20分鐘計算機發(fā)展史教案

1、計算機產(chǎn)生與發(fā)展1導入老師：同學們我們今天來學習計算機的產(chǎn)生與發(fā)展。這兩年安卓手機非常流行，我相信同學們都有聽說過安卓手機上常用的一款游戲吧一憤怒的小鳥。同學們有沒有玩過??？同學：玩過、沒玩過老師：那么玩過的同學何老師一起同一下， 沒有玩過的喃也可以和老師一起學習怎么玩兒。老師現(xiàn)在在黑板上演示下現(xiàn)在你們看到了，右邊的一輛車將會慢慢的前進來撞左邊這個鳥 巢。但是左邊鳥巢里面的鳥媽媽將會用一種方式來保護自己的孩 子一那就是向車砸東西。如果車撞倒鳥巢之前就被鳥兒砸過來的 東西損壞了，那么鳥兒就勝利了。你們看到老師畫的線條了吧？ 那就是鳥兒要扔的東西要砸到車子的飛行的路線。但是一次沒有砸到的話還可以重

2、新計算距離， 重新設定發(fā)射的方向才能準確的砸到車子，在游戲中取得勝利非常巧合的是我們計算機產(chǎn)生的背景和這個游戲是非常相 像的。事情是這樣的，想這個游戲一樣，我們想要我們的大炮準 確的集中敵人也是像這個游戲一樣需要根據(jù)敵人的距離做出計 算的。這樣才能設計好我們的大炮， 準確的集中敵人。但是這個 計算是非常嚴謹?shù)?。因為可能在打仗的時候敵我雙方的軍隊是愛 的比較近的。要是大炮也像我們的游戲一樣隨便估計著砸的話是 可能砸中自己人鬧出人命來的。 所以所有的數(shù)據(jù)都是要經(jīng)過嚴密 的計算的。但是這些計算又是十分復雜龐大的。一個發(fā)射軌道都要經(jīng)過幾天的計算。而且不同的距離用的又用的是同一個方法計 算。所以科學家們

3、就在想能不能研究一臺運算速度更快的機器來在這樣的軍事需求下美國賓夕法利亞大學就在1949研制成功了第一臺計算機eniaco當時計算機計算機不像我們現(xiàn)在計算 這樣功能強大。只能用計算而已。在計算機的發(fā)展中eniac是歸屬于第一代計算機的。我們的第一帶計算機稱為電子管計算機。第一代計算速度達到了幾千 次每秒。顧名思義也就是主要原件是電子管，電子管長什么樣 子喃？外形是一個玻璃管，里面是空的。就像我們的白熾燈管。大約有兩個個指頭大小。第一代 計算機用1.8萬只電子管組成，這就導致了占地面積170m*2 大約三個教室那么大，重 30 噸也就是60000 斤重。 耗電 150kW 也就是每小時耗電 15

4、0 度電。 6000 個開關，50 萬條線，所以操作這樣一臺計算機有多么復雜是可以想像的。常常需要十多個人一起操作。一個三十噸的機器造價昂貴是毫無疑問的。這就導致了很少人用的起計算機。所以當時計算機只被用于軍事和科研計算。電子管元件有許多明顯的缺點。例如，在運行時產(chǎn)生的熱量太多，可靠性較差，運算速度不快，價格昂貴，體積龐大，這些都使計算機發(fā)展受到限制。于是第二代計算機用晶體管開始被用來作計算機的元件。晶體管是一種半導體材料，體積小于電子管，被認為是現(xiàn)代歷史中最偉大的發(fā)明之一，在重要性方面可以與印刷術，汽車和電話等發(fā)明相提并論。品體管實際上是所有現(xiàn)代電器的關鍵活動（ active）元件。品體管不

5、僅能實現(xiàn)電子管的功能，又具有尺寸小、重量輕、壽命長、效率高、發(fā)熱少、功耗低等優(yōu)點。與第一帶計算機相比速度提高到每秒幾十萬次。計算機體積變小，成本更低，可靠性提高了。盡管晶體管的采用大大縮小了計算機的體積、降低了價格、減少了故障，但離用戶的實際要求仍相距甚遠。集成電路的發(fā)明解決了這個問題。 集成電路（Integrated Circuit ，簡稱 r）是做在晶片上的一個完整的電子電路，這個晶片比手指甲還小，卻包含了幾千個晶體管元件高集成度不僅使計算機的體積得以減小，也使速度加快、故障減少。從此，人們開始制造革命性的微處理器。采用集成電路的計算機速度達到了幾十萬到幾百萬次， 計算機體積進一步減小了，

6、開始運用于各個領域。這其中有一個東西起到了關鍵性的作用，那就是操作系統(tǒng)。前兩代計算機由于用戶不多，所以都是各自寫各自的程序，這就導致了每臺計算機的使用方式不一樣，不具有通用性，阻礙了計算機的發(fā)展。隨著越來越多的人使用計算機，于是軟件公司開始開發(fā)一種統(tǒng)一的平臺讓所有計算機用戶可以用同一種方法使用計算機。這對計算機的普及是起到重要作用集成電路發(fā)明之后，芯片上的原件數(shù)量啊是在以每年三到四個數(shù)量級不斷的增加的。隨著時間的增長超大規(guī)模集成電路就誕生了。硬幣大小的芯片上容納了幾十萬個。2005 年一個高級處理器上容納2.9 億個晶體管。如此大數(shù)量的元件的集成使得計算機的體積和價格不斷下降，而功能和可靠性不

7、斷增強。 這代計算機計算速度達到了幾百萬次到幾十萬億次的速度。同時還有一個軟件方面的巨大進步。那就是軟件公司在操作系統(tǒng)中提供了友好的圖形界面，用戶可以用鼠標方便地操作計算機（以前的電腦都只能通過鍵盤操作，相像你會用鍵盤干嘛）。 也就慢慢的形成了我們今天所使用的 winxp ， 7 等操作系統(tǒng)。在這個操作平臺之上我們慢慢的實現(xiàn)了通用化，網(wǎng)絡化，多媒體化等一些功能。這使計算機開始大量的開始向個人化家庭話普及。所以啊你們家里都有計算機了?，F(xiàn)在來談談你們家里的計算機，滿意嗎？你們希望怎樣的性能？學生：回答老師：下面老師要介紹的這種計算機啊肯定可以滿足你們 的需求。那就是 生物計算機又稱仿生計算機，生么

8、事仿生喃？ 科學家對生物蝙蝠研究發(fā)現(xiàn)蝙蝠沒有視力，靠發(fā)出超聲波來 定向飛行的特性研究，制造出了雷達、超聲波定向儀等這就 是仿生科技。同時科學家通過對生物組織體研究，發(fā)現(xiàn)組織 體是由無數(shù)的細胞組成，細胞由水、鹽、蛋白質和核酸等有 機物組成，而有些有機物中的蛋白質分子像開關一樣，具有“開”與“關”的功能。因此，人類可以利用遺傳工程技術，仿制出這種蛋白質分子，用來作為元件制成計算機?？茖W家把這種計算機叫仿生計算機是以生物芯片取代在半導體硅片上集成效以萬計的晶體管制成 的計算機。它的主要原材料是生物工程技術產(chǎn)生的蛋白質分子， 弁以此作為生物芯片。生物計算機芯片本身還具有弁行處理的功 能，其運算速度要比當今最新一代的計算機快10萬倍，能量消耗僅相當于普通計算機的十億分之一， 存儲信息的空間僅占百億 億分之一只有一個分子大小。，同時生物如果在運動中不小心擦傷了身體有的擦點藥有的不用管過幾天傷口就愈合了生物計算機也具有這種功能，當他的內部芯片出現(xiàn)故障時候可以自己修復 不需要人工修理。普通計算機發(fā)熱的問題也解決了， 普通計算機 是用物理能量所以發(fā)熱。而我們的生物計算機是用的生物能， 比 如像我們人來一樣消化食物。 這樣是不會產(chǎn)生過多的熱