計算機(jī)的發(fā)展歷程及重要人物

計算機(jī)的發(fā)展歷程及重要人物第1頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四1.1走進(jìn)計算機(jī)世界

計算機(jī)的發(fā)展與電子技術(shù)的發(fā)展密不可分，依據(jù)電子器件的發(fā)展歷程，人們將計算機(jī)的發(fā)展劃分為4個年代。了解4個年代的劃分，知道計算機(jī)發(fā)展進(jìn)程中的重大事件，對計算機(jī)的發(fā)展概況和趨勢有一個粗略的了解。

計算機(jī)發(fā)展4個年代的劃分揭示了計算機(jī)發(fā)展的歷史與未來，本節(jié)的知識點可以分解成下面幾個要點?！裼嬎銠C(jī)的發(fā)展歷史●微機(jī)的特點與發(fā)展●計算機(jī)的發(fā)展趨勢一、計算機(jī)的發(fā)展歷史

第2頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四1.1走進(jìn)計算機(jī)世界

1．計算機(jī)的發(fā)展歷程

（1）早期的計算機(jī)

公元前5世紀(jì)，中國人發(fā)明了算盤，它被認(rèn)為是最早的計算機(jī)，并被廣泛應(yīng)用于商業(yè)貿(mào)易中，一直使用至今。直到17世紀(jì)，計算設(shè)備才有了第二次重要的進(jìn)步。

第3頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四中國的計算設(shè)備大約在新石器時代早期，先民使用的“計算機(jī)”是結(jié)繩，即用繩子打結(jié)的多少來表示數(shù)的概念。第4頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四中國的計算設(shè)備算籌。它最早出現(xiàn)在何時，已經(jīng)不可查考了，但至遲到春秋戰(zhàn)國；算籌的使用已經(jīng)非常普遍了。第5頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四算籌算籌在中國的起源很早，中國著名科學(xué)家祖沖之（429——500）借助算籌為計算工具，計算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間，成為了世界上最早把圓周率數(shù)值推算到七位數(shù)字以上的科學(xué)家。第6頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四中國的計算設(shè)備算盤。珠算盤是我們祖先創(chuàng)造發(fā)明的一種簡便的計算工具，珠算盤起源于北宋時代。第7頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第8頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第9頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四機(jī)械計算機(jī)發(fā)展史1623年：德國科學(xué)家契克卡德（W.

Schickard）制造了人類有史以來第一臺機(jī)械計算機(jī)，這臺機(jī)器能夠進(jìn)行六位數(shù)的加減乘除運算。第10頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四機(jī)械計算機(jī)發(fā)展史1642年：法國科學(xué)家帕斯卡（B.Pascal）發(fā)明了著名的帕斯卡機(jī)械計算機(jī)，首次確立了計算機(jī)器的概念。第11頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四機(jī)械計算機(jī)發(fā)展史1674年：萊布尼茨改進(jìn)了帕斯卡的計算機(jī)，使之成為一種能夠進(jìn)行連續(xù)運算的機(jī)器，并且提出了“二進(jìn)制”數(shù)的概念。（據(jù)說這個概念來源于中國的八卦）第12頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四機(jī)械計算機(jī)發(fā)展史第一臺商用計數(shù)機(jī)是由法國阿爾薩斯地區(qū)的托瑪斯·杜·寇莫(ThomasdeColmar)在1820年初研發(fā)的四則運算機(jī)。下面是與帕斯卡計算器的比較第13頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第14頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四機(jī)械計算機(jī)發(fā)展史1822年：英國科學(xué)家巴貝奇（C.Babbage）制造出了第一臺差分機(jī)，它可以處理3個不同的5位數(shù)，計算精度達(dá)到6位小數(shù)。第15頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四機(jī)械計算機(jī)發(fā)展史手搖計算機(jī)是1878年由一位在俄國工作的瑞典發(fā)明家奧涅爾制造的。第16頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四臺式電腦第一臺電子計算機(jī)ENIAC對比第17頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四（2）現(xiàn)代計算機(jī)的發(fā)展歷程第1代電子管計算機(jī)（1946—1957）第一臺電子計算機(jī)取名為ENIAC，1946年2月15日在美國宣告誕生。由美國賓西法尼亞大學(xué)摩爾學(xué)院教授莫奇利和?？颂毓餐兄啤?，第18頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四運算速度達(dá)到每秒鐘5000次加法，一條炮彈的軌跡，20秒鐘就能被它算完。第19頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第一臺電子計算機(jī)（ENIAC）5000次加法/秒體重28噸占地170m218800只電子管1500個繼電器功率150KW第20頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四電子管埃尼阿克，總共安裝了17468只電子管。它的耗電量超過174千瓦；電子管平均每隔7分鐘就要被燒壞一只。佛萊明1904年發(fā)明電子管第21頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四晶體管與電子管1947年美國科學(xué)家發(fā)明了晶體管。晶體管與電子管的比較：體積比電子管小很多耗電大大降低穩(wěn)定性有很大提高第22頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第2代晶體管計算機(jī)（1958—1964）1956年，晶體管在計算機(jī)中使用，晶體管和磁芯存儲器的使用促使了第2代計算機(jī)的產(chǎn)生。第2代計算機(jī)體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。第23頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四晶體管計算機(jī)美國貝爾實驗室于1954年研制成功第一臺使用晶體管的第二代計算機(jī)TRADIC。裝有800只晶體管，僅100瓦功率，占地也只有3立方英尺。相比采用定點運算的第一代計算機(jī)，第二代計算機(jī)普遍增加了浮點運算，計算能力實現(xiàn)了一次飛躍。第24頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四我國的晶體管計算機(jī)1958年啟動，1965年研制成功的我國第一臺大型晶體管計算機(jī)（109乙機(jī)）。對109乙機(jī)加以改進(jìn)，兩年后又推出109丙機(jī)，為用戶運行了15年，有效算題時間10萬小時以上，在我國兩彈試驗中發(fā)揮了重要作用，被用戶譽為“功勛機(jī)”。

109機(jī)

第25頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四集成電路1959年美國人基爾比向發(fā)明了集成電路。在不超過4平方毫米的面積上，大約集成了20余個元件。第26頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第3代集成電路計算機(jī)（1965—1970）

人們將集成電路分為中、小規(guī)模，大規(guī)模和超大型規(guī)模。第3代計算機(jī)的芯片屬于中、小規(guī)模集成電路。第27頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第3代集成電路計算機(jī)IBM于1964年研制出計算機(jī)歷史上最成功的機(jī)型之一IBMS/360。IBM由于S/360的成功，進(jìn)一步鞏固了自己在業(yè)界的地位，“藍(lán)色巨人”IBM幾乎成為計算機(jī)的代名詞。

第28頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第4代大規(guī)模集成電路計算機(jī)（1971至今）

第四代計算機(jī)最顯著特點是大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的運用。大規(guī)模集成電路的采用，使得計算機(jī)向微型化發(fā)展，計算機(jī)不但可以放在辦公桌上，而且可以放在手提包里，甚至衣服的口袋里，而其功能卻大大增強(qiáng)，可靠性大大提高，而價格卻大大下降，一般家庭就可以買得起。第29頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四計算機(jī)主要電子器件：第一代：真空電子管第二代：晶體管第三代：中、小規(guī)模集成電路第四代：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路。

第30頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四階段年份元件語言應(yīng)用范圍第一代46-57電子管機(jī)器語言匯編語言科學(xué)計算第二代58-64晶體管高級語言科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制第三代65-70中小規(guī)模集成電路高級語言各個領(lǐng)域第四代70至今大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路面向?qū)ο蟾呒壵Z言網(wǎng)絡(luò)時代第五代未來計算機(jī)光子量子DNA等第31頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四計算機(jī)的不斷發(fā)展是一種必然趨勢。大家知道是什么因素推動我們的計算機(jī)不斷的更新?lián)Q代的呢？第32頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四每一代的發(fā)展變化：1體積和耗電量大大減小2功能大大增強(qiáng)3應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。特別是體積小、價格低、功能強(qiáng)的微型計算機(jī)的出現(xiàn)，使得計算機(jī)迅速普及，進(jìn)入了辦公室和家庭，在辦公室自動化和多媒體應(yīng)用等領(lǐng)域發(fā)揮了很大的作用。第33頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四高考真題12.7第一代電子計算機(jī)所采用的電子元件是_________.（14.1）A.繼電器B.晶體管C.電子管D.集成電路13.2第二代電子計算機(jī)所采用的電子元件是_________.（14.1，12.7）A.繼電器B.晶體管C.電子管D.集成電路14.21946年誕生的世界上公認(rèn)的第一臺電子計算機(jī)是_________.A.UNIVAC-1B.EDVACC.ENIACD.IBM36016.1計算機(jī)中數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式是_________.A.八進(jìn)制B.十進(jìn)制C.二進(jìn)制 D.十六進(jìn)制第34頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四圖靈-計算機(jī)科學(xué)之父：1936年阿蘭·圖靈，在他的一篇具有劃時代的論文里論述了一種假想的通用計算機(jī)，也就是理想計算機(jī)，被后人稱為“圖靈機(jī)”。計算機(jī)發(fā)展史上重要人物第35頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四1950年10月，圖林的另一篇論文《機(jī)器能思考嗎》發(fā)表，首次提出檢驗機(jī)器智能的“圖林試驗”，從而奠定了人工智能的基礎(chǔ)，使他再次榮膺“人工智能之父”稱號。

1954年，42歲的阿蘭·圖林英年早逝。為了紀(jì)念他在計算機(jī)領(lǐng)域奠基性的貢獻(xiàn)，美國計算機(jī)學(xué)會決定設(shè)立“圖林獎”，從1956年開始頒發(fā)給最優(yōu)秀的電腦科學(xué)家，它就像科學(xué)界的諾貝爾獎那樣，是電腦領(lǐng)域的最高榮譽。第36頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四圖靈機(jī)圖靈機(jī)是一種思想模型，由三部分組成，：一個控制器，一條兩端可無限延長的帶子和一個在帶子上左右移動可以讀寫0，1的讀寫頭。圖靈機(jī)能夠識別運算過程中的每一步，并運算獲得答案，使計算機(jī)通過執(zhí)行程序來完成任何設(shè)定好的任務(wù)。第37頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四圖靈機(jī)第38頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四最早人們將機(jī)器的工作主要放到數(shù)學(xué)計算上，因而數(shù)學(xué)計算是焦點。圖靈機(jī)就是一個邏輯的機(jī)器，解決的是“可計算性”的問題。圖靈機(jī)的基本思想就是用機(jī)器來模擬人們用紙和筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運算的過程,

圖靈把這樣的過程看作是兩種簡單的動作,

即在紙上寫上或擦除某個符號;

把注意力從紙的一個位置移動到另一個位置。第39頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四2014年根據(jù)圖靈生平改編電影《模仿游戲》劇照第40頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四計算機(jī)發(fā)展史上重要人物1938年，美國數(shù)學(xué)家香農(nóng)，首次用布爾代數(shù)進(jìn)行開關(guān)電路分析，并證明布爾代數(shù)的邏輯運算可以通過繼電器電路來實現(xiàn)，現(xiàn)代信息論創(chuàng)始人香農(nóng)第41頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四布爾代數(shù)繼電器開關(guān)電路香農(nóng)第一次在布爾代數(shù)和繼電器開關(guān)電路之間架起了橋梁。第42頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四約翰.阿塔納索夫1939年，阿塔納索夫提出計算機(jī)三原則第43頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第44頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四約翰.阿塔納索夫的計算機(jī)的三條原則（1）以二進(jìn)制的邏輯基礎(chǔ)來實現(xiàn)數(shù)字運算，以保證精度；

（2）利用電子技術(shù)來實現(xiàn)控制，邏輯運算和算術(shù)運算，以保證計算速度；

（3）采用把計算功能和二進(jìn)制數(shù)更新存貯的功能相分離的結(jié)構(gòu)。第45頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四馮·諾依曼在ENIAC的研制過程中，美籍?dāng)?shù)學(xué)家馮·諾依曼針對它存在的問題，提出了一個全新的通用計算機(jī)方案，這就是EDVAC方案。并提出了計算機(jī)的三大設(shè)計思想。第46頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四在這個方案中，馮·諾依曼提出程序存儲和程序控制理論。他認(rèn)為計算機(jī)具有兩個基本能力：

1：能夠存儲程序。

2：能夠自動執(zhí)行程序。第47頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四高考真題14.67美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮諾依曼提出了計算機(jī)的哪三大設(shè)計思想？