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1.1计算机的发展与应用目录1.1.1计算机的发展1.1.2计算机的特点和应用计算机的发展公元前5世纪中国人就发明算盘，广泛应用于商业贸易中。算盘被认为是最早的计算机，并一直沿用至今。算盘在某些方面的运算能力要超过目前的计算机。17世纪，计算机设备有了第二次重要进步，法国人帕斯卡发明了自动进位加法器。1694年德国数学家戈特弗里德对其改进，使之可以计算乘法。后来法国人哥伦比亚发明了可以进行四则运算的计算器。现代计算机真正起源于英国数学教授查尔斯·巴贝奇。巴贝奇的蒸汽动力计算机虽然没有完成，然而却勾画出了现代通用计算机的基本功能部分。计算机的发展1946电子管计算机1957晶体管计算机1964集成电路计算机1972大规模集成电路计算机第一代电子管计算机重达30吨每秒5000次加法运算占地170m2功率150KW18000个电子管1946年2月15日，世界上第一台数字电子计算机ENIAC在美国的宾夕法尼亚大学诞生。ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑,它的问世标志着计算机时代的到来。操作指令为特定任务而编制，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度也慢。使用真空电子管和磁鼓储存数据。冯·诺依曼理论在ENIAC的开发过程中，美藉科学家冯·诺依曼针对它存在的问题，提出一个全新的通用计算机方案—冯·诺依曼理论。从ENIAC到当前最先进的计算机都采用的是冯诺依曼体系结构，所以冯诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。计算机有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件组成采用二进制表示计算机的指令和数据将程序和数据存放在存储器中，并让计算机自动的执行程序冯·诺依曼理论第二代晶体管计算机晶体管和磁芯存储器的发明导致了第二代计算机的产生，其主要特点是体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。1955年贝尔实验室研制出世界上第一台全晶体管计算机TRADIC，装有800只晶体管，仅100瓦功率，占地也只有3立方英尺。计算机中存储的程序使得计算机有了很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。磁盘磁带打印机内存在这一时期出现了更高级的COBOL和FORTRAN等语言，使计算机编程更容易，新的职业(程序员、分析员和计算机系统专家)和整个软件产业由此而诞生。第三代集成电路计算机1961年德州仪器公司仅用不到9个月时间，便研制出第一台用集成电路组装的计算机，标志着电脑从此进入它的第三代历史。更多的元件集成到单一的半导体芯片上，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。1959年基尔比与诺伊斯同时发明了集成电路(IC)，将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。该机共有587块集成电路，重不过300克，体积不到100立方厘米，功率只有16瓦。第四代大规模集成电路计算机大规模集成电路可以在一个芯片上容纳几百个元件。与IBMPC竞争的AppleMac系列于1984年推出，Macintosh提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。80年代，超大规模集成电路在芯片上容纳了几十万个元件，后来的ULSI将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。70年代中期，计算机制造商开始将计算机带给普通消费者，这时的小型机带有友好界面的软件包，供非专业人员使用的程序和最受欢迎的字处理和电子表格程序。1981年IBM推出个人计算机(PC)用于家庭、办公室和学校，80年代个人计算机的竞争使得价格不断下跌，微机的拥有量不断增加，计算机继续缩小体积。目录1.1.1计算机的发展1.1.2计算机的特点和应用计算机的特点和应用巨型机—天河一号大型主机小巨型机—NS1000小型机特种计算机个人计算机计算机的种类很多，因此分类的方法也很多。根据计算机分类的演变过程和近期可能的发展趋势，通常将计算机分为巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、个人计算机和特种计算机共7大类。。工作站特种计算机—分类与特点特种计算机是一种加固的增强型计算机，它可以作为工业控制器在工业环境中可靠运行。由于特种计算机的性能可靠、软件丰富、价格低廉，因此特种计算机在嵌入式工业自动化控制中异军突起后来居上，应用日趋广泛。分类•使用IntelX86架构•使用ARM架构技术特点•全钢标准结构机箱•总线结构、模块化和一体化设计技术•两种散热方式•高度可靠工业电源•自诊断功能•可选多种控制模块•系统自动复位•多种实时操作系统特种计算机—应用领域应用领域•工业现场•路桥收费•医疗•智能交通•监控•数控机床•电力•铁路•航天•......个人计算机•使用IntelX86架构的PC机•使用PowerPC架构的Macintosh苹果电脑•DEC公司推出使用它自己Alpha芯片机器分类•功能多、配置全、适应面广、通用性强•设计先进•较高的运算速度和较大的存储容量•带有通用外设，配备各种软件特点•办公自动化•数据库管理•图像识别•语音识别•专家系统•多媒体技术•家庭应用应用嵌入式系统技术嵌入式计算机系统的出现，是现代计算机发展史上的里程碑事件。嵌入式系统诞生于微型计算机时代，与通用计算机的发展道路完全不同，形成了独立的单芯片的技术发展道路。由于嵌入式系统的诞生，现代计算机领域中出现了通用计算机与嵌入式计算机的两大分支。不可兼顾的技术发展道路，形成了两大分支的独立发展道路：通用计算机按照高速、海量的技术发展；嵌入式计算机系统则为满足对象系统嵌入式智能化控制要求发展。由于独立的分工发展，20世纪末，现代计算机的两大分支都得到了迅猛地发展。通用计算机•按照高速、海量的技术发展嵌入式计算机•满足对象系统嵌入式智能化控制要求发展无处不见的嵌入式嵌入式系统的特点定义：嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。指计算机嵌入到对象体系中，实现对象体系的智能控制。在满足对象控制要求及环境要求下的软硬件裁剪性。对象系统智能化控制的根本保证。现代电子系统由于内含微处理器，能实现对象系统的计算机智能化控制能力。嵌入型专用型计算机