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文檔簡(jiǎn)介
1、第一講第一講 計(jì)算機(jī)的發(fā)展史及分類計(jì)算機(jī)的發(fā)展史及分類主講教師:成凱主講教師:成凱教學(xué)目的與要求教學(xué)目的與要求 了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史; 理解計(jì)算機(jī)的基本工作原理、基本概念; 初步了解計(jì)算機(jī)學(xué)科的內(nèi)涵、知識(shí)體系; 了解有關(guān)職業(yè)和職業(yè)道德; 產(chǎn)生興趣、樹立信心、建立目標(biāo); 掌握方法,學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。注意:本課程介紹的內(nèi)容大部分將在后續(xù)課程中學(xué)習(xí),所以,不要求弄懂每一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)。重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn) 計(jì)算機(jī)的分類及其發(fā)展趨勢(shì)關(guān)鍵詞埃尼阿克(ENIAC)、馮諾伊曼、學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)調(diào)查 從來沒用過計(jì)算機(jī) 玩過游戲 做過文字編輯 上過網(wǎng) 組裝過個(gè)人計(jì)算機(jī) 寫過程序 今天當(dāng)我們坐在電腦前盡情地享受電腦給我們帶來的
2、便捷和快樂時(shí),我們有沒有想過電腦何時(shí)誕生,它的發(fā)展歷經(jīng)了什么樣的過程?它又有哪些分類?特點(diǎn),發(fā)展趨勢(shì)是什么?計(jì)算機(jī)在哪些應(yīng)用方面?帶著以上問題我們進(jìn)入新課程課堂引入課堂引入計(jì)算機(jī)能夠做許多種不同的事: 畫圖 娛樂 幫助人進(jìn)行決策 模擬世界上的事物 制作影視特技 幫助人進(jìn)行設(shè)計(jì) 幫助人制定計(jì)劃 算題(科學(xué)計(jì)算) 制作圖案 處理文字 記錄事實(shí) 控制其他機(jī)器 游戲 發(fā)送消息 識(shí)別語(yǔ)音 任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史1.計(jì)算機(jī)的概念計(jì)算機(jī)的概念: 計(jì)算機(jī)是一種能過按照預(yù)先存儲(chǔ)的程序,自動(dòng)地、高速地、精確地、進(jìn)行信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。某種程度上延伸了人腦的功能,常被稱為:電腦,英文
3、:Computer. 計(jì)算機(jī)是一種現(xiàn)代化的信息處理工具,它對(duì)信息進(jìn)行處理并提供所需結(jié)果,其結(jié)果(輸出)取決于所接收的信息(輸入)及相應(yīng)的程序。如下圖所示:計(jì)算機(jī)事先存儲(chǔ)的程序輸入輸出 計(jì)算工具發(fā)展史上第一次重大改革是算盤,也是我國(guó)古代勞動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)了一個(gè)時(shí)期,終于在元代后期取代了算籌。 元代后期“最早的數(shù)字計(jì)算機(jī)”手動(dòng)式計(jì)算工具算盤 任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史(1)機(jī)械式計(jì)算工具帕斯卡加法器 法國(guó)數(shù)學(xué)家帕斯卡采用與鐘表類似的齒輪傳動(dòng)裝置,研制了世界上第一臺(tái)十進(jìn)制加減法器,這是人類歷史上的第一臺(tái)機(jī)械式計(jì)算機(jī)。由齒輪組成、以發(fā)條為
4、動(dòng)力、通過轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪來實(shí)現(xiàn)加減運(yùn)算的計(jì)算裝置。 1642 年2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展: 任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史 任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展:1821 年(2)機(jī)械式計(jì)算工具差分機(jī) 英國(guó)數(shù)學(xué)家巴貝奇構(gòu)想和設(shè)計(jì)的第一臺(tái)完全可以編程計(jì)算機(jī)差分機(jī),專門用于航海和天文計(jì)算,這是最早采用寄存器(齒輪式裝置)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算工具,體現(xiàn)了早期程序設(shè)計(jì)思想的萌芽,使計(jì)算工具從手動(dòng)機(jī)械躍入自動(dòng)機(jī)械的新時(shí)代。 遺憾:沒有問世 任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展:(3)機(jī)電式計(jì)算機(jī)制表機(jī) 第一臺(tái)可以自動(dòng)進(jìn)行加減
5、乘除運(yùn)算、累計(jì)存檔、制作報(bào)表的制表機(jī),這臺(tái)制表機(jī)參與了美國(guó)1890年的人口普查工作。 1884 年 任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史 從美國(guó)賓夕法尼大學(xué)研制出世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)(電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)的英文縮寫)至今,短短六十多年的時(shí)間內(nèi),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用得到了飛速發(fā)展。元件制作工藝水平的不斷提高是計(jì)算機(jī)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),因此以的變革作為標(biāo)志,將計(jì)算機(jī)的發(fā)展劃分為四個(gè)階段,這四個(gè)階段通常稱為計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)時(shí)代 。1第一代計(jì)算機(jī)(第一代計(jì)算機(jī)(19461958年)年)其主要特征是采用電子管作為主要元器件。2 2第二代計(jì)算機(jī)(第二代計(jì)算機(jī)(1958195819641964年)
6、年)其主要特征是由電子管改為晶體管。 3 3第三代計(jì)算計(jì)算機(jī)導(dǎo)論機(jī)(第三代計(jì)算計(jì)算機(jī)導(dǎo)論機(jī)(1964196419741974年)年)其主要特征是用半導(dǎo)體中小規(guī)模集成電路代替分立元件的晶體管。 4 4第四代計(jì)算機(jī)(第四代計(jì)算機(jī)(19741974年至今)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(jì)算機(jī)的主要功能部件。 任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史第一代計(jì)算機(jī)第一代計(jì)算機(jī)(194620世紀(jì)50年代后期):電子管計(jì)算機(jī)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)(軍事用途):誕生于美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)名稱:ENIAC(electronic numerical integrator and computer)全稱:
7、電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)面積:167m2電子管:18800個(gè)重量:30噸耗電量:150kw/時(shí)速度:5000次/秒計(jì)算機(jī)的鼻祖:埃尼阿克第一代特點(diǎn):第一代特點(diǎn):元件:電子管,耗電量大,不穩(wěn)定,成本高,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(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言 任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史第二代計(jì)算機(jī)第二代計(jì)算機(jī)(20世紀(jì)50年代后期20世紀(jì)60年代中期)晶體管計(jì)算機(jī)晶體管的發(fā)明推動(dòng)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展,邏輯元件采用了晶體管以后,計(jì)算機(jī)的體積大大縮小,耗電減少,可靠性提高,性能比第一代計(jì)算機(jī)有很大的提高。主存儲(chǔ)器采用磁芯,外存儲(chǔ)器已開始使用更先進(jìn)的磁盤;軟件有了很大
8、發(fā)展,出現(xiàn)了各種各樣的高級(jí)語(yǔ)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(yīng)用以科學(xué)計(jì)算和各種事務(wù)處理為主,并開始用于工業(yè)控制。第二代第二代特點(diǎn):特點(diǎn):元件:體積變小,重量輕,壽命長(zhǎng),發(fā)熱少,功耗低,速度快有初級(jí)操作系統(tǒng),出現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言 任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史第三代計(jì)算機(jī)第三代計(jì)算機(jī)(20世紀(jì)60年代中期20世紀(jì)70年代初)集成電路計(jì)算機(jī)以IBM公司研制成功的360系列計(jì)算機(jī)為標(biāo)志 第三代特點(diǎn):第三代特點(diǎn):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(dǎo)體存儲(chǔ)器,外存:磁帶,磁鼓,磁盤軟件:操作系統(tǒng),編譯系統(tǒng),應(yīng)用程序 任務(wù)一:計(jì)
9、算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史第四代計(jì)算機(jī)第四代計(jì)算機(jī)(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(shù)、原子能技術(shù)得到發(fā)展,這些領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)提出了更高的要求,有力地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)工業(yè)的空前大發(fā)展。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)除了向巨型機(jī)方向發(fā)展外,還朝著超小型機(jī)和微型機(jī)方向飛越前進(jìn)。1971年末,世界上第一臺(tái)微處理器和微型計(jì)算機(jī)在美國(guó)舊金山南部的硅谷應(yīng)運(yùn)而生,它開創(chuàng)了微型計(jì)算機(jī)的新時(shí)代。第四代特點(diǎn):第四代特點(diǎn):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,成本低,出現(xiàn)微機(jī)(PC機(jī))內(nèi)存:半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,外存:磁帶,磁盤,光盤軟件:網(wǎng)
10、絡(luò)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(yùn)算速度特點(diǎn)第一代第一代19461957電子管定點(diǎn)運(yùn)算、機(jī)器、匯編語(yǔ)言50001萬次/秒體積大、耗電大、速度慢第二代19581964晶體管浮點(diǎn)運(yùn)算、高級(jí)語(yǔ)言幾萬十幾萬次/秒體積、耗電減小,速度提高第三代19651970中、小規(guī)模集成電路結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)處理十幾萬幾百萬次/秒體積、功耗減小、運(yùn)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(shí)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)幾 千 萬 次到 百 億 條指令/秒性能大幅度提高,價(jià)格下降,應(yīng)用到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域 任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史任務(wù)一:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史 任務(wù)二:計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)任務(wù)二:計(jì)算機(jī)的
11、發(fā)展趨勢(shì)3.計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì): 巨型化巨型化:發(fā)展高速、大存儲(chǔ)容量和強(qiáng)大功能的超大型計(jì)算機(jī)。用于核反發(fā)展高速、大存儲(chǔ)容量和強(qiáng)大功能的超大型計(jì)算機(jī)。用于核反應(yīng)、天文、氣象、宇宙工程、生物工程等尖端科學(xué)及新興科學(xué)。應(yīng)、天文、氣象、宇宙工程、生物工程等尖端科學(xué)及新興科學(xué)。 微型化微型化:芯片的集成度越來越高,計(jì)算機(jī)的元器件越來越小,而使得計(jì)芯片的集成度越來越高,計(jì)算機(jī)的元器件越來越小,而使得計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度快、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低。算機(jī)的計(jì)算速度快、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低。 網(wǎng)絡(luò)化:網(wǎng)絡(luò)化: 在一定的地理區(qū)域內(nèi),將分布在不同地點(diǎn)的不同機(jī)型的計(jì)算在一定的地理區(qū)域內(nèi),將分布在不同地點(diǎn)的
12、不同機(jī)型的計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備由通信線路互聯(lián)組成一個(gè)規(guī)模大、功能強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,在機(jī)和外部設(shè)備由通信線路互聯(lián)組成一個(gè)規(guī)模大、功能強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,在網(wǎng)絡(luò)軟件的協(xié)調(diào)下,可以共享信息、數(shù)據(jù)及系統(tǒng)資源。網(wǎng)絡(luò)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:智能化: 讓計(jì)算機(jī)來模擬人的感覺、行為、思維過程,使計(jì)算機(jī)具備讓計(jì)算機(jī)來模擬人的感覺、行為、思維過程,使計(jì)算機(jī)具備聽、視、語(yǔ)言、行為、思維、推理,學(xué)習(xí)、證明等能力。包括模式識(shí)別聽、視、語(yǔ)言、行為、思維、推理,學(xué)習(xí)、證明等能力。包括模式識(shí)別、專家系統(tǒng)、智能機(jī)器人。、專家系統(tǒng)、智能機(jī)器人。 多媒體化:多媒體化:多媒體是多媒體是“以數(shù)字技術(shù)為核心的圖象、聲音與
13、計(jì)算機(jī)、通信以數(shù)字技術(shù)為核心的圖象、聲音與計(jì)算機(jī)、通信等融為一體的信息環(huán)境等融為一體的信息環(huán)境”的總稱,使計(jì)算機(jī)以更接近人的自然方式與我的總稱,使計(jì)算機(jī)以更接近人的自然方式與我們交換信息們交換信息任務(wù)三任務(wù)三 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類1. 超級(jí)計(jì)算機(jī)(巨型機(jī))特點(diǎn):體積大,運(yùn)行速度快,功能強(qiáng),存儲(chǔ)容量大,用 于科研,國(guó)防 如:銀河I,II,曙光2. 小巨型機(jī)特點(diǎn):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(jī)小型化。3. 大型機(jī)特點(diǎn):由主處理器以及其他若干計(jì)算機(jī)組成,用大型企事 業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 或網(wǎng)絡(luò)中心的主機(jī),如:IBM43004.計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類:4. 小型機(jī):特點(diǎn):規(guī)模小,成本
14、低,用途廣泛,用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器5. 工作站(超級(jí)微機(jī)): 特點(diǎn):速度快,存儲(chǔ)容量大,易聯(lián)網(wǎng),用于圖像處理和輔助設(shè)計(jì)。 6. 個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC機(jī)):類別: apple(蘋果機(jī))IBM及兼容機(jī)(已被中國(guó)聯(lián)想收購(gòu))外觀: 臺(tái)式機(jī)便攜式:筆記本,掌上電腦任務(wù)三任務(wù)三 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類任任務(wù)四務(wù)四 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快計(jì)算精度高存儲(chǔ)容量大具有邏輯判斷能力自動(dòng)化程度高支持人機(jī)交流通用性強(qiáng)任任務(wù)五務(wù)五 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已滲透到社會(huì)的各行各業(yè),正在改變著傳統(tǒng)的工作、學(xué)習(xí)和生活方式,推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展。概括起來可以歸納為以下幾個(gè)主要的應(yīng)用領(lǐng)域: 1科學(xué)計(jì)算:使用計(jì)算機(jī)解決在科學(xué)研究和工程技術(shù)領(lǐng)域中提出的大量復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算問題。2數(shù)據(jù)處理:使用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、分類、加工、整理、合并、統(tǒng)計(jì)、制表、檢索以及存儲(chǔ)等。 (1)辦公自動(dòng)化;(2)管理信息
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