第三课计算机的成长.

第三课计算机的成长教师计算机是谁发明的？计算机过去现在未来算筹，是我国古代人民使用最早的计算工具。计算机的过去祖冲之就是用算筹计算出了圆周率的值，这个结果比西方要早一千年。约2600多年前，我们的祖先发明了算盘。1642年，法国人帕斯卡发明了著名的帕斯卡机械加法机。1674年，德国人莱布尼兹改进了帕斯卡的计算机，并提出了二进制的概念。1936年，英国人阿兰•麦西森•图灵提出“图灵机”的构想，从理论上证明了现代通用计算机存在的可能性。“图灵机”不是一种具体的机器，而是一种思想模型，可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置，用来计算所有能想象得到的可计算函数。它的基本思想是用机器来模拟人们用纸笔进行数学运算的过程。“图灵机”被公认为现代计算机的原型。图灵杰出的贡献使他成为计算机界的第一人，人们为了纪念这位伟大的科学家将计算机界的最高奖定名为“图灵奖”。世界上第一台电子计算机叫什么？阿塔纳索夫-贝瑞计算机（Atanasoff-BerryComputer，简称ABC）是法定的世界上第一台电子计算机，为爱荷华州立大学的约翰•文森特•阿塔纳索夫（JohnVincentAtanasoff）和他的研究生克利福特•贝瑞（CliffordBerry）在1937年设计，1939年制造完成。它不可编程，仅仅设计用于求解线性方程组，并在1942年成功进行了测试。ABC采用了二进制，电路的开与合分别代表数字0与1，运用电子管和电路执行逻辑运算等。ABC是“图灵机”的第一个硬件实现。1997年建造了这台ABC计算机复制品，它将永久展览于艾奥瓦州立大学达勒姆计算和通信中心一楼大厅。世界上第二台电子计算机、第一台电子管计算机——ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，中文名：埃尼阿克），诞生于1946年2月14日的美国宾夕法尼亚大学。ENIAC长30.48米，宽1米，占地面积约170平方米，30个操作台，约相当于10间普通房间的大小，重达30吨，耗电量150千瓦，造价48万美元。它包含了17468真空管，7200水晶二极管，1500中转，70000电阻器，10000电容器，1500继电器，6000多个开关，每秒执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍ENIAC采用十进制，在当时它的计算速度是最快的，而且还有按事先编好的程序自动执行算术运算、逻辑运算和存储数据的功能。但是由于ENIAC存在两个问题：没有存储器且它用布线接板进行控制，甚至要搭接几天，计算速度也就被这一工作抵消了。于是，在1945年，冯•诺依曼和他的研制小组在共同讨论的基础上，发表了一个全新的“存储程序通用电子计算机方案”——EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer），即离散变量自动电子计算机。EDVAC首次使用二进制而不是十进制。整台计算机共使用大约6000个电子管和大约12000个二极管，功率为56KW，占地面积45.5平方米，重7850KG，使用时需要三十个技术人员同时操作。它由五个基本部分组成：（1）运算器CA；（2）控制器CC；（3）存储器M；（4）输入装置I；（5）输出装置O。这种体系结构一直延续至今，现在使用的计算机的基本工作原理仍然是存储程序和程序控制，所以现在的计算机都被称为冯•诺依曼结构计算机。鉴于冯•诺依曼在发明电子计算机中所起到关键性作用，他被西方人誉为计算机之父。EDVAC（离散变量自动电子计算机）计算机的发展历程电子管元件第一代——电子管计算机时代1946年~1958年主要特点•主要元件——电子管•体积——庞大•造价——很高•运算速度——每秒5000次~10000次•软件——机器语言、符号语言•应用——科学计算晶体管元件晶体管比电子管体积小，寿命长，可靠性高。1954年，世界上第一台晶体管计算机TRADIC（崔迪克）诞生。第二代——晶体管计算机时代1958年~1964年主要特点•主要元件——晶体管•造价——变低•运算速度——每秒几万次~几十万次•软件——高级程序设计语言、操作系统•应用——除科学计算外，已应用与数据处理、过程控制集成电路元件1958年，世界上第一块集成电路诞生。1964年，第一台采用集成电路的计算机IBM360问世。第三代——集成电路计算机时代1964年~1971年主要特点•主要元件——集成电路•造价——更低•运算速度——每秒几十万次到几百万次•软件——高级程序设计语言、操作系统•应用——科学计算、数据处理、过程控制采用32纳米工艺的处理器大规模集成电路1967年出现大规模集成电路。1977年出现超大规模集成电路。1971年，美国的ILLIAC——IV巨型计算机全面使用大规模集成电路。第四代——大规模、超大规模集成电路计算机时代1971年~至今主要特点•主要元件——大规模/超大规模集成电路•造价——极低•运算速度——每秒千万次到上亿次•软件——高级程序设计语言、操作系统•应用——科学计算、数据处理、过程控制，并进入以计算机网络为特征的应用时代四代计算机的对比图计算机的现在计算机的分类：按规模大小和信息处理能力分类，计算机可分为巨型机、大型机、小型机和微型机。按应用范围分类，计算机可分为通用计算机和专用计算机两大类。巨型机微型机通用计算机专用计算机大型机小型机银河—III巨型计算机家用多媒体计算机收款机和ATM机是专用计算机当前，计算机正朝着巨型化、微型化、网络化和智能化的方向快速发展。•巨型化巨型化是指计算机的运算速度更高、存储容量更大、功能更强。目前正在研制的巨型计算机其运算速度可达每秒百亿次。1985年，我国制造了运算速度为1亿次/秒的“银河Ⅰ号”。1993年，我国研制成功运算速度为10亿次/秒的“银河Ⅱ号”。1997年，“银河Ⅲ号”并行巨型计算机研制成功，其峰值性能为130亿次。2007年，银河五代巨型机研制成功。•微型化微型计算机它变得更小更轻更便携，价格更低，现已得到广泛应用。它已经进入仪器、仪表、家用电器等小型仪器设备中，同时也作为工业控制过程的心脏，使仪器设备实现“智能化”，如掌上计算机、笔记本电脑等。•网络化计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。现今最大计算机网络——因特网，它将世界联系在一起，为人们提供广泛、及时、可靠的信息服务。计算机网络在现代企业的管理中发挥着越来越重要的作用，如银行系统、商业系统、交通运输系统等。•智能化计算机人工智能的研究是建立在现代科学基础之上。智能化是计算机发展的一个重要方向，新一代计算机，将可以模拟人的感觉行为和思维过程的机理，进行“看”、“听”、“说”、“想”、“做”，具有逻辑推理、学习与证明的能力。计算机的未来未来的计算机会是什么样呢？憧憬中的量子计算机光子计算机DNA计算机超导计算机未来计算机的想象投影PC小巧到可以变成一只笔，在光滑的表面投射出虚拟键盘。D-roll轻型的卷轴式，柔性LED屏幕和弧形键盘不用的时候都可以卷进筒里，而便携背带上装有很容易使用的USB口。餐巾纸PC几支带短波无线射频的笔，负责与电脑基站（通常就是餐巾架）连接；几张“餐巾纸”，实际上就是多触摸的彩色e-paper屏幕。Saifu为视力受损者设计的。设计师采用了一块触觉表面，可将屏幕影像转变成3D形状。它还提供语音识别功能，代替了传统的键盘。柔性显示屏Skiff阅读器可用于阅读报纸和杂志，这可能是全球第一款柔性显示屏设备。它用柔性显示屏代替易碎的刚性玻璃屏幕，可弯折的“金属箔”e-paper显示器是新研制的。LGDisplay和有些公司也研制出相似的单色原型机。据说惠普和亚利桑那州立大学正在研发一款柔性彩色显示屏。