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1、 关于本课程： u课程性质：专业必修基础课 u考核方式：考查 u授课时数：24（讲授22学时、考核2学时） u讲课教师：刘滨（办公室：D2-206） 上课时间：上课时间：516周（周二3、4节） 上课地点：上课地点：B2-401B2-401 基本要求：基本要求：保证出勤、完成作业、保持课堂秩序 课程考核：课程考核：作业（10分）、考勤考纪（10分） 平时考核（10分）、期末考试（70分） 授课内容 第1章 第2章 第4章 第3章 第5章 第6章 第7章 第8章 第1章 绪 论 1.1 计算机及其发展史 1 1 、计算机的发展（过去、现在、将来）计算机的发展（过去、现在、将来） 2 2 、中国计
2、算机发展简史中国计算机发展简史 3 3 、计算机的定义（分类、特点、应用）计算机的定义（分类、特点、应用） 4 4 、有名的计算机公司有名的计算机公司 5 5 、有名的计算机人才有名的计算机人才 纵谈计算机70年（19362006 ）的发展历程 领略计算机大师的风采 畅谈著名IT企业家的成功之路 了解百位科学家的成长和探索 呈现重要人物事件，辅之趣事逸史 可以帮助你增强探索意识、 培养创新能力、激发创业激情 推荐阅读：推荐阅读：计算机史话计算机史话 为什么要发明计算机（why） 计算机是怎么发明的（how） 谁发明的计算机（who) 什么是计算机、计算机能做什么（what） 计算机在哪里发明的
3、（where） 计算机是什么时候发明的（when） 计算机的发展计算机的发展 一一 . . 早期的计算工具早期的计算工具 1.东方的创造： 算筹：以纵横两种排列方式来表示单位数目的， 其中1-5均分别以纵横方式排列相应数目的算筹来 表示，6-9则以上面的算筹再加下面相应的算筹来 表示。表示多位数时，个位用纵式，十位用横式， 百位用纵式，千位用横式，以此类推，遇零则置空 1998 算盘：通过手动完成从低位到高位的数字传送，数字由 算珠的数量表示，数位则由算珠的位置来确定 2.西方的灵感： 机械式计算机：借助于各种机械装置自动传送 十进位，而机械装置的动力来自计算人员的手 1642年法国人帕斯卡（
4、B.Pascal） 基于齿轮技 术制造了一台能够进行加法和减法的计算器。为 了纪念帕斯卡，语言大师沃斯（N.Wirth）把他设 计的一种高级程序设计语言取名为Pascal 1670年德国莱布尼兹制造出能进行加减乘除的演 算机 1822年英国巴贝奇设计了差分机（计算平方表和函 数数值表），1834年他提出分析机的设想。提出用 程序控制计算思想的第一人 机电式计算机：使用电力做动力，但计算机构本 身还是机械的 1888年美国霍勒瑞斯制造第一台机电式计算 机（制表机），用于人口普查卡片分类统计 1938年德国朱斯制造了第一台采用二进制数的全 自动可编程机电式计算机 1944年美国艾肯提出、IBM 公
5、司生产的自动序列 控制演算器（Mark I）正式在哈佛大学投入运行 19世纪的英国，产生了一位杰出的数学家布尔 （G.Bool）。布尔代数实现了从一组逻辑公理 出发，依靠代数演算来推导逻辑定律或定理 20世纪30年代，英国数学家图灵发表了关于可 计算数的论文，通过引入机器状态使用了本质 上具有指令特点的运算操作，这种机器被称为“ 图灵机” 二、电子计算机的诞生二、电子计算机的诞生 约翰阿坦那索夫 1939年10月，第一台小型试验样机终于开始运 转。阿坦那索夫把这台机器命名为ABC（ Atanasoff- Berry-Computer） 谁是电子计算机之父? 争论是没有意义的，重 要是应该将历史
6、还原出 来，告诉大家这些天才 与先驱的故事 1946年2月，美国宾夕法尼亚大学物理学家莫克利和工程 师埃克特为首的数十人共同开发了世界上第一台通用电子数 字计算机埃尼阿克 （ENIAC）（The Electronic Numerical Integrator and Computer，电子数值积分 计算机） 被公认为第一台使用电子线路来执行算术、逻辑运算和信 息存储的真正工作的计算机器。奠定了电子计算机的发展 基础，开辟了计算机科学技术的新纪元 电子管:18000只 电阻:70000个 电容:10000只 继电器:1500个 耗电:140kW/h 占地:170m2 重量:30吨 速度:5000
7、次/秒 ENIAC的主要任务是分析炮弹轨迹 当ENIAC公开展出时，一条炮弹的轨道用20s就 能算出来，比炮弹本身的飞行速度还快 1946年6月美籍匈牙利数学家冯诺依曼等提出 关于电子计算装置逻辑结构设计的研究报告。电 子计算机应该是： 以二进制为运算基础； 采用存储程序方式工作。并进一步明确其结构应 由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输 入装置和输出装置。 至今绝大部分的计算机还是采用存储程序式计算 机的组织结构思想及实现方法 1948年发明的晶体管改变了计算机的建造方式 1958年，美国得克萨斯州仪器公司制成了第一块 半导体集成电路。三年后，得克萨斯州仪器公司 在军方的支持下，研制成
8、功了第一台试验性的集 成电路计算机 1967年，由于大量的编程语言得到应用，IBM公 司决定该公司的计算机系统成为“非捆绑式”。即 以前，用户需要购买计算机及其系统上运行的各 种语言的翻译程序，而现在可只购买需要的翻译 程序。由此形成了语言翻译程序的竞争，开创了 软件产业 代别 第一代 1946-1958 第二代 1959-1964 第三代 1965-1970 第四代 1971-现在 电子器件电子管晶体管集成电路 大规模和超大 规模集成电路 存储器 水银延迟线 磁鼓、磁芯 磁芯、磁鼓 磁盘、磁带 半导体存储器 磁盘、磁带 半导体存储器 磁盘、光盘 运算速度5000-几万几十万-百万百万-几百万
9、几百万-几亿 处理方式机器语言 汇编语言 算法语言 操作系统 实时处理 分时处理 网络操作系统 应用领域科学计算数据处理实时控制各行各业 典型机种 ENIAC EDVAC IBM 7090 CDC 6600 IBM 360 PDP-II VAX-II IBM PC/Apple 三、计算机的发展阶段三、计算机的发展阶段 1.第一代计算机（1946年1958年） 逻辑器件使用电子管 用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备 用磁鼓或磁带作为外存储器 要计算一个新的题目，就得将线路另外重新搭接 一次，把成千上万的线重新焊一下。 在1949出现了可以存储程序的计算机。这些计 算机使用机器语言编程，可存储信
10、息和自动处理 信息。人类存储和处理信息的方法开始发生革命 性的变化。 2.第二代计算机（1959年1964年） 使用晶体管代替了电子管；内存储器采用了磁 芯体；引入了变址寄存器和浮点运算硬件；利 用I/O处理机提高了输入输出能力 在软件方面配置子程序库和批处理管理程序， 并且推出了Fortran、COBOL、ALGOL等高 级程序设计语言及相应的编译程序 3.第三代计算机（1965年1970年） 用小规模或中规模集成电路；用半导体存储器 代替磁芯存储器；使用微程序设计技术简化处 理机的结构 在软件方面广泛地引入多道程序、并行处理、 虚拟存储系统和功能完备的操作系统，同时还 提供了大量的面向用户
11、的应用程序 4.第四代计算机（1971年现在） 使用了大规模集成电路和超大规模集成电路 完善的系统软件、丰富的系统开发工具和商品 化的应用程序的大量涌现，以及通信技术和计 算机网络的飞速发展，使得计算机进入了一个 大发展的阶段 生物计算机 采用生物工程技术产生的蛋白质分子制成生物芯片，其运算过程是 蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程 量子计算机 采用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉 冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算 光子计算机 采用光学技术，由光器件构成的计算机。在光器件方面研制的基本 部件有：用于进行图像处理的快速傅立叶变换部件，用于进行信
12、息 处理的光乘法、加法运算器 超导计算机 采用超导元器件和电路组成的计算机。其基本逻辑单元是约瑟夫逊 开关器件，它的速度比现有半导体开关快10-100倍，功耗仅为后者 的0.01-0.001 5.第五代计算机（新一代计算机） 社会在不断发展，人类对自然世界的认识活动 也越来越多，很多情况要求计算机对数据进量 的运算，如，数学命题的证明、行星轨迹的计 算以及航天飞机、宇宙飞船的设计等等。这些 应用对计算机速度的要求也越来越高 “巨型化”在这里并不是通常意义上的大小，主 要是指机器的性能运算速度等 四四. .计算机的发展趋势计算机的发展趋势 1.巨型化 一方面，随着计算机的应用日益广泛，在一些 特
13、定场合，需要很小的计算机（如航天飞机， 由于燃料的关系，设计原则是为了减少每一克 而奋斗），所以计算机的重量、体积都变得越 来越小，但功能并不减少 另一方面，随着计算机在世界上日益普及，个 人电脑正逐步由办公设备变为电子消费品。人 们要求电脑除了要保留原有的性能之外，还要 有时尚的外观、轻便小巧、便于操作等特点， 如平板电脑、手持电脑等。今后个人电脑在电 脑中所占的比重将会越来越大，使用也将会越 来越方便 2.微型化 因特网的建立正在改变我们的世界，改变我 们的生活。网络具有虚拟和真实两种特性， 网上聊天和网络游戏等具有虚拟特性，而网 络通信、电子商务、网络资源共享则具有真 实的特性 虽然现阶
14、段我们国家在因特网上的应用还不 是太多，但再过几年，我们就完全可以通过 因特网购买生活必需品，交纳各种费用、教 学、管理个人账务等等 3.网络化 今后，计算机在我们的生活中扮演的角色将会 更加重要 计算机应用将具有更多的智能特性，能够帮助 用户解决一些自己不熟悉或不愿意做的事 如智能家电、烹调等 4.智能化 目前新一代计算机正处在设想和研制阶段。 新一代计算机是把信息采集、存储处理、通 信和人工智能结合在一起的计算机系统 新一代计算机将由以处理数据信息为主，转 向以处理知识信息为主，如获取知识、表达 知识、存储知识及应用知识等，并有推理、 联想和学习等人工智能方面的能力（如理解 能力、适应能力
15、、思维能力等），能帮助人 类开拓未知的领域和获取新的知识 5.新型计算机 中国计算机发展简史中国计算机发展简史 1956年8月，成立了以著名数学家华罗庚教授为主任的 中国科学院计算技术研究所筹备委员会 1958年8月1日，我国第一台通用小型计算机103机 研制成功，仿制前苏联的M-3小型机 1959年10月1日，我国第一台大型通用计算机104机 研制成功，仿制前苏联的BCM大型机 1960年，我国第一台自行设计的计算机107机研制 成功，运算速度为250次每秒 1964年，我国第一台自行设计的大型通用计算机 119机研制成功，浮点运算速度为5万次每秒 1965年4月，我国第一台自行设计的晶体管计算机441-B 通过国家鉴定，运算速度为1.2万次每秒浮点运算 1967年9月，大型通用晶体管计算机109丙研制成功，浮 点运算速度为11.5万次每秒 1972年正式交付使用的111计算机，采用小规模集成电 路 1973年8月，集成电路计算机150机研制成功 1985年研制成功与IBM PC机兼容的长城0520CH微机 1983年11月，研制成功我国第一台大型向量机-757机 1983年11月，运算速度为1亿次每秒的向量巨型 计算机银河-在国防科技大学研制成功 1992年11月，研制成功10亿次每秒的
