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计算机发展简史1.1计算机的史前时代1.2机械式计算机1.3从机械到电子的进程1.4电子计算机发展历史1.5奠定计算机理论基础的重要人物和思想1.6计算机在中国1.7计算机的发展趋势1.8小结内容提要231.1计算机的史前时代1.1.1石头计算到算盘公元前3000年的古埃及人用结绳来记录土地面积和收获的谷物公元前2000年的美索不达米亚人用泥板计数，这块泥板上的契形文字代表25。我国古代数学家祖冲之就是用算筹计算出圆周率值介于3.1415926和3.1415927之间。41.1计算机的史前时代1.1.1石头计算到算盘珠算被称为我国“第五大发明”，最早记录于汉朝人徐岳撰写的《数术记遗》一书里。算圣刘洪及其发明的珠算盘。51.1计算机的史前时代1.1.2计算尺和计算器JohnNapier(1550-1617)约翰·纳皮尔纳皮尔算筹(Napier’sbones)1612年发明61.1计算机的史前时代1.1.2计算尺和计算器威廉·奥却德(WilliamOughtred)及其发明的圆形计算尺风靡18－19世纪的计算尺1.计算尺71.1计算机的史前时代1.1.2计算尺和计算器Casio14-A史上第一台商用小型电子计算器1957年发明一款普通的袖珍电子计算器2.计算器81.2机械式计算机1.2.1契卡德计算机威廉·契克卡德德国图宾根大学教授，于1623年制造了第一台计算机。1960年，契克卡德家乡人根据示意图重新制作的契克卡德计算机：能做6位数加减法，设置了某种“溢出”响铃装置；机器上部附加一套圆柱型“纳皮尔算筹”，因此也能进行乘除运算。WilhelmSchickard(1592-1635)91.2机械式计算机1.2.2帕斯卡加法机BlaisePascal(1623–1662)保存在巴黎国立工艺博物馆的帕斯卡加法机，1642年发明：机器由系列齿轮组成的装置，外壳用黄铜材料制作，是一个长20英寸、宽4英寸、高3英寸的长方盒子，面板上有一列显示数字的小窗口，旋紧发条后才能转动，用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字。布莱斯·帕斯卡法国数学家、物理学家、思想家101.2机械式计算机1.2.3莱布尼兹乘法机GottfriedLeibniz(1646–1716)1674年，莱布尼茨发明乘法机。这是第一台可以运行完整四则运算的计算机，长100厘米、宽30厘米、高25厘米，主要由不动的计数器和可动的定位机构两部分组成，整个机器由一套齿轮系统传动。【公元1700年左右，莱布尼茨从一位友人送给他的中国“易图”（八卦）里受到启发，悟出了二进制数之真谛，率先提出了二进制的运算法则。】戈特费里德·莱布尼兹德国数学家、微积分独立发明人111.2机械式计算机1.2.4“编织”的程序明代宋应星所著《天工开物》《天工开物》中记载的小花楼提花机121.2机械式计算机1.2.4“编织”的程序英国曼彻斯特“科学与工业博物馆”中的杰卡德编织机(1805年发明)布乔的穿孔卡片思想在杰卡德的自动编织机上实现——程序控制思想的萌芽正面侧面131.2机械式计算机1.2.5差分机和分析机现代计算机奠基人——英国剑桥大学教授查尔斯·巴贝奇1822年，差分机——伦敦科学博物馆的复制品CharlesBabbage(1791-1871)141.2机械式计算机1.2.5差分机和分析机世界上第一位程序员——奥古斯塔·艾达·拜伦后人根据巴贝奇图纸制造的“分析机”AugustaAdaByron(1815-1852)1834年，巴贝奇提出通用计算机“分析机”构想，直至他去世也未制成。151.2机械式计算机1.2.5差分机和分析机设计图纸之一——差分机和分析机存储器框架161.2机械式计算机1.2.6手摇计算机鲍德温发明的手摇计算机，1873年弗兰克·鲍德温(FrankBaldwin)171.3从机械到电子的进程1.3.1穿孔制表机HermanHollerith(1860-1929)美国著名统计专家——赫尔曼·霍列瑞斯霍列瑞斯发明的自动制表机181.3从机械到电子的进程1.3.2电子文明的曙光——电子二极管、三极管JohnFleming(1848-1945)1904年，英国青年工程师约翰·弗莱明发明真空二极管LeeDeForest(1873-1961)1906年，美国人李·德·福雷斯特发明能起放大作用的真空三极管。191.3从机械到电子的进程KonradZuse(1910-1995)数字计算机之父——克兰德·楚泽德国博物馆中存放的Z4计算机201.3从机械到电子的进程1.3.3冲击最后的技术壁垒2.MARK系列计算机HowardAiken(1900-1973)MARK系列计算机发明人——霍华德·艾肯哈佛大学的MARK-I211.3从机械到电子的进程1.3.3冲击最后的技术壁垒2.MARK系列计算机计算机软件之母——GraceHopper(1906-1992)(a)一本介绍霍波博士的书(b)海军军官霍波——摄于1984年保存在霍波笔记本中的第一个“bug”221.4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231.4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241.4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。251.4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261.4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)271.4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。281.4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291.4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。301.4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。311.4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321.4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——IBMPC331.4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341.4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351.4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。361.4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