计算机学科概论 第01章 计算机发展简史ppt课件

《计算机学科概论 第01章 计算机发展简史ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机学科概论 第01章 计算机发展简史ppt课件（89页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、学生计算机基础调查,从来没用过计算机 玩儿过游戏 做过文字编辑 上过网 组装过个人计算机 写过程序,教材,主教材 王红梅 胡明编著.计算机学科概论.清华大学出版社 参考教材 赵致琢编著.计算机科学导论.科学出版社 黄国兴编著.计算机导论.清华大学出版社 张欣译.计算机科学概论.机械工业出版社,课程性质,综述性、导引型课程 粗线条介绍，作用：旅游出发前浏览地图 学习要求：了解、理解 学习知识的四个层次：了解、理解、掌握、应用,课程内容,理论环节 计算机发展简史 认识计算机学科 计算机学科的基础知识 如何学习计算机学科 有关职业和职业道德 实验环节 Windows 基本操作 常用办公软件：Word

2、、Excel、PowerPoint,学习目标,了解计算机的发展历史； 理解计算机的基本工作原理、基本概念； 初步了解计算机学科的内涵、知识体系； 了解有关职业和职业道德； 产生兴趣、树立信心、建立目标； 掌握方法，学会学习。 注意：本课程介绍的内容大部分将在后续课程中学习，所以，不要求弄懂每一个技术细节。,授课方式与成绩评定,课上讲授和演示 复习、自学和书面作业 上机实验并完成上机作业 成绩评测 实验 20% 作业及考勤 50% 论文 30%,澄清一个认识,用户与专业人员的区别,启示？,计算机应用技术应用计算机技术 对于从事计算机系统的研究、发展、设计和制造的专业人员来说，不仅要懂得计算机系统

3、的原理，还要懂得计算的原理。 什么是计算机系统？什么是计算？ “计算机学科概论”这门课是学习的开端 今后的课程将从不同的角度回答这两个问题 四年后，同学们应当自己回答这两个问题,计算机是什么？,计算机存在于我们的生活中,为什么计算机无处不在？,计算机能够做许多种不同的事：,画图 娱乐 帮助人进行决策 模拟世界上的事物 制作影视特技 帮助人进行设计 帮助人制定计划 ,算题（科学计算） 制作图案 处理文字 记录事实 控制其他机器 游戏 发送消息 识别语音,计算机什么都能做吗？,计算机是什么？,计算机全称是通用电子数字计算机，在学术性较强的文献中通常称为计算机，在科普性读物中通常称为电脑。 通用是指

4、计算机可服务于多种用途； 电子是指计算机是一种电子设备； 数字是指在计算机内部一切信息均用0和1的编码来表示。,计算机是一台笨拙的机器，具有从事令人难以置信的聪明工作的能力； 计算机程序员是一些聪明的人，具有从事令人难以置信的笨拙工作的能力； 计算机与程序员实现了完美的配合。,计算机是什么？,第1章 计算机发展简史,1.1 计算工具的发展简史 1.2 计算机发展简史 1.3 计算机的分类和特点 1.4 计算机的应用领域,手动式计算工具结绳记事,人类最初用手指进行计算，但计算范围有限，计算结果也无法存储。于是人们用绳子、石子等作为工具来延长手指的计算能力和存储能力，如中国古书中记载的“上古结绳而

5、治”，拉丁文中“Calculus”的本意是用于计算的小石子。,远古时代,手动式计算工具算筹,最原始的人造计算工具是算筹，我国古代劳动人民最先创造和使用了这种简单的计算工具。算筹最早出现在何时，现在已经无法考证，但在春秋战国时期，算筹使用非常普遍。,春秋时期,手动式计算工具算盘,计算工具发展史上第一次重大改革是算盘，也是我国古代劳动人民首先创造和使用的。算盘由算筹演变而来，并且和算筹并存竞争了一个时期，终于在元代后期取代了算筹。,元代后期,手动式计算工具纳皮尔算筹,Napier算筹由一些长条状的木棍组成，木棍的表面雕刻着类似于乘法表的数字。每个木棍表示一位数字的乘法表，把这些木棍顺序排列起来，可

6、以只用加法操作来实现乘法操作。,1617 年,手动式计算工具计算尺,对数计算尺是在两个圆盘的边缘标注对数刻度，然后让它们相对转动，就可以基于对数运算用加减法来实现乘除运算。,1621 年,机械式计算工具帕斯卡加法器,帕斯卡加法器是由齿轮组成、以发条为动力、通过转动齿轮来实现加减运算的计算装置。,1642 年,机械式计算工具莱布尼茨四则运算器,莱布尼茨四则运算器是能进行四则运算的机械式计算器，这台机器在进行乘法运算时采用进位-加（shift-add）的方法，这种方法后来演化为二进制，被现代计算机采用。,1673 年,法国人约瑟夫雅各（Joseph Jacquard）发明了可编程织布机，通过读取穿

7、孔卡片上的编码信息来自动控制织布机的编织图案。,机械式计算工具雅各织布机,1804 年,1822 年,机械式计算工具差分机,差分机专门用于航海和天文计算，这是最早采用寄存器（齿轮式装置）来存储数据的计算工具，体现了早期程序设计思想的萌芽，使计算工具从手动机械跃入自动机械的新时代。,机械式计算工具分析机,在分析机的设计中， 巴贝奇采用了三个具有 现代意义的装置： （1）存储装置 （2）运算装置 （3）控制装置 分析机的输入和输出装置 采用穿孔卡片。,1832 年,这部以齿轮为元件、以蒸汽为动力的分析机的设计思想在他去世后近100年才得以实现。,英国著名诗人拜伦的独生女爱达奥古斯塔为分析机编制了人

8、类历史上第一批计算机程序。 阿达和巴贝奇为计算机的发展创造了不朽的功勋，他们对计算机的预见超前了一个多世纪，正是他们的辛勤努力，为后来计算机的出现奠定了坚实的基础。,机械式计算工具分析机,机电式计算机制表机,第一台可以自动进行加减乘除运算、累计存档、制作报表的制表机，这台制表机参与了美国1890年的人口普查工作。,1886 年,TMCCTR IBM,由霍列瑞斯创办的制表机公司几经演变，最终更名为国际商用机器公司，即今天的IBM。 1935年，IBM制造了IBM601穿孔卡片式计算机，该计算机能够在一秒钟内完成乘法运算。,1935 年,托马斯华生,德国工程师朱斯研制出Z-1计算机，这是第一台采用

9、二进制的计算机。在接下来的四年中，朱斯先后研制出采用继电器的计算机Z-2、Z-3、Z-4。,机电式计算机Z系列,1938 年,机电式计算机MARK-I,美国哈佛大学应用数学教授霍华德艾肯在读过巴贝奇和爱达的笔记后，发现了巴贝奇的设计，并被巴贝奇的远见卓识所震惊。艾肯提出用机电的方法，而不是纯机械的方法来实现巴贝奇的分析机。,1936 年,电子计算机ABC,约翰.阿塔纳索夫制造了后来举世闻名的ABC计算机的第一台样机。,1939 年,计算机三原则,阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则： （1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证精度； （2）利用电子技术来实现控制，逻辑运算和算术运算，以保证计算

10、速度； （3）采用把计算功能和二进制数更新存贮的功能相分离的结构。,电子计算机ENIAC,莫克利,埃克特,1946 年,冯诺依曼,冯诺依曼最突出的贡献在于确立了现代计算机的基本结构，提出计算机应具有五个基本组成成分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，描述了这五大部分的功能和相互关系，并提出“采用二进制”和“存储程序”这两个重要的基本思想。,冯诺伊曼计算机的基本组成,输入：接受由输入设备（如键盘、鼠标、扫描仪等）提供的数据。 处理：对数值、逻辑字符等各种类型的数据进行操作，按指定的方式进行转换和加工。 输出：将处理所产生的结果等数据送到相关输出备（如显示器、打印机、绘图仪等）。 存储：

11、可以存储程序和数据。,计算机是能够按照事先存储的程序，自动、高速的对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。,计算机是什么？,1.2 计算机发展简史,1.2.1 计算机硬件的发展简史 第一代计算机（19461958） 第二代计算机（19591964） 第三代计算机（19651970） 第四代计算机（1971至今） 1.2.2 计算机软件的发展简史 第一代软件（19461953） 第二代软件（19541964） 第三代软件（19651970） 第四代软件（19711989） 第五代软件（1990）,第一代计算机（19461958）,以1946年ENIAC的研制成功为标志 建立在电子管基础上 存储设

12、备最初使用延迟线，后来采用磁鼓 输入设备是读卡机 输出设备是穿孔卡片机和行式打印机 在这个时代将要结束时，出现了磁带驱动器,IBM701信息产业的开始,第二代计算机（19591964）,以菲尔克公司研制成功的晶体管计算机为标志 用晶体管取代了电子管 内存储器磁芯存储器 辅助存储器磁盘 出现了通道和中断装置,第三代计算机（19651970）,以IBM公司研制成功的360系列计算机为标志 特征是集成电路 内存储器用半导体存储器淘汰了磁芯存储器 输入设备出现了键盘 输出设备出现了显示器 出现了主机分时系统,第四代计算机（1971至今）,以Intel公司研制的微处理器Intel 4004为标志 使用大

13、规模集成电路和超大规模集成电路 微型计算机的诞生 主机系统被计算机网络所代替 出现了并行体系结构,微型计算机的诞生,1976年苹果公司成立， 1977年推出的APPLE II计算机是早期最成功的微型计算机。它性能好、价格低，时价相当于一台高档家电。,第一台真正的个人计算机,这台PC机配置了Intel 8088微处理器，64K内存，还有5.25英寸的软盘驱动器，操作系统采用的是刚刚在西雅图成立的Microsoft公司生产的IBM硬盘操作系统。 这台举世闻名的PC机当时售价2665美元（不包括显示卡和黑白显示器）。,IBM PC,微型计算机的发展,70年代诞生第一台（Apple公司） 80年代初提

14、出开放的标准结构（ IBM PC及兼容机） 80年代中期DOS的出现（Microsoft） 硬件技术的飞速发展（Intel CPU） 90年代中期Windows的广泛使用（Microsoft） 90年代末多媒体技术和互联网的推动，微机无所不在,第一代软件（19461953）,用机器语言编写的 在这个时代的末期出现了汇编语言 个体化软件开发,计算2+6的机器语言程序： 1011000000000110 0000010000000010 1010001001010000,计算2+6的汇编语言程序： MOV AL，6 ADD AL，2 MOV #5，AL,第一代软件计算机语言的分层,第二代软件（19

15、541964）,使用高级程序设计语言 软件程序 个体化软件开发 软件危机 出现了装入程序等系统软件,FORTRAN第一个高级语言,1954年约翰巴克斯领导的小组开发出第一个后来广泛使用的程序语言Fortran，大大提高了程序开发效率。 Fortran推动IBM的新机器704走向世界，成为当时最成功的计算机，也使IBM成为计算机产业的老大。由此可见软件的重要性。,第二代软件计算机语言的分层,前两代软件计算机的分层结构,第三代软件（19651970）,出现分时操作系统 软件作坊 软件工程，用工程化方法管理软件开发 结构化程序设计与软件开发 出现数据库技术以及统一管理数据的软件系统,第三代软件计算机

16、的分层结构,第四代软件（19711989）,更好、更强大的操作系统被开发了出来 引入了鼠标的概念和点击式的图形界面 出现了多媒体计算机 出现了多用途的应用程序,美国加利福尼亚大学的恩格巴特博士发明了世界上第一只鼠标。,图形用户界面,1983年1月，苹果公司推出了研制费用高达5000万美元的丽萨（Lisa）电脑，这也是世界上第一台商品化的图形用户界面的个人计算机，同时这款电脑也第一次配备了鼠标。,第四代软件计算机语言的分层,第四代软件计算机的分层结构,第五代软件（1990）,Microsoft公司的崛起 面向对象的程序设计方法的出现 万维网（World Wide Web）的普及 软件体系结构从集中式的主机模式转变为分布式的客户机/服务器模式（C/S）或浏览器/服务器模式（B/S）,Windows3.0操作系统,1990年5月，微软宣布推出Windows 3.0操作系统，并在年底创下销售100万套的纪录。 Windows 3.0操作系统提供了对多媒体、网络等众多最先进技术的支持