數(shù)字交通館 - 經(jīng)濟(jì)管理 數(shù)字媒體技術(shù)發(fā)展歷程-17332

數(shù)字交通館-經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院數(shù)字媒體技術(shù)發(fā)展歷程黨的十八大以來(lái)，黨中央高度重視發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，將其上升為國(guó)家戰(zhàn)略。黨的十九大提出，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，建設(shè)數(shù)字中國(guó)、智慧社會(huì)。習(xí)近平總書記始終高度重視數(shù)字中國(guó)建設(shè)，多次發(fā)表重要講話、作出重要指示。17世紀(jì)以前中國(guó)人的智慧之光計(jì)算工具的源頭可以上溯至2000多年前的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，古代中國(guó)人發(fā)明的算籌是世界上最早的計(jì)算工具。在大約六、七百年前，中國(guó)人發(fā)明了更為方便的算盤，并一直沿用至今。許多人認(rèn)為算盤是最早的數(shù)字計(jì)算機(jī)，而珠算口訣則是最早的體系化的算法。

最早的數(shù)字計(jì)算工具和體系化算法數(shù)字媒體技術(shù)是人類科學(xué)發(fā)展的結(jié)晶硅谷的計(jì)算機(jī)博物館認(rèn)為中國(guó)的算盤是最早的計(jì)算機(jī)之一。算盤具備了計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)，軟件就是口訣，輸入、輸出、計(jì)算、存儲(chǔ)就靠算珠和算盤的框架。仔細(xì)想想，這還真是一臺(tái)極簡(jiǎn)主義的發(fā)明。算盤非常好用，在中國(guó)，直到90年代隨著計(jì)算機(jī)的普及，算盤才被徹底取代。算盤在中國(guó)的出現(xiàn)，最早可以追溯到東漢，最晚也基本是宋元時(shí)代了?？梢韵胂笤谀莻€(gè)年代，有了算盤的中國(guó)人，在算力上絕對(duì)碾壓全球。16世紀(jì)-17世紀(jì)早期西方的靈感歐洲文藝復(fù)興時(shí)期的偉人達(dá)·芬奇在科學(xué)方面的造詣絲毫不亞于其藝術(shù)成就，他很早就提出過(guò)計(jì)算工具的設(shè)想。后人在達(dá)·芬奇的手稿中，發(fā)現(xiàn)了關(guān)于機(jī)械式計(jì)算工具設(shè)計(jì)方案的記錄。岡特計(jì)算尺1621年，英國(guó)人岡特發(fā)明計(jì)算尺，這是世界上最早的模擬計(jì)算工具。17世紀(jì)的文獻(xiàn)詳細(xì)記載了岡特發(fā)明這種計(jì)算工具的過(guò)程。

計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程德國(guó)科學(xué)家?？藸柕卤辉S多人認(rèn)為是世界上真正的第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的發(fā)明人，后人在他的手稿中發(fā)現(xiàn)了他對(duì)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)草圖和詳盡的文字描述，并在1960年根據(jù)其方案成功仿制了一臺(tái)機(jī)械式計(jì)算機(jī)17-19世紀(jì)先驅(qū)的探索：機(jī)械式計(jì)算機(jī)從17世紀(jì)到19世紀(jì)長(zhǎng)達(dá)兩百多年的時(shí)間里，一批杰出的科學(xué)家相繼進(jìn)行了機(jī)械式計(jì)算機(jī)的研制，其中的代表人物有帕斯卡、萊布尼茨和巴貝奇。這一時(shí)期的計(jì)算機(jī)雖然構(gòu)造和性能還非常簡(jiǎn)單，但是其中體現(xiàn)的許多原理和思想已經(jīng)開始接近現(xiàn)代計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展回顧帕斯卡加法機(jī)

1642年，法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和思想家帕斯卡發(fā)明加法機(jī)，這是人類歷史上第一臺(tái)機(jī)械式計(jì)算機(jī)，其原理對(duì)后來(lái)的計(jì)算機(jī)械產(chǎn)生了持久的影響。帕斯卡從加法機(jī)的成功中得出結(jié)論：人的某些思維過(guò)程與機(jī)械過(guò)程沒(méi)有差別，因此可以設(shè)想用機(jī)械模擬人的思維活動(dòng)。1971年瑞士人沃斯把自己發(fā)明的高級(jí)語(yǔ)言命名為Pascal，以表達(dá)對(duì)帕斯卡的敬意。萊布尼茲乘法機(jī)

1673年，德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茲發(fā)明乘法機(jī)，這是第一臺(tái)可以運(yùn)行完整的四則運(yùn)算的計(jì)算機(jī)。萊布尼茲因獨(dú)立發(fā)明微積分而與牛頓齊名，并被《不列顛百科全書》列為“西方文明最偉大的人之一”。據(jù)記載，萊布尼茲曾把自己的乘法機(jī)復(fù)制品送給康熙皇帝。萊布尼茲認(rèn)為，中國(guó)的八卦是最早的二進(jìn)制計(jì)數(shù)法。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展回顧巴貝奇差分機(jī)

1822年，英國(guó)數(shù)學(xué)家巴貝奇發(fā)明差分機(jī)，專門用于航海和天文計(jì)算。這是最早采用寄存器來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)。

第一臺(tái)差分機(jī)從設(shè)計(jì)到制造完成，花費(fèi)了整整十年。它可以處理3個(gè)5位數(shù)，計(jì)算精度達(dá)到6位小數(shù)。巴貝奇分析機(jī)采用了三個(gè)具有現(xiàn)代意義的裝置：保存數(shù)據(jù)的寄存器；從寄存器取出數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的裝置，并且機(jī)器的乘法以累次加法來(lái)實(shí)現(xiàn)；控制操作順序、選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的裝置。19世紀(jì)后期：從機(jī)械到電的飛躍

1880年的美國(guó)人口普查人工用了7年的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。1888年，美國(guó)人赫爾曼·霍勒斯抓住這一機(jī)遇發(fā)明了制表機(jī)。制表機(jī)采用電氣控制技術(shù)取代純機(jī)械裝置，這是計(jì)算機(jī)發(fā)展中的第一次質(zhì)變。以穿孔卡片記錄數(shù)據(jù)，體現(xiàn)了現(xiàn)代軟件的思想萌芽。制表機(jī)公司的成立，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)初具雛形。霍勒斯于1896年創(chuàng)立了制表機(jī)公司，1911年該公司并入CTR（計(jì)算制表記錄）公司，這就是著名的IBM公司的前身。1924年，托馬斯·沃森一世把CTR更名為IBM。1946ENIAC永載史冊(cè)：世界上第一臺(tái)通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)ENIAC的問(wèn)世，宣告了人類從此進(jìn)入電子計(jì)算機(jī)時(shí)代。1946年2月15日，世界上第一臺(tái)通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)ENIAC研制成功，ENIAC：占地面積170平方米，30個(gè)操作臺(tái)，約相當(dāng)于10件普通房間的大小，重達(dá)30噸，耗電量150千瓦，造價(jià)48萬(wàn)美元。它使用18000個(gè)電子管，70000個(gè)電阻，10000個(gè)電容，1500個(gè)繼電器，6000多個(gè)開關(guān)，每秒執(zhí)行5000次加法或400次乘法，是繼電器計(jì)算機(jī)的1000倍、手工計(jì)算的20萬(wàn)倍。世界第一臺(tái)數(shù)字化電子計(jì)算機(jī)Z3(Germany)–1941

Designairplanes

Rebuiltin1960

1stprogrammablecomputerColossus(UK)–1943

DecodeGermanmessagesRebuiltin1972

ENIAC(USA)–1946

CreateballisticchartsforUSNavy計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展回顧電子二極管和三極管在20世紀(jì)頭幾年相繼問(wèn)世。真空電子二極管的發(fā)明使人類打開了電子文明的大門，而電子三極管的發(fā)明及其放大原理的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著人類科技史進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代：電子時(shí)代。二極管

1904年，英國(guó)人弗萊明發(fā)明真空電子二極管。電子管的誕生，是人類電子文明的起點(diǎn)

三極管1906年，美國(guó)人德弗雷斯特發(fā)明電子三極管從而促成了無(wú)線電通信技術(shù)的迅速發(fā)展。德弗雷斯特因發(fā)明三極管而被稱為“無(wú)線電之父”計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展回顧采用電子管作為邏輯元件是第一代計(jì)算機(jī)的標(biāo)志，在這一時(shí)期，IBM公司的IBM701擊敗競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手UNIVAC，一舉奠定了藍(lán)色巨人在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)界的領(lǐng)袖地位。1946-1959：第一代電子管計(jì)算機(jī)的興盛UNIVAC由?？颂睾湍死兄瞥晒?，這也是第一個(gè)進(jìn)行批量生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)。1951年，電腦開始走出實(shí)驗(yàn)室服務(wù)于社會(huì)與公眾。

1950問(wèn)世的第一臺(tái)并行計(jì)算機(jī)EDVAC，首次實(shí)現(xiàn)了馮·諾依曼體系的兩個(gè)重要設(shè)想：存儲(chǔ)程序和采用二進(jìn)制。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展回顧第二代電子計(jì)算機(jī)1956-19651947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克萊、巴丁、布拉頓發(fā)明點(diǎn)觸型晶體管；1950年又發(fā)明了面結(jié)型晶體管。相比電子管，晶體管體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、發(fā)熱少、功耗低，電子線路的結(jié)構(gòu)大大改觀，運(yùn)算速度則大幅度提高。肖克萊、巴丁、布拉頓于1956年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。發(fā)明晶體管的肖克萊在加利福尼亞創(chuàng)立了當(dāng)?shù)氐谝患野雽?dǎo)體公司，這一地區(qū)后來(lái)被稱為硅谷。1965-1970：集成電路使第三代計(jì)算機(jī)脫胎換骨集成電路的問(wèn)世催生了微電子產(chǎn)業(yè)，采用集成電路作為邏輯元件成為第三代計(jì)算機(jī)的最重要特征。此外，系列兼容和采用微程序設(shè)計(jì)也是第三代計(jì)算機(jī)的重要特點(diǎn)，作為第三代計(jì)算機(jī)的杰出代表，IBMS/360為IBM帶來(lái)了極大成功，F(xiàn)irstmicrochip-1970藍(lán)色巨人”IBM于1964年研制出計(jì)算機(jī)歷史上最成功的機(jī)型之一IBMS/360。1970-今天：第四代計(jì)算機(jī)：采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路從1970年至今的計(jì)算機(jī)基本上都屬于第四代計(jì)算機(jī)，它們都采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。The1stPC(1981)-IBM5150中國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1956年，夏培肅完成了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)運(yùn)算器和控制器的設(shè)計(jì)工作，同時(shí)編寫了中國(guó)第一本電子計(jì)算機(jī)原理講義。1957年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制成功中國(guó)第一臺(tái)模擬式電子計(jì)算機(jī)。1958年，中國(guó)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)--103型通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)研制成功，運(yùn)行速度每秒1500次，標(biāo)志著我國(guó)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生。第一代電子管計(jì)算機(jī)研制(1958-1964年)我國(guó)從1957年在中科院計(jì)算所開始研制通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)，1958年8月1日該機(jī)可以表演短程序運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生。機(jī)器在738廠開始少量生產(chǎn)，命名為103型計(jì)算機(jī)(即DJS-1型)。1958年5月我國(guó)開始了第一臺(tái)大型通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)(104機(jī))研制。在研制104機(jī)同時(shí)，夏培肅院士領(lǐng)導(dǎo)的科研小組首次自行設(shè)計(jì)并于1960年4月研制成功一臺(tái)小型通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)107機(jī)。1964年我國(guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)的大型通用數(shù)字電子管計(jì)算機(jī)119機(jī)研制成功。第二代晶體管計(jì)算機(jī)研制(1965-1972年)1965年中科院計(jì)算所研制成功了我國(guó)第一臺(tái)大型晶體管計(jì)算機(jī):109乙機(jī);對(duì)109乙機(jī)加以改進(jìn)，兩年后又推出109丙機(jī)，在我國(guó)兩彈試制中發(fā)揮了重要作用，被用戶譽(yù)為"功勛機(jī)"。華北計(jì)算所先后研制成功108機(jī)、108乙機(jī)(DJS-6)、121機(jī)(DJS-21)和320機(jī)(DJS-8)，并在738廠等五家工廠生產(chǎn)。1965~1975年，738廠共生產(chǎn)320機(jī)等第二代產(chǎn)品380余臺(tái)。哈軍工(國(guó)防科大前身)于1965年2月成功推出了441B晶體管計(jì)算機(jī)并小批量生產(chǎn)了40多臺(tái)。第三代中小規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)研制(1973-80年代初)1973年，北京大學(xué)與北京有線電廠等單位合作研制成功運(yùn)算速度每秒100萬(wàn)次的大型通用計(jì)算機(jī)，1974年清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計(jì)，研制成功DJS-130小型計(jì)算機(jī)，以后又推DJS-140小型機(jī)，形成了100系列產(chǎn)品。與此同時(shí)，以華北計(jì)算所為主要基地，組織全國(guó)57個(gè)單位聯(lián)合進(jìn)行DJS-200系列計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，同時(shí)也設(shè)計(jì)開發(fā)DJS-180系列超級(jí)小型機(jī)。70年代后期，電子部32所和國(guó)防科大分別研制成功655機(jī)和151機(jī)，速度都在百萬(wàn)次級(jí)。進(jìn)入80年代，我國(guó)高速計(jì)算機(jī)，特別是向量計(jì)算機(jī)有新的發(fā)展。第四代超大規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)研制和國(guó)外一樣，我國(guó)第四代計(jì)算機(jī)研制也是從微機(jī)開始的。1980年初我國(guó)不少單位也開始采用Z80，X86和6502芯片研制微機(jī)。1983年12電子部六所研制成功與IBMPC機(jī)兼容的DJS-0520微機(jī)。10多年來(lái)我國(guó)微機(jī)產(chǎn)業(yè)走過(guò)了一段不平凡道路，現(xiàn)在以聯(lián)想微機(jī)為代表的國(guó)產(chǎn)微機(jī)已占領(lǐng)一大半國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。隨著超大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)進(jìn)入尋常百姓家的技術(shù)障礙逐漸被突破。特別是在Intel公司發(fā)布了其面向個(gè)人用戶的微處理器8080之后，這一浪潮終于洶涌澎湃起來(lái)，同時(shí)也催生出了一大批信息時(shí)代的弄潮兒，如StephenJobs(史締芬?喬布斯)、BillGates(比爾?蓋茨)等，至今他們對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還起著舉足輕重的作用。信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的誕生1980-Today….1971微處理器時(shí)代的開端微處理器的問(wèn)世，是微電子領(lǐng)域有史以來(lái)最重要的發(fā)明之一，微處理器時(shí)代的到來(lái)預(yù)示著微型計(jì)算機(jī)將獲得廣泛的應(yīng)用Intel公司成立于1968年，格魯夫、諾依斯和摩爾是微電子業(yè)界的夢(mèng)幻組合。早期的鼠標(biāo):恩格爾巴特發(fā)明的鼠標(biāo)最初并不是應(yīng)用在微機(jī)上，而是用于網(wǎng)絡(luò)工作站。1975年4月，MITS發(fā)布第一個(gè)通用型Altair8800，售價(jià)375美元，帶有1KB存儲(chǔ)器。這是世界上第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。它標(biāo)志著微機(jī)時(shí)代正式到來(lái)。摩爾定律

摩爾預(yù)言，晶體管的密度每過(guò)18個(gè)月就會(huì)翻一番。近二十年信息工業(yè)正是以摩爾定律的速度發(fā)展。1971年11月15日，MarcianE.Hoff在INTEL公司開發(fā)成功第一塊微處理器4004，含2300個(gè)晶體管，是個(gè)4位系統(tǒng)，時(shí)鐘頻率108KHz，每秒執(zhí)行6萬(wàn)條指令。在后來(lái)的30年里，處理器發(fā)展日新月異計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展回顧

1976年，StephenWozinak和StephenJobs創(chuàng)辦蘋果計(jì)算機(jī)公司，并推出其AppleⅠ計(jì)算機(jī)。1977年Apple推出經(jīng)典機(jī)型AppleII，AppleII是第一個(gè)帶有彩色圖形的個(gè)人計(jì)算機(jī)，售價(jià)為1300美元。AppleII及其系列改進(jìn)機(jī)型風(fēng)靡一時(shí)，這使Apple成為微型機(jī)時(shí)代最成功的計(jì)算機(jī)公司。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展回顧數(shù)字媒體發(fā)展歷程數(shù)字多媒體時(shí)代計(jì)算機(jī)0，1文本圖形圖像聲音視頻多媒體計(jì)算機(jī)通信郵政電報(bào)電話數(shù)字網(wǎng)ISDN信息高速大眾傳媒報(bào)紙廣播電影電視高清晰電視等離子彩電20世紀(jì)50年代60年代70年代80年代90年代21世紀(jì)20世紀(jì)50-60年代：數(shù)字藝術(shù)啟蒙期，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)畫和圖像仍在開發(fā)階段的技術(shù)水平。代表人物如BenF.Laposky20世紀(jì)70年代：開發(fā)計(jì)算機(jī)圖像和三維計(jì)算機(jī)動(dòng)畫很有意義的10年BenF.Laposky使用一種類似的計(jì)算機(jī)和一種電子陰極管示波器創(chuàng)作了他的《ElectronicAbst