计算机发展简史

1计算机发展简史21.第一台电子数字计算机的诞生1.1早期的计算工具1.2机械计算机1.3机电计算机1.4电子计算机31.1早期的计算工具41.1早期的计算工具算筹算筹又称为筹、策、算子等算筹在中国的起源很早中国著名科学家祖冲之(429-500年)借助算筹作为计算工具计算出圆周率。祖冲之(429—500年)5算盘算盘也称珠算，是中国劳动人民创造的一种计算工具由古代“算筹”演变而来素有“中国计算机”之称1.1早期的计算工具61.2机械计算机计算尺、计算器、差分机、分析机7（1）计算尺纳皮尔JohnNapier(英国数学家、神学家，对数的发明者)英国数学家奥垂德（W.Oughtred）8（1）计算尺9⑵计算器谢克哈特Schichard（德国数学家）“计算钟”——第一台机械式计算设备10加法器法国科学家布莱斯•帕斯卡(BlaisePascal：1623-1662年)是被公认为是制造出机械计算机的第一人；1642年，帕斯卡发明了齿轮式能实现加减法运算的计算器，这种机器能够做6位加法和减法，是人类历史上的第一台机械计算机。⑵计算器11乘法器德国著名数学家和思想家戈特弗里德•威廉•莱布尼茨(1646-1716年)将帕斯卡的“加法器”扩大为乘除运算；创立微积分；1700年左右，莱布尼茨从中国“易图”(八卦)里受到启发，悟出了二进制数之真谛。⑵计算器12无论是谢克哈特、帕斯卡，还是莱布尼茨，他们发明的机器都缺乏程序控制的功能。工业社会首次大规模应用程序控制的机器不是计算机，而是纺织行业中的提花编织机，然而，它对计算机程序设计的思想产生过巨大的影响力。121313法国机械师约瑟夫•杰卡德（JosephJacquard）14（3）差分机差分机1822年，英国剑桥大学著名数学家查尔斯·巴贝奇(CharlesBabbage：1792—1871年)研制成功第一台差分机。可用于计算数的平方、立方、对数和三角函数；能进行8位数运算，计算精度达6位小数；1515差分机的创新之处：有三组字轮作为寄存器来存放计算中涉及的数据；可以按预先安排好的计算步骤进行一连串的计算，可以看作是“程序自动控制”思想的萌芽；16（4）分析机分析机1833年，巴贝奇设计出了分析机模型，这个模型包括了现代计算机所具有的5个基本组成部分。齿轮式的存储装置“仓库”资料处理装置“工厂”控制装置输入装置输出装置171.3机电计算机制表机1886年，美国统计学家赫尔曼•霍勒瑞斯(HermanHollerith：1860-1929)，用穿孔卡存储数据、用电磁继电器代替一部分机械元件，制成了第一台机电穿孔卡系统——制表机。181.3机电计算机1941年，德国工程师康拉德•祖斯(KonradZuse)研制成功全部采用继电器的计算机Z-3，这是世界上第一台完全由程序控制的机电式计算机。第一位全部采用电器元件来制造计算机的德国工程师康拉德·祖斯191.3机电计算机Mark-Ⅰ电磁式计算机MarkⅠ，也叫“自动序列受控计算机”，在计算机发展史上占据重要地位，是计算机“史前史”里最后一台著名的计算机，发明者是美国哈佛大学艾肯(H.Aiken)博士。1944年，机电计算机Mark-Ⅰ投入运行，长15.5米，高2.4米，由75万个零部件组成，加法0.3秒，乘法6秒。201.4电子计算机电子管的发明20美国工程师德·福雷斯特发明真空三极管211.4电子计算机ENIAC1946年2月15日，世界上第一台电子数字计算机在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。ENIAC：是电子数值积分和计算机（TheElectronicNumericalIntegratorandComputer）的编写。221.4电子计算机ENIAC的基本情况36岁的莫奇利提出总体设计，24岁的埃克特负责工程技术问题，年轻的戈尔斯坦负责组织协调。占地面积170平方米；用了大约18000只电子管，1500个继电器，70000只电阻，l8000只电容；耗资近49万美元；重30吨。运算速度为每秒5000次加法。耗电量惊人，功率为l50千瓦，常常因为电子管烧坏而需要停机检修。存储容量小，至多只能存20个字长为l0位的十进制数。与后来的存储程序型的计算机不同，它的程序是外插型的，使用很不方便。231.4电子计算机241.4电子计算机2525ENIAC特点：①采用电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息；速度快；②存储容量太小；③执行程序前要进行复杂的线路连接；262计算机的发展第一代计算机（电子管计算机）第二代计算机（晶体管计算机）第三代计算机（大规模集成电路）第四代计算机（超大规模集成电路）272.1第一代计算机(1946-1958)主要特点用电子管代替机械齿轮和继电器作为基本元器件；程序可以存储，使用水银延迟线、静电存储管、磁鼓、磁芯等作为存储器。用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备；采用二进制形式，程序设计语言为机器语言。运算速度一般为每秒几千次至几万次。282.1第一代计算机(1946-1958)代表机型ENIAC、IBM公司的IBM700系列。292.2第二代计算机(1959-1964)主要特点用晶体管代替了电子管。采用磁芯存储器作主存，采用磁盘与磁带作辅存。出现了汇编语言和高级语言；出现了监控程序。作为现代计算机体系结构的许多新技术相继出现，如寄存器，浮点数据表示，间接寻址，中断，I/O处理机等。302.2第二代计算机(1959-1964)代表机型IBM7090、IBM7094、CDC7600等。312.3第三代计算机(1965-1970)主要特点用集成电路取代了晶体管。用半导体存储器淘汰了磁芯存储器，实现了集成化，存储容量大幅度提高。系统软件和应用软件都有很大发展，操作系统的功能有很大提高。出现了结构化、模块化程序设计方法。计算机产品走向了系列化、通用化和标准化。为了满足中小企业需求出现了小型计算机。322.3第三代计算机(1965-1970)代表机型IBM360系统。332.4第四代计算机(1971--)主要特点用微处理器或超大规模集成电路取代了普通集成电路。存储容量进一步扩大。输入采用了光学字符识别和条形码及语音等技术。输出设备开始使用光盘和激光打印机等。高级程序设计语言得到广泛使用。微型计算机进入了千家万户。互联网广泛应用，形成所谓的地球村。巨型计算机也得到快速发展。342.4第四代计算机(1971--)代表机型IBM4300系列、3080系列、3090系列、IBMPC等。353.计算机的发展趋势巨型化超级计算机通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，多用于国家高科技领域和尖端技术研究，解决一些特别复杂的攻关难题，如国防安全、中长期天气预报、地质勘探等。是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。363计算机的发展趋势“美洲豹”每秒1.75千万亿次的运算速度，位居全球首位。373.计算机的发展趋势曙光“星云”每秒1.27千万亿次浮点运算，位列全球最快计算机的第二名。383.计算机的发展趋势微型化在保持计算机功能的前提下，使其体积越来越小。台式机、笔记本、掌上电脑、嵌入式计算机就是微型化的体现。393.计算机的发展趋势网络化实现网络化，才能真正做到资源共享，计算机才能发挥更大的作用，给人们的的日常生活带来更大的便利。智能化计算机处理过程化的计算工作及事务处理工作已经达到了相当高的水平，是人力望尘莫及的。但在智能性工作方面，计算机还远远不如人脑。如何让计算机具有人脑的智能，模拟人的推理、联想、思维等功能，是一个重要发展方向。