各種大規(guī)?？茖W(xué)工程計算、商務(wù)計算。2009年6月，5000正式落戶 上海超算中心。 2009年10月29日，中國首臺千萬億次超級計算機“天河一號”誕生。這臺計算機每秒 1206萬億次的峰值速度和每秒5631萬億次的實測性能，使中國成為繼 美國之

7、后世界上第二個能夠研制千萬億次超級計算機的國家。 2009年11月11日，中國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的千萬億次計算機“曙光6000”將于 2010年問世?！笆锕?000”將首次采用國產(chǎn)通用處理器龍芯。 2009年11月17日，半年評選一次的全球超級計算機500強最新名單正式公布。由中國國 防科技大學(xué)研制的“天河一號”超級計算機，這次以實測速度每秒5631萬億次位列世界 第五、亞洲第一，這也是中國超級計算機迄今在這一500強排行榜上獲得的最高名次?！疤?河一號”的峰值速度達(dá)到每秒120619萬億次，是中國首臺每秒運算速度超過千萬億次的 超級計算機。 2010年5月，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的我國第一臺實測

8、性能超千萬億次的“星云”超級計算 機在曙光公司天津產(chǎn)業(yè)基地研制成功。5月31日，“星云”以Linpack值1271萬億次，在 第35屆全球超級計算機五百強排名中，列第二位。6月1日，“星云”超級計算機系統(tǒng)正式 發(fā)布。 2010年9月，中國首臺國產(chǎn)千萬億次超級計算機“天河一號”的13排計算機柜全 部安裝到位，計劃從9月開始進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試與測試，并分步提交用戶使用。 2010年11月16日,全球超級計算機500強排行榜（又稱500）在美國新奧爾良 會議中心正式揭曉，由中國國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制的“天河一號”超級計算機排名第一， “天河一號”2010年在中國國家超級計算天津中心安裝部署，升級后的實測運算

9、速度可達(dá) 每秒2570萬億次。美國橡樹嶺國家實驗室的“美洲虎”超級計算機排名第二,中國曙光公司 研制的“星云”高性能計算機位居第三。其他排名前十的超級計算機分別位于日本、法國、 德國和美國。 2011年10月27日，國家超級計算濟南中心在濟南正式揭牌。這是中國首臺全部采用國產(chǎn)和系統(tǒng) 軟件構(gòu)建的千萬億次計算機系統(tǒng)，標(biāo)志著中國成為繼美國、日本之后能夠采用自主構(gòu)建千萬億次計 算機的國家。國家超級計算濟南中心由山東省科學(xué)院建設(shè)、運營和維護(hù)，2011年3月開始建設(shè)，近期建成 并投入運行。濟南中心裝配的神威藍(lán)光計算機系統(tǒng)，由國家并行計算機工程技術(shù)研究中心研制，系統(tǒng)采用 萬萬億次架構(gòu)，全機裝配870片由國家

10、高性能集成電路（上海）設(shè)計中心自主研發(fā)的“申威1600”處 理器，峰位性能達(dá)到1.0706千萬億次浮點運算秒，持續(xù)性能為0796千萬億次浮點運算秒，運行 （）效率達(dá)到7，性能功耗比超過71百萬次浮點運算秒瓦，組裝密度和性能 功耗比居世界先進(jìn)水平，系統(tǒng)綜合水平處于當(dāng)今世界先進(jìn)行列。濟南中心全部采用國產(chǎn)和系統(tǒng)軟件， 實現(xiàn)了國家大型關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施核心技術(shù)的自主可控。目前，中國已經(jīng)建成天津、深圳、濟南三個千萬 億次超級計算中心。 2013年6月17日，時隔兩年半后，中國超級計算機運算速度重返世界之巔。國際500組織公 布了最新全球超級計算機500強排行榜榜單，中國國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制的“天河二號”以

11、每秒33.86千 萬億次的浮點運算速度，成為全球最快的超級計算機。 2013年10月23日，超級計算機“”系統(tǒng)在上海交通大學(xué)上線運行，將支持俗稱“人造太陽”的慣 性約束核聚變項目等高端科研工程。“”系統(tǒng)峰值性能達(dá)到263萬億次，位列最新全球500榜單 第158名。目前，慣性約束聚變是世界性的科技挑戰(zhàn)。在半個世紀(jì)以前，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)氘原子和氚原 子聚變?yōu)橐粋€氦原子核和一個中子時會釋放巨大的能量。由于其能量釋放機理與太陽一樣，所以該工程俗 稱“人造太陽”。 2013年11月18日，國際500組織公布了最新全球超級計算機500強排行榜榜單，中國國防 科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制的“天河二號”以比第二名美國的“

12、泰坦”快近一倍的速度再度輕松登上榜首。美國專 家預(yù)測，在一年時間內(nèi)，“天河二號”還會是全球最快的超級計算機。 對于計算機來說現(xiàn)在人們越來越看重它的輕便 和性能，按照它的發(fā)展歷程來講，推論出它接 下來的發(fā)展趨勢： 分子計算機：分子計算機體積小、耗電少、運 算快、存儲量大。 量子計算機：量子計算機是利用原子所具有的 量子特性進(jìn)行信息處理的一種全新概念的計算 機。 光子計算機：是一種由光信號進(jìn)行數(shù)字運算、 邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機。 計算機在最近的幾十年發(fā)展突飛猛進(jìn)，是在眾 多行業(yè)中發(fā)展最快的高新領(lǐng)域之一，上世紀(jì)九 十年代的人還難以預(yù)料今天計算機會如此強大， 而今天的我們所預(yù)見的未來的計

13、算機又將有幾 分準(zhǔn)確性呢。不管未來的計算機是什么樣的， 根據(jù)現(xiàn)在的研究以及人們的需要來看，有幾個 特點可能會在較近的未來實現(xiàn)，計算機將會更 加微型化，計算能力還會更加強大，而隨著計 算機與諸多領(lǐng)域的相互滲透，新型計算機也會 應(yīng)運而生，此外，計算機的智能化也是人們研 究的熱點問題。 人工智能發(fā)展歷程 圖靈 “人工智能之父” 圖靈試驗 1956年 達(dá)特莫斯（Dartmouth）會 議 首次提出“人工智能”這一術(shù)語，標(biāo) 志著人工智能學(xué)科的誕生 起源 機器翻譯、機器定理證明、機器博弈 1956年，Samuel研制了跳棋程序，它在 1959年擊敗了Samuel本人 1959年美籍華人學(xué)者、洛克菲勒大學(xué)教

14、授 王浩 自動定理證明 1976年 “四色定理”的證明 50年代70年代 專家系統(tǒng) 1977年，曾是赫伯特西蒙的研究生、斯 坦福大學(xué)青年學(xué)者費根鮑姆 （E.Feigenbaum），在第五屆國際人工智 能大會上提出了”知識工程”的概念 1976年美國斯坦福大學(xué)肖特列夫 （Shortliff）開發(fā)醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)MYCIN 70年代 人工智能現(xiàn)狀 2011年9月，在印度古瓦哈蒂舉行的電腦科技展上，一個“聰明機 器人（Cleverbot）”成功騙過近800名觀眾，使他們難以分辨對話 出自真人還是電腦軟件 當(dāng)日參加聊天試驗的30名志愿者被安排進(jìn)行4分鐘在線文字聊天，聊 天的對象可能是“聰明機器人”，也可能是一個真人。他們的對話內(nèi) 容展示在一個大屏幕上，1334名普通觀眾觀看對話內(nèi)容后進(jìn)行投票。 結(jié)果，超過59.3%的觀眾把人與“聰明機器人”的對話誤認(rèn)成人與人 之間的對話 “聰明機器人”的發(fā)明者、英國人羅洛卡彭特很高興地告訴記者： “騙過一半以上觀眾，你可以說聰明機器人算是通過了圖靈測試 人工 智能 自動工程 （自動泊 車） 語音識別 （ivoka） 自然語言 理解 （