計算機的發(fā)展2

1、 計算機基礎(chǔ)計算機基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 計算機的發(fā)展計算機的發(fā)展七年級信息技術(shù)七年級信息技術(shù)學習目標學習目標了解計算機的發(fā)展歷史；了解計算機的發(fā)展歷史；了解計算機的未來發(fā)展趨勢。了解計算機的未來發(fā)展趨勢。熟悉計算機的特點及應用；熟悉計算機的特點及應用；一、計算機發(fā)展的四個歷史階段一、計算機發(fā)展的四個歷史階段科技的發(fā)展推動了計算機的產(chǎn)生和進步?？萍嫉陌l(fā)展推動了計算機的產(chǎn)生和進步。 計算機基本運算部件發(fā)展從機械齒輪、電子管、計算機基本運算部件發(fā)展從機械齒輪、電子管、晶體管、集成電路向超大規(guī)模集成電路發(fā)展。晶體管、集成電路向超大規(guī)模集成電路發(fā)展。迄今為止，計迄今為止，計算機發(fā)展經(jīng)歷算機發(fā)展經(jīng)歷了四代。了

2、四代。馮.諾依曼ENIAC 說到計算機，就不能不提到美籍說到計算機，就不能不提到美籍科學家馮諾依曼。從科學家馮諾依曼。從20世紀初，世紀初，物物理學理學和電子學科學家們就在爭論制和電子學科學家們就在爭論制造可以進行數(shù)值計算的機器應該采造可以進行數(shù)值計算的機器應該采用什么樣的結(jié)構(gòu)。人們被十進制這用什么樣的結(jié)構(gòu)。人們被十進制這個人類習慣的計數(shù)方法所困擾。所個人類習慣的計數(shù)方法所困擾。所以，那時以研制模擬計算機的呼聲以，那時以研制模擬計算機的呼聲更為響亮和有力。更為響亮和有力。20世紀世紀30年代中年代中期，美籍科學家馮諾依曼大膽的提期，美籍科學家馮諾依曼大膽的提出，拋棄十進制，采用二進制作為出，拋

3、棄十進制，采用二進制作為數(shù)字計算機的數(shù)制基礎(chǔ)。同時，他數(shù)字計算機的數(shù)制基礎(chǔ)。同時，他還說預先編制計算程序，然后由計還說預先編制計算程序，然后由計算機來按照人們事前制定的計算順算機來按照人們事前制定的計算順序來執(zhí)行數(shù)值計算工作序來執(zhí)行數(shù)值計算工作 原籍匈牙利，從ENIAC到當前最先進的計算機都采用的是馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。所以馮諾依曼是當之無愧的數(shù)字計算機之父。 馮諾依曼提出存儲程序原理，并確定了存儲程序計算機的五大組成部分和基本工作方法。 世界上第一臺計算機世界上第一臺計算機“埃尼阿克埃尼阿克”誕誕生于生于1946年年2月月15日，它是由美國賓夕法日，它是由美國賓夕法尼亞大學的莫西里教授設(shè)計制作的

4、。尼亞大學的莫西里教授設(shè)計制作的。 “埃尼阿克埃尼阿克”非常龐大而且笨重，它非常龐大而且笨重，它占地約占地約170平方米，機重達平方米，機重達30噸，它每秒噸，它每秒可做可做5000個加法，個加法，500個減法，個減法，50個除法。個除法?！鞍Ｄ岚⒖税Ｄ岚⒖恕暗娜秉c：的缺點： 1.耗電量大，啟動時需要耗電量大，啟動時需要150千瓦千瓦的電力的電力 2.損耗率高，平均每損耗率高，平均每7分鐘就有可能燒掉分鐘就有可能燒掉 一只電一只電子管。子管。 3.體積大，它占地體積大，它占地170平方米。平方米。 它的出現(xiàn)具有劃時代的意義，它的出現(xiàn)具有劃時代的意義，是人類史上的是人類史上的第一臺電子式的計算機

5、第一臺電子式的計算機。1.1.第一代計算機第一代計算機用電子管作為主要元件的計算機，稱為第一代用電子管作為主要元件的計算機，稱為第一代計算機。特點：計算機。特點：體積大，笨重，運算速度慢。體積大，笨重，運算速度慢。世界第一臺計算機世界第一臺計算機“埃尼阿克埃尼阿克”（ENIAC）。）。電子管埃尼阿克9+3=129+3=12大腦大腦大腦大腦9+3=12收集信息收集信息運算運算控制輸出控制輸出輸出輸出93=39+3=12輸入器輸出器存儲器運算器控制器中央處理器 （CPU)2.2.第二代計算機第二代計算機 興起于四、五十年代，用晶體管作為主要元件的興起于四、五十年代，用晶體管作為主要元件的計算機，稱

6、為第二代計算機。計算機，稱為第二代計算機。第二代計算機晶體管第二代晶體管計算機(1958-1964） 1954年，美國貝爾實驗室研制成功第一臺使用晶體管線路的計算機，取名“催迪克”（TRADIC）裝有800個晶體管晶體管計算機的優(yōu)勢尺寸小、重量輕、壽命長、效率高、發(fā)熱少、功耗低等提高了計算機的計算能力，使數(shù)據(jù)的絕對值可達2的幾十次方或幾百次方伴隨出現(xiàn)了打印機，磁帶，磁盤，內(nèi)存以及操作系統(tǒng)等。而且開發(fā)了一些高級語言，軟件產(chǎn)業(yè)也由此產(chǎn)生。3.3.第三代計算機第三代計算機 六、七十年代，集成電路迅速發(fā)展。以集成電六、七十年代，集成電路迅速發(fā)展。以集成電路為主要元件的計算機即第三代電子計算機。路為主要

7、元件的計算機即第三代電子計算機。第三代計算機集成電路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4.4.第四代計算機第四代計算機 七十年代，微電子技術(shù)迅速發(fā)展，出現(xiàn)大規(guī)模集成七十年代，微電子技術(shù)迅速發(fā)展，出現(xiàn)大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路。以它們組成的計算機就叫電路和超大規(guī)模集成電路。以它們組成的計算機就叫第四代計算機。第四代計算機。第四代計算機大規(guī)模集成電路 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 (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)

8、 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。第四代大規(guī)模集成電路數(shù)字計算機(1971現(xiàn)在)1、特點體積越來越小功能越來越強大開始運用鼠標進行可視化操作價格越來越低計算能力越來越強大計算機發(fā)展四個階段比較計算機發(fā)展四個階段比較發(fā)展階段基本元件運行速度第一代計算機19461957電子管幾千次/秒至幾萬次/秒第二代計算機19581964晶體管幾萬次/秒至幾十萬次/秒第三代計算機19651970中小規(guī)模集成電路幾十萬次/秒至幾百萬次/秒第四代計算機1971年至今大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路幾百萬次/秒至幾億次/秒或更高二、多種多樣的現(xiàn)代計算機二、多種多樣的現(xiàn)代計

9、算機按何種方式按何種方式分類分類按應用范圍按應用范圍通用計算機與專用計算機如工業(yè)控制計算機，收款機按規(guī)模大小和按規(guī)模大小和處理信息能力處理信息能力 巨型機、大型機、中型機、 小型機、微型機。如家庭用的微機。各種各樣的計算機三、計算機發(fā)展展望三、計算機發(fā)展展望計算機經(jīng)歷了四個發(fā)展階段后，正朝巨型化、微計算機經(jīng)歷了四個發(fā)展階段后，正朝巨型化、微型化、網(wǎng)絡化、智能化的第五代、第六代發(fā)展。型化、網(wǎng)絡化、智能化的第五代、第六代發(fā)展。巨型化巨型化 目前巨型計算機是指具有幾百目前巨型計算機是指具有幾百GB以上內(nèi)存存儲容以上內(nèi)存存儲容量甚至上百上千量甚至上百上千TB，每秒萬億次運算速度，外設(shè)完備，每秒萬億次運

10、算速度，外設(shè)完備的計算機。的計算機。微型化微型化計算機發(fā)展體積越來越小，速度卻越來越快。計算機發(fā)展體積越來越小，速度卻越來越快。網(wǎng)絡化網(wǎng)絡化 網(wǎng)絡化是指利用通信技術(shù)和計算機技術(shù)，把分散在網(wǎng)絡化是指利用通信技術(shù)和計算機技術(shù)，把分散在不同地點的計算機互聯(lián)起來，按照網(wǎng)絡協(xié)議相互通信，不同地點的計算機互聯(lián)起來，按照網(wǎng)絡協(xié)議相互通信，以達到所用用戶均可共享軟、硬件和數(shù)據(jù)資源的目的。以達到所用用戶均可共享軟、硬件和數(shù)據(jù)資源的目的。智能化智能化 智能化是要求計算機模擬人的思維功能和感觀，即智能化是要求計算機模擬人的思維功能和感觀，即具有識別聲音、圖像的能力，有推理、聯(lián)想、學習的功具有識別聲音、圖像的能力，有

11、推理、聯(lián)想、學習的功能。能。四、未來計算機四、未來計算機 未來計算機將是微電子技術(shù)、光學技術(shù)、超未來計算機將是微電子技術(shù)、光學技術(shù)、超導技術(shù)和電子仿生技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物。導技術(shù)和電子仿生技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物。五、計算機的特點五、計算機的特點（1）運算速度快（2）運算精度高（3）通用性強（4）記憶功能和邏輯判斷能力（5）程序控制能力六、計算機應用領(lǐng)域六、計算機應用領(lǐng)域 科學計算科學計算 信息處理信息處理 過程控制過程控制 計算機輔助工作計算機輔助工作 人工智能人工智能 網(wǎng)絡通訊與電子商務網(wǎng)絡通訊與電子商務CAD(計算機輔助設(shè)計計算機輔助設(shè)計): ): 常用于飛機、輪船、建筑工程等復雜設(shè)計工程中。利

12、用計算機進行設(shè)計可以提高設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計的自動化水平CAM(計算機輔助制造計算機輔助制造): ): 由計算機輔助設(shè)計派生出來的，常用來進行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制、操作等的過程，例如操縱機器的運行，控制材料的流動，處理產(chǎn)品制造過程中的所需數(shù)據(jù)，以及對產(chǎn)品進行測試和檢測等。CAI(計算機輔助教學計算機輔助教學):是利用計算機幫助對學生的教學。通常包括用形象的動態(tài)圖示來表達一些用語言和文字不易表達清楚的概念，還包括學生與計算機之間的對話，并能夠指出學習過程中的錯誤，以及學生學習課程的成績等。(人工智能人工智能):目前已開發(fā)的典型人工智能應用系統(tǒng)有： (a)計算機專家系統(tǒng)，它實際上是具有專門知識的程序系統(tǒng)。目前用的較多的領(lǐng)域有軍事、化學、氣象學、地質(zhì)學以及醫(yī)療診斷等。（b)機器人系統(tǒng)，它由專門的計算機程序配以相應的運動部件組成。目前還只能做一些較簡單的動作，但也很有用了，比如大量繁重的勞動，精度要求高而又不斷重復的勞動，在有危險、有放射線、有毒等的環(huán)境下的勞動，連續(xù)長時間的勞動等等。課課 堂堂 小小 結(jié)結(jié)1.迄今為止，計算機經(jīng)歷了迄今為止，計算機經(jīng)歷了4個主要發(fā)展階段