最新计算机发展历史课件

计算机发展简史21.4电子计算机发展历史ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）：1946年2月14日，诞生在美国马里兰州阿贝丁陆军试炮场31.4电子计算机发展历史1.4.1电子管计算机1.第一台电子计算机的诞生ENIAC的指标：每秒5000次加法17468个电子管7200个二极管、70000个电阻器、10000个电容器、6000个继电器占地170平方米总重量30吨耗电174KWENIAC两位设计者——莫契利和埃克特ENIAC博物馆中的部分器件41.4电子计算机发展历史1.4.1电子管计算机2.电子管计算机时代：1946年～20世纪50年代后期(1)主要特点逻辑元件——电子管主存——磁鼓辅存——磁带软件——机器语言、符号语言应用——科学计算(2)主要成就①数字电子计算机的出现，揭开了人类历史新篇章。②1946年6月，美国数学家、普林斯顿大学教授约翰·冯·诺依曼（JohnVonNeumann）提出了“存储程序”的概念以及计算机组成和框架，奠定了现代计算机组成与工作原理基础。51.4电子计算机发展历史1.4.2晶体管计算机1.晶体管的诞生1947年，晶体管诞生。晶体管的三位发明人——因这项伟大发明，三人获得1956年诺贝尔物理学奖威廉·肖克利约翰·巴丁沃尔特·布拉坦61.4电子计算机发展历史1.4.2晶体管计算机1.晶体管的诞生晶体管与电子管的比较：体积比电子管小很多耗电大大降低稳定性有很大提高电子管实物晶体管实物1955年，贝尔实验室使用800只晶体管组装了世界上第一台晶体管计算机TRADIC。(TransistorDigitalComputer)71.4电子计算机发展历史1.4.2晶体管计算机2.晶体管计算机时代：20世纪50年代中期～20世纪60年代中期(1)主要特点逻辑元件——晶体管主存——磁芯辅存——磁盘软件——高级程序设计语言、操作系统应用——除科学计算外，已应用于数据处理、过程控制(2)主要成就①首次将晶体管用于计算机，使计算机缩小了体积，减低了功耗，提高了速度和可靠性。②发明了高级语言。③首次提出了计算机的兼容问题，包括硬件兼容和软件兼容。81.4电子计算机发展历史1959年，集成电路宣告诞生。1958年9月12日，在德克萨斯仪器（TI）公司工作的杰克·基尔比（JackKilby）完成了他的集成电路设计（将硅电阻器、电容器和晶体管装在一块晶片上）。1959年2月6日，基尔比向美国专利局申报专利“小型化电子电路（No.3138743）”。1959年7月30日，美国仙童公司的罗伯特·诺伊斯（RobortNoyce）也宣称制出第一块集成电路，并向美国专利局申请专利“半导体器件和引线结构（No.2981877）”。杰克·基尔比罗伯特·诺伊斯91.4电子计算机发展历史1.4.3集成电路计算机1.集成电路的诞生集成电路与晶体管的比较：集成电路实物晶体管实物1964年4月7日，在IBM公司成立50周年之际，由年仅40岁的吉恩·阿姆达尔(GeneAmdahl)担任主设计师，历时四年研发的IBM360计算机问世，标志着第三代计算机的全面登场，这也是IBM历史上最为成功的机型之一。101.4电子计算机发展历史1.4.3集成电路计算机2.集成电路计算机时代：20世纪60年代中～20世纪70年代初(1)主要特点逻辑元件——集成电路主存——半导体辅存——磁盘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(2)主要成就①IBM公司首次提出了系列机的概念，圆满地解决了计算机兼容的问题，典型代表是IBM360系列机。②控制器设计使用微程序控制技术，使控制器的设计规整化。③结构化程序设计思想成熟，软硬件设计标准化。111.4电子计算机发展历史1.4.4大规模集成电路计算机1.微处理器的出现1971年，Intel公司宣称，他们首创了一种“开启集成电路新纪元”的半导体芯片，即第一块微处理器芯片4004。所谓微处理器芯片是将CPU（CentralProcessingUnit，中央处理器）集成在一块芯片上。第一块微处理器芯片Intel4004及其发明人特德·霍夫121.4电子计算机发展历史1.4.4大规模集成电路计算机2.微型计算机(1)第一台微型机：Altair88001975年4月，微型仪器与自动测量系统公司（MITS）推出了首台通用型Altair8800，售价375美元，带有1KB存储器，这是世界上第一台微型计算机。(2)PC机：PersonalComputer1981年8月12日，IBM公司正式推出了全球第一台个人计算机——IBMPC。该机采用主频4.77MHz的Intel8088微处理器，运行Microsoft公司专门为IBMPC开发的MS-DOS操作系统。第一台微型计算机——Altair8800第一台个人计算机——IBMPC131.4电子计算机发展历史1.4.4大规模集成电路计算机2.微型计算机比尔·盖茨（BillGates）在哈佛大学学习期间就为第一台微型计算机Altair8800开发了BASIC编程语言的一个版本。1975年，年仅20的盖茨与好友保罗·艾伦(PaulAllen)共同创建了Microsoft公司。1981年诞生的IBMPC机选用Microsoft公司的MS-DOS作为操作系统，随着PC机的风行，Microsoft公司逐渐成为世界第一大微机软件开发商。比尔·盖茨保罗·艾伦141.4电子计算机发展历史1.4.4大规模集成电路计算机2.大规模集成电路计算机时代：20世纪70年代初期～至今(1)主要特点逻辑元件——大规模/超大规模集成电路（LSI/VLSI）主存——LSI/VLSI半导体芯片辅存——磁盘、光盘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151.4电子计算机发展历史1.4.4大规模集成电路计算机2.大规模集成电路计算机时代：20世纪70年代初期～至今(2)主要成就①1971年Intel公司成功地研制出了4004微处理器芯片。从此，随着LSI/VLSI技术的发展，微处理器每隔两三年就有一个新的产品问世，至今已发展到486、586、Itanium、IntelCore2。②微型计算机出现，典型代表是IBMPC。③面向对象、可视化程序设计概念出现；软件产业高度发达，各种实用软件层出不穷，极大地方便了用户。④计算机技术与通信技术相结合，计算机网络把世界紧密地联系在一起。⑤多媒体技术崛起，计算机集图像、图形、声音、文字处理于一体，在信息处理领域掀起了一场革命，与之对应的信息高速公路正在紧锣密鼓地筹划实施当中。161.4电子计算机发展历史1.4.5第五代计算机从20世纪80年代开始，日本、美国、欧洲等发达国家都宣布开始新一代计算机的研究。人们普遍认为新一代计算机应该是智能型的，它能模拟人的智能行为，理解人类自然语言，并继续向着微型化、网络化发展。综合起来大概有以下几个研究方向。人工智能计算机巨型计算机多处理机激光计算机超导计算机生物晶体计算机（DNA计算机）量子计算171.4电子计算机发展历史1.4.6总结起止年代主要元件主要元件图例速度（次/秒）特点与应用领域第一代1946年～20世纪50年代末电子管5千～1万次体积巨大，运算速度较低，耗电量大，存储容量小；主要用来进行科学计算第二代20世纪50年代中～20世纪60年代中晶体管几万～几十万次体积减少，耗电较少，运算速度较高，价格下降；不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务管理，并逐渐用于工业控制第三代20世纪60年代中～20世纪70年代初中、小规模集成电路几十万～几百万次体积、功耗进一步减少，可靠性和速度进一步提高；应用领域进一步拓展到文字处理、企业管理、自动控制、城市交通管理等方面第四代20世纪70年代初～至今大规模和超大规模集成电路几千万～几百万亿次性能大幅度提高，价格大幅度下降，广泛应用于社会生活的各个方面，进入办公室和家庭；在办公室自动化、电子编辑排版、数据库管理、图像识别、语音识别、专家系统等领域中大显身手181.5奠定现代计算机理论基础的重要人物和思想1.5.1布尔及逻辑代数1847年，出版《逻辑的数学分析》（TheMathematicalAnalysisofLogic。1854年，出版《思维规律的研究——逻辑与概率的数学理论基础》（AnInvestigationoftheLawsofThought,onWhichareFoundedtheMathematicalTheoriesofLogicandProbabilities。以这两部著作为基础，布尔建立了一门新的数学学科——逻辑代数，也称布尔代数。它为百年后出现的数字计算机开关电路设计提供了最重要的数学方法和理论基础。逻辑代数创始人，英国数学家——乔治·布尔(GeorgeBoole，1815-1864)191.5奠定现代计算机理论基础的重要人物和思想1.5.2香农及计算机开关电路1938年，年仅22岁的香农在硕士论文的基础上，发表论文“继电器和开关电路的符号分析”（ASymbolicAnalysisofRelayandSwitchingCircuits），首次阐述了如何将布尔代数运用于逻辑电路，奠定了现代电子计算机开关电路的理论基础。【香农于1948年6月和10月在《贝尔系统技术杂志》（BellSystemTechnicalJournal）上连载发表了他影响深远的论文“通信的数学原理”（AMathematicalTheoryofCommunication）；1949年，香农又在该杂志上发表了另一著名论文“噪声下的通信”（CommunicationinthePresenceofNoise）。这两篇论文成为了信息论的奠基性著作，香农成为信息论的奠基人。】信息论创始人，美国科学家——克劳德·香农(ClaudeShannon，1916-2001)201.5奠定现代计算机理论基础的重要人物和思想1.5.3图灵、图灵机及图灵测试图灵是计算机逻辑的奠基者，许多人工智能的重要方法也源自这位伟大的科学家：24岁，提出图灵机理论；31岁，参与Colossus（二战时英国破解德国通信密码的计算机）的研制；33岁，构思了仿真系统；35岁，提出自动程序设计概念；38岁，设计了“图灵测试”；在后来还创造了一门新学科——非线性力学；……计算机与人工智能之父，英国数学家、逻辑学家——阿兰·图灵（AlanTuring，1912-1954）211.5.3图灵、图灵机及图灵测试1.图灵机1936年5月28日，图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文，题为“论可计算数及其在判定问题上的应用”(OnComputableNumbers,withanApplicationtotheEntscheidungsproblem)。在这篇开创性的论文中，图灵给“可计算性”下了一个严格的数学定义，并提出著名的“图灵机(TuringMachine)”的设想。1.5奠定现代计算机理论基础的重要人物和思想图灵机模型示意图221.5.3图灵、图灵机及图灵测试2.图灵测试1950年10月，图灵发表一篇题为“计算机器与智能”(Computingmachineryandintelligence)的论文，成为划时代之作。在这篇论文里，图灵第一次提出“机器思维”的概念。他还对智能问题从行为主义的角度给出了定义，由此提出一假想：一个人在不接触对方的情况下，通过一种特殊的方式，和对方进行一系列的问答，如果在相当长时间内，他无法根据这些问题判断对方是人还是计算机，那么，就可以认为这个计算机具有同人相当的智力，即这台计算机是能思维的。这就是著名的“图灵测试”（TuringTesting）。1.5奠定现代计算机理论基础的重要人物和思想231.5.3图灵、图灵机及图灵测试3.图灵奖为纪念图灵对计算机领域做出的巨大贡献，国际计算机协会(Associatio