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1、电气1030 李众力,电子计算机的发展,计算机的发展简史,1 计算机的诞生 2 计算机的发展阶段 3 未来新型计算机 4 我国计算机的发展,早期计算机算盘,公元前5世纪，中国人发明了算盘，广泛应用于商业贸易中，算盘被认为是最早的计算机，并一直使用至今。算盘在某些方面的运算能力要超过目前的计算机，算盘的方面体现了中国人民的智慧。 直到17世纪，计算设备才有了第二次重要的进步。1642年，法国人Blaise Pascal（1623-1662）发明了自动进位加法器，称为Pascalene。1694年，德国数学家Gottfried Wilhemvon Leibniz（1646-1716）改进了Pasc
2、aline，使之可以计算乘法。后来，法国人Charles Xavier Thomas de Colmar发明了可以进行四则运算的计算器。 现代计算机的真正起源来自英国数学教授Charles Babbage。Charles Babbage发现通常的计算设备中有许多错误，在剑桥学习时，他认为可以利用蒸汽机进行运算。起先他设计差分机用于计算导航表，后来，他发现差分机只是专门用途的机器，于是放弃 打孔计算机 了原来的研究，开始设计包含现代计算机基本组成部分的分析机。（Analytical Engine） Babbage的蒸汽动力计算机虽然最终没有完成，以今天的标准看也是非常原始的，然而，它勾画出现代通
3、用计算机的基本功能部分，在概念上是一个突破。 在接下来的若干年中，许多工程师在另一些方面取得了重要的进步，美国人Herman Hollerith（1860-1929），根据提花织布机的原理发明了穿孔片计算机，并带入商业领域建立公司。,机械计算机的产生,机械计算机时代的拓荒者 在西欧，由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革，大大促进了自然科学技术的发展，人们长期被神权压抑的创造力得到空前释放。其中制造一台能帮助人进行计算的机器，就是最耀眼的思想火花之一。从那时起，一个又一个科学家为把这一思想火花变成引导人类进入自由王国的火炬而不懈努力。但限于当时的科技总体水平，大都失败了，这就是拓荒者的共同命运：
4、往往见不到丰硕的果实。后人在享用这甜美的时候，应该能从中品出一些汗水与泪水的滋味,1642年，法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置，制造了最早的十进制加法机,1673年，德国数学家莱布尼兹发明了乘法机,1822年，英国数学家巴贝奇发明了差分机，专门用于航海和天文计算,1834年，巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机,差分机,分析机,巴贝奇的设想限于当时的技术条件而未能实现，但是这台分析机已经描绘出有关程序控制方式计算机额雏形，其设计思想为现代电子计算机的产生奠定了基础。,历史进程,机电计算机,巴贝奇的设想提出以后的100多年间，电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展，在元器件方面接连发
5、明了真空电子二极管和真空电子三极管：在系统技术方面，相继发明了无线电报、电视和雷达等。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。 社会上对先进计算工具多方面迫切的需要，是促使现代计算机诞生的根本动力。进入20世纪以后，各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山，特别是第二次世界大战爆发前后，军事科学技术队告诉计算工具的需要尤为迫切。在此期间，各国科学家对采用继电器的机电计算机进行了大量的研制工作，为现代计算机的最终诞生积累了极为重要的经验。,巴贝奇,1938年，德国科学家楚什成功制造了第一台采用二进制的Z-1型计算机，此后他又研制了Z系列计算机。1944年，美国科学及艾肯研制成功了一台
6、机电式计算机，它被命名为自动顺序控制计算器MARK-I。1947年，艾肯又研制出运行速度更快的机电式计算机MARK-II。1949年，由于电子管技术取得重大进步，于是艾肯研制出采用电子管的计算机MARK-III。,几乎是在制造机电计算机的同时，人们开始了制造电子计算机的努力。 1939年，阿塔那索夫和他的学生贝瑞还设计并试制了数字电子计算机“ABC计算机”，但未能完工,电子计算机的诞生,1946年2月15日，无疑是计算机发展史上一个里程碑式的日子。这一天在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院举行了人类史上第一台通用数字电子计算机的揭幕典礼。这台机器名为“电子数字积分计算机”（ENIAC),这部机器使用了
7、18800个真空管，长50英尺，宽30英尺， 占地1500平方英尺，重达30吨（大约是一间半的教室大，六只大象重）。它的计算速度快，每秒可从事5000次的加法运算。ENIAC最初是专门用于火炮弹道计算的专用机，后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。,计算机的发展阶段,1 第一代电子计算机（1946-1957年） 又称“电子管计算机”。以电子管为主要电路元件的电子计算机。第一台电子管计算机于1946年在美国制成，取名埃尼阿克(eniac)。1946-1957年生产的电子计算机都是第一代电子计算机。,2 第二代电子计算机（1958-1964年） 第二代电子计算机是用晶体管制造的计算机。
8、在20世纪50年代之前，计算机都采用电子管作元件。电子管元件有许多明显的缺点。例如，在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，这些都使计算机发展受到限制。于是，晶体管开始被用来作计算机的元件。晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用了晶体管以后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机的设想也就更容易实现了。 1954年，美国贝尔实验室研制成功第一台使用晶体管线路的计算机，取名“催迪克”（TRADIC），装有800个晶体管。1955年，美国在阿塔拉斯洲际导弹上装备了以晶体管为主要元件的小型计算机。10年以后，在
9、美国生产的同一型号的导弹中，由于改用集成电路元件，重量只有原来的1/100，体积与功耗减少到原来的1/300。,3 第三代电子计算机（1965-1970年） 采用中、小规模集成电路制造的电子计算机。1964年开始出现，60年代末大量生产。其机种多样化、系列化，外部设备品种繁多，并开始与通信设备相结合而发展为由多机组成的计算机网。运算速度可达每秒几百万次，甚至几千万次、上亿次。,4 第四代电子计算机（1971-至今） 第四代计算机是指从1970年以后采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）为主要电子器件制成的计算机。例如80386微处理器，在面积约为10mm X l0mm的单个
10、芯片上，可以集成大约32万个晶体管。 第四代计算机的另一个重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。 超级计算机的诞生也是第四代计算机的一个引人注目的成就。超级计算机又称巨型计算机或高性能计算机。这类处理速度极快、存储容量极大的计算机系统，在现代化的大规模工程建设、军事防御系统、国民经济宏观管理以及社会发展中的大范围统计、复杂的科学计算和数据处理等方面大有用武之地。,未来新型计算机,迄今为止，无论计算机怎么样更新换代，几乎所有的计算机都是冯诺依曼型的。按照摩尔定律，每过18个月，微处理器硅芯片上晶体管的数量就会翻一番。随着大规模集成电路工艺的发展，芯片的集成度越
11、来越高，也越来越接近工艺甚至物理的极限。人们认识到，在传统计算机的基础上大幅度提高计算机的性能必将遇到难以逾越的障碍，从基本原理上寻找计算机发展的突破口才是正确的道路。从物理原理上看，科学家们认为以光子、生物和量子计算机为代表的新技术将推动新一轮超级计算技术革命。,1956 年 周恩来总理亲自提议、主持、制定我国十二年科学技术发展规划，选定了“计算机、电子学、半导体、自动化”作为“发展规划”的四项紧急措施，并制定了计算机科研、生产、教育发展计划。我国计算机事业由此起步。从此，我国的计算机事业步入一个高速发展的轨道。,我国计算机的发展史,1956年，夏培肃完成了第一台电子计算机运算器和控制器的设
12、计工作，同时编写了中国第一本电子计算机原理讲义。 1957年，哈尔滨工业大学研制成功中国第一台模拟式电子计算机。 1958 年8月1日 中国第一台计算机型通用数字电子计算机研制成功，运行速度每秒次。 1958 年 我国第一台自行研制的331型军用数字计算机由哈尔滨军事工程学院研制成功。 1959 年9月 我国第一台大型电子管计算机104机研制成功。该机运算速度为每秒1万次 1960年，中国第一台大型通用电子计算机107型通用电子数字计算机研制成功。 1964年 我国第一台自行研制的119型大型数字计算机在中科院计算所诞生，其运算速度每秒5万次 1965 年6月 我国自行设计的第一台晶体管大型计
13、算机109乙机在中科院计算所诞生，字长32位，运算速度每秒10万次 1967年，新型晶体管大型通用数字计算机诞生。 1972年，每秒运算万次的大型集成电路通用数字电子计算机研制成功。 1973年，中国第一台百万次集成电路电子计算机研制成功。 1974年8月 DJS 130小型多功能计算机分别在北京、天津通过鉴定， 我国DJS 100系列机由此诞生。 ,我国计算机发展的成就,于此同时，我国的超级计算机技术也有了飞速的发展,或许目前我们的技术尚不能与美国等强国相抗衡，但是我坚信，通过我们不懈的坚持与努力，我国的计算机技术将会有更长远的进步与提高，我们将会见证又一个计算机技术飞速发展的时代来临。,结语,谢谢观看,
