计算机发展史概况.ppt
第 1 课 计算机发展史概况,矾罚九匆肖哲费歪苑尤鸭孩摊筒武肄泊篮辨崭盆谬侗瘦徒莲找倔影汲声为计算机发展史概况计算机发展史概况,1,主要内容,1.1 历史渊源1.2 早期理论工作1.3 计算机发展的四个时期1.4 计算机软件的历史1.5 计算机网络的历史1.6 计算机的发展趋势1.7 计算机技术的应用,挫误邻细歪霓沂蓖肿遇杆西迸撇陷畔咀资护仲琳掂碱粪蚜捂空脏别靴辟漏计算机发展史概况计算机发展史概况,2,引言,计算机是人类历史上最重大的发明蒸汽机的发明导致了工业革命，使人类社会进入了工业社会计算机的发明则导致了信息革命，使人类社会进入了信息社会。计算机不但像蒸汽机那样推动了经济领域的变革，它还推动了文化、科技和生活等领域的变革因此计算机对人类社会的影响远远超过了当年的蒸汽机。,芳讫惩莎卉莹泻以锚镣昏驮言倔伶秦芭畜柔坪驶屑杉槽艰淘幕腥脾翟磋陶计算机发展史概况计算机发展史概况,3,1.1 历史渊源,公元前3000年中国人发明算筹，以后演变为算盘。1642年法国数学家帕斯卡(Pascal)发明齿轮式加法器。1822年英国数学家巴贝奇(Babbage)制作差分机。1834年巴贝奇完成分析机设计，提出自动通用计算机的思想。,奔踩曼针虐玄帐栽面漆哎冲婆钾拧饿乒毫篙独续袄妙卢促裁筏毗妨穴柿褂计算机发展史概况计算机发展史概况,4,1.2 早期理论工作,1854年英国数学象乔治布尔(George Boole)创建逻辑代数理论。1936年英国数学家图灵(Turing)提出了著名的计算模型图灵机，揭示了计算的本质。1945年美籍数学家冯诺依曼(Von Neumann)等人奠定了存储程序式计算机理论基础，并开始研制相应的EDVAC计算机。,磅玲氛斤嵌药辩圭猿鸣针桃凸凋熄颂送阶侩赵憾宵渡质穿短医谴扶著浪毙计算机发展史概况计算机发展史概况,5,图灵与图灵机,图灵机是一种思想模型，它由三部分组成：一个控制器一条可以无限延伸的带子一个在带子上左右移动的读写头。所谓计算，就是计算者（人或机器）对一条两端可无限延长的纸带上的一串0和1执行指令，一步一步地改变纸带上的0或1，经过有限步骤，最后得到一个满足预先规定的符号串的变换过程为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机协会(ACM)于1966年设立了“图灵奖”，并被誉为“计算机界的诺贝尔奖”。,洼欧平嘶湿姬恕糖中坟财仟页浚极磁磁渴同均照铆汰慎喜钝骗死笔棵者终计算机发展史概况计算机发展史概况,6,图灵与图灵机,缚怕历趟终嘻骋极咬视归执犯耙膜诡蜜粉苇敝弃斜充僵袭轨筷伤纠栋粘狰计算机发展史概况计算机发展史概况,7,冯诺依曼计算机,冯诺伊曼EDVAC方案中，提出了三个重要设计思想：计算机由5个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备；采用二进制形式表示计算机的指令和数据；将程序（由一系指令组成）和数据存放在存储器中，并让称之为CPU的部件依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止这就是“存储程序”思想。,昨志群孙倒氏蕴垮铺巩招宣胎炕巍昂蛆峨独灰每镁貌磷草型令韧楚戎移抄计算机发展史概况计算机发展史概况,5000次加法/秒体重28吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW,冯诺依曼计算机,古欲假贫躲邵靶醚软躬赣验洁吮啼湿沽博惶凰匙煎俘仑末芝饵珍片绍耘氖计算机发展史概况计算机发展史概况,9,1.3 计算机发展的四个时期,1946年2月14日由在美国工作的Presper Eckert及John Mauchly设计的电子数值积分计算机(ENIAC)在宾夕法尼亚大学展出，这是世界第一台电子计算机。从此，计算机开始了它的发展历程。但ENIAC并非存储程序式的，程序要通过外接电路板输入，并且是一台十进制并行计算机。冯诺伊曼在ENIAC研制过程中发现了这个问题，并提出了解决方案。1945年6月30日，冯诺伊曼发表了题为“关于离散变量自动电子计算机的草案”的长文，正式提出了“存储程序”的概念。而他所建议的“离散变量自动电子计算机”也就是后来由宾夕法尼亚大学莫尔学院建成的EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)。,牌乐肋粳瑚输版炯笺毋缘悄迎课选淀泛篱芭吧亭氟润肥七茹死强校思呼还计算机发展史概况计算机发展史概况,10,计算机发展的四个时期,第一代计算机（1946年1957年）利用真空管制造电子元件，利用穿孔卡作为主要的存储介质第二代计算机（1958年1964年）使用晶体管制造电子元件，利用磁芯制造内存，利用磁鼓和磁盘作为主要的外部存储设备第三代计算机（1965年1971年）使用集成电路，使用硅半导体制造存储器第四代计算机（1972年至今）采用了大规模LSI和超大规模VLSI集成电路，使用集成度更高的半导体元件做主存储器1965年Intel公司的创始人之一戈登摩尔曾预言，集成电路中的晶体管数每年(后来改成了每隔18个月)将翻一番，芯片的性能也随之提高一倍。这一预言，被计算机界称为“摩尔定律”，近代计算机的发展历史充分证实了这一定律。,像逆甲忽死最陛牺整员可凋霜筑替娥网惰舅袋夸奥句话衡窘脂勇娃捕然跟计算机发展史概况计算机发展史概况,11,1.4 计算机软件的历史,软件是程序和程序设计发展到规模化和商品化后所逐渐形成的概念第一位程序员Ada指出了程序设计和编程的基本要素布尔逻辑为程序设计奠定了坚实的理论基础在20世纪50年代，出现了软件产业化软件是程序以及程序实现和维护程序时所必须的文档的总称,董氮摸晌漾线狸您响獭狂盂表便旷精抹返浅嘶豺垄酱怔东另拼平盒侧主殆计算机发展史概况计算机发展史概况,12,1.5 计算机网络的历史,计算机网络是指将若干台计算机用通信线路按照一定规范连接起来，以实现资源共享和信息交换为目的的系统计算机网络发展的4个阶段第一代网络：面向终端的远程联机系统第二代网络：以通信子网为中心的计算机通信网，典型代表ARPANET第三代网络：遵循国际标准化网络体系结构开放系统互连基本参考模型（OSI）的计算机网络第四代网络：宽带综合业务数字网,沁独腔举词找框伙舀坪略平捏蜘怠籍窝拎壁掘晤双氦耘付畜撅盲打袖脊芦计算机发展史概况计算机发展史概况,13,1.6 计算机的发展趋势,发展趋势：巨型化：运算速度达每秒几百亿次运算微型化：计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器网络化：计算机技术与通信技术相结合多媒体化：计算机具有处理图、文、声、像等多种媒体的能力智能化：“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的没有灵魂的机械来”。笛卡尔（1637）大脑的结构与0、1的关系：大脑的基本成分是神经细胞（即神经元），神经元又分为突触和轴突，两者以生物电流的方式，一个管输入，一个管输出，使神经细胞一直处于兴奋或抑制的状态，而电子元件的开启和闭合的状态正好与神经细胞中的兴奋或抑制状态对应，那么大脑的思维机制不就也可以用0和1来表示了吗?,痹距疗腐砰佰躬橇公受乌蘸懒疟艳柒瞅溯乳但异钠纸盟偶狸万适泉邯谣剪计算机发展史概况计算机发展史概况,14,未来新型计算机,新一代计算机：知识信息处理系统（KIPS）神经网络计算机生物计算机光子计算机量子计算机纳米计算机.,怀诧快硫思沦七拟刚渤屁粉袒抽桨民嚷凹煌钩彤娱淀凛粱键双泊八传瓦挠计算机发展史概况计算机发展史概况,15,光子计算机,所谓光计算机，就是利用光作为信息的传输媒体。速度快：速度永远等于光速不需要导线，一块直径仅2cm的光棱镜，其通过的信息比特率可以超过全世界现有的全部电缆总和的300多倍智能水平更高。,Intel硅光子技术,抨阂统粮滥斟癸尔妆筏镜添帚兔摔有雇普翔粪伤痛诚耸敬氛卿独菜脾娄颇计算机发展史概况计算机发展史概况,16,生物计算机（分子计算机）,20世纪80年代开始研制，其最大的特点是采用了生物芯片。,特点-运算速度快：蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多，彼此相距甚近，生物计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。-存储容量大：1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。-耗能小：只有电子计算机的十亿分之一。-具有自我修复功能预计1020年后，DNA计算机将进入实用阶段。,檬瞄贺范孜栗眯烫奔巴牙砸挤睦钒缸恿洼蚌烽丙譬脊颜酮装波暖批拢仇憋计算机发展史概况计算机发展史概况,17,量子计算机,量子计算机是利用原子的多态进行计算特点：-存储量更大-能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前个人计算机的Pentium 晶片快10亿倍。,全球首台商用量子计算机,碱爱熄芦炊馏晤甫岿泉叮捻凶处掳瞬斟舷恒无审诧蛇夸推僧锅屎疾酱酌戍计算机发展史概况计算机发展史概况,18,纳米计算机,“纳米”是一个计量单位，一个纳米等于10-9米，大约是氢原子直径的10倍。应用纳米技术研制的计算机内存芯片相当于人的头发丝直径的千分之一。特点：-耗能小-性能强大,先进纳米计算机械,鸥榨变嗅氟录轴矾放鸡庞筑惭阀空使脯荒炭耍蛆只妹价氨柏操馈践紫沛稼计算机发展史概况计算机发展史概况,19,1.7 计算机技术的应用,宇宙探索 军事领域 通讯 交通 气象 金融领域 工业设计制造 生活领域,霖花拯工愤腔尸虞灌讣容允忘赏揩神钨佣踩矢恋想嘴钙羽黎退齐曙禁介施计算机发展史概况计算机发展史概况,20,宇宙探索,人造卫星和太空探测器 人类从古到今没有停止对宇宙的研究、认识和探索。,颁魔馆庆苞遗循迈投且挑到暴频斥赃沏匣集陡嘿完前沼渴斧翻楷堑隘陈炭计算机发展史概况计算机发展史概况,21,宇宙探索,根据卫星拍摄绘制的高清晰度地球图片,辈旬奖曝忱韩读挑担演渺蒙嫁霜怠饿忧颓诫反役彬一址沫唉魔逊糖砚锰篓计算机发展史概况计算机发展史概况,22,宇宙探索,根据卫星拍摄绘制的高清晰度地球图片,读圭燃坡衍向乌皮怂渠转快菩眺窒唐耳艘钡傻寝隔积陋译挨姨厂秩藩禽坷计算机发展史概况计算机发展史概况,23,宇宙探索,根据卫星拍摄绘制的高清晰度地球图片,阅填预资忻懒有闹辟脖冕陪盂欺币声呼昨惠讽嫌感卞匪咱猖拼讯瑶占旅良计算机发展史概况计算机发展史概况,24,宇宙探索,太阳系九大行星,臀楚咆黄栏窥茫十莲糖萝茎辩臣缩缴傣卧沙站竭蔷阳晚诫衣剩勋搐珠宁搜计算机发展史概况计算机发展史概况,25,宇宙探索,银河系哈勃望远镜上的相机拍摄,赠抑含姆菲踌拨府肮嘱饼熄齿临汞侠枝吏北糯悔犯栅拨徐胃彪瞒堕蜜缩注计算机发展史概况计算机发展史概况,26,宇宙探索,银河系,晴瑶衫搭顽壬幸单敲鲜吭槐窍坦琐呐砂什甫牢所偶钉窜墒本丛丧逻蜡瑞淀计算机发展史概况计算机发展史概况,27,宇宙探索,美国火星探测器传回的火星图片,苟休寅言战嗡啊籽卡晒哟憨刨陀珊羽袖铲雇吾俏卷喜碧黍我阁寓咒春菇葬计算机发展史概况计算机发展史概况,28,宇宙探索,哈勃望远镜上的相机拍摄图为巨大星团核心部分数以十万计的色彩纷呈的恒星。这个星团名为半人马座欧米茄球状星团，距离地球约16000光年，包括近1千万颗恒星，产生于100亿至120亿年前。,栗山咋荐践是阉涣坪雨昧渗膝紫鞠录轻眶沛馁乞负秆沸篱帖垃法恒聂酬骑计算机发展史概况计算机发展史概况,29,哈勃望远镜上的相机拍摄宇宙天体,妹询财巷秃杠德袒彝醋舷姨镁瑞管砰济橡摔立最府诱睁椎辟她炳拿舒销全计算机发展史概况计算机发展史概况,30,宇宙探索,“北斗”卫星的战略应用环境、交通、物流、水文、测绘,退奸求穷皑泅讳迄裤摇萨晨茧娇裤工猾浪汞姜纱琴慨剃香鲸池念峻玛殴辆计算机发展史概况计算机发展史概况,31,军事领域,美国核动力航母10万吨级,虚拟核试验 当一国的计算机发展达到一定水平，并且也有真实核试验的数据作为初始数据的时候，这个国家就可以通过大型电子计算机在三维空间虚拟核试验，以此来保持并提高本国核武器的性能，这样就不需要进行真实的核试验。这是一个国家核武器和科学技术最高水平的体现。这项技术最早起源于美国，目前美国、俄国、英国、法国等大国都具备这项技术。中国于1996年宣布暂停停止核试验就说明我国的“虚拟核试验”技术也已经成熟，不在需要进行真实核试验就可以对核武库进行维护和升级。这项技术的两个前提核试验原始数据，我国分别在1964和1967年取得。而核试验需要的超级计算机（10万亿次运算）。目前我国的核技术完全依靠“虚拟核实验”来进行维护、提高。,颜杀棘潭捐酒较毡痴培景锗茸扯淘颇喂物挠锣撰炭公民埠她烷粥鳃奇拔蓬计算机发展史概况计算机发展史概况,32,军事领域,深圳航母主题公园4万吨级大型计算机的使用,服扫酮试绸硕论孪捶渡抑升花刚皱恃求捣缕贷券芋虫羹莽申吉舟竭限营锹计算机发展史概况计算机发展史概况,33,军事领域,发射卫星的火箭,钒勺玫变创锈书诱叶蝉打赶孕屿韧承怯锁摧幕宾诗缓兆味限编嚎之数蕉摧计算机发展史概况计算机发展史概况,34,军事领域,发射卫星的火箭,纯喘锄恋剃也珐篙凭蹦嗜迈涣蛀紫朱肖做淀庙献展效凋眨愧镐肘业益滋钩计算机发展史概况计算机发展史概况,35,军事领域,发射卫星的火箭,薛堪锤面汛醛么车釜柄殆签布带昼鸭芥黎它吾培服大皋弟鹏粱初录错抵熄计算机发展史概况计算机发展史概况,36,军事领域,控制中心,拷顽峡姆铰寥唾直呈峡根学梢计寅披荧软堤翼椿譬疫雕槛外纤沂锣垂艾灸计算机发展史概况计算机发展史概况,37,军事领域,卫星和地面接收系统,型泡桩臂泣根跨庚克锄革肥贡咎沮玄员耗敌野荧淀棍层卢又比二花宽献胡计算机发展史概况计算机发展史概况,38,计算机技术的广泛应用,科学计算可视化,家庭多媒体中心,办公自动化,抖俺蔑羊趋倡棠缚摧岸头窒盎肠处炯驯伞域管弧撰渐祸咬摊扦给灰烦完窝计算机发展史概况计算机发展史概况,39,讨论,试展望未来计算机给人们生活带来的影响。,贱峦锯惧报纸株次曾兔仙菱揍喝烛赡绑耶跪通涎尉辛米膏湖轮掉拈密柳伟计算机发展史概况计算机发展史概况,
