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1、 计算机产生与发展 1 导入 老师：同学们我们今天来学习计算机的产生与发展 。这两年 安卓手机非常流行，我相信同学们都有听说过安卓手机上常用 的一款游戏吧-愤怒的小鸟。同学们有没有玩过啊？ 同学：玩过、没玩过 老师：那么玩过的同学何老师一起回一下，没有玩过的喃也可 以和老师一起学习怎么玩儿。老师现在在黑板上演示下 现在你们看到了，右边的一辆车将会慢慢的前进来撞左边这个 鸟巢。但是左边鸟巢里面的鸟妈妈将会用一种方式来保护自己 的孩子-那就是向车砸东西。如果车撞倒鸟巢之前就被鸟儿砸 过来的东西损坏了，那么鸟儿就胜利了。你们看到老师画的线 条了吧？那就是鸟儿要扔的东西要砸到车子的飞行的路线。但 是一
2、次没有砸到的话还可以重新计算距离，重新设定发射的方向才能准确的砸到车子，在游戏中取得胜利。 非常巧合的是我们计算机产生的背景和这个游戏是非常相 像的。事情是这样的，想这个游戏一样，我们想要我们的大炮 准确的集中敌人也是像这个游戏一样需要根据敌人的距离做出 计算的。这样才能设计好我们的大炮，准确的集中敌人。但是 这个计算是非常严谨的。因为可能在打仗的时候敌我双方的军 队是爱的比较近的。要是大炮也像我们的游戏一样随便估计着 砸的话是可能砸中自己人闹出人命来的。所以所有的数据都是 要经过严密的计算的。但是这些计算又是十分复杂庞大的。一 个发射轨道都要经过几天的计算。而且不同的距离用的又用的 是同一个
3、方法计算。所以科学家们就在想能不能研究一台运算 速度更快的机器来做这一个重复的过程、 距离 几天人工的计算 结果 在这样的军事需求下美国宾夕法利亚大学就在 1949 研制成 功了第一台计算机 eniac。当时计算机计算机不像我们现在计算 这样功能强大。只能用计算而已。 在计算机的发展中 eniac 是归属于第一代计算机的。我们 的第一带计算机称为电子管计算机。第一代计算速度达到了 几千次每秒。 顾名思义也就是主要原件是电子管，电子管长 什么样子喃？外形是一个玻璃管，里面是空的。就像我们的白 炽灯管。大约有两个个指头大小。第一代计算机用 1.8 万只电子管 组成，这就导致了 占地 面积 170m
4、*2 大约三个教室 那么大 ，重 30 吨 也就是 60000 斤重。 耗电 150kW 也就 是每小时耗电 150 度电 。6000 个开关 ，50 万条线 ，所以 操作这样一台计算机有多么复杂是可以想像的。常常需要 十多个人一起操作。一个三十吨的机器造价昂贵是毫无疑 问的。这就导致了很少人用的起计算机。所以当时计算机 只被用于军事和科研计算。 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 第二代计算机 用 晶体管 开始被用来作计算机的元件。 晶体管 是一种半导体材料，体 积小于电子管， 被认为是
5、现代历史中最伟大的发明之一，在 重要性方面可以与印刷术，汽车和电话等发明相提并论。晶 体管实际上是所有现代电器的关键活动（ active）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。 与第一带计算机相 比速度提高到每秒几十万次。计算机体积变小，成本更低， 可靠性提高了。 尽管晶体管的采用大大缩小了计算机的体积、降低了价格 、减少了故障 ，但离用户的实际要求仍相距甚远。集成电路的 发明解决了这个问题。 集成电路（Integrated Circuit，简称 r）是做在晶片上的一个完整的电子电路，这个晶片比手指甲还小，却包含了几千个晶体管元
6、件 高集成度不仅使计算机的 体积得以减小，也使速度加快、故障减少。从此，人们开始制 造革命性的微处理器。采用集成电路的计算机速度达到了几十 万到几百万次，计算机体积进一步减小了，开始运用于各个领 域。这其中有一个东西起到了关键性的作用，那就是操作系统。 前两代计算机由于用户不多，所以都是各自写各自的程序，这 就导致了每台计算机的使用方式不一样，不具有通用性，阻碍 了计算机的发展。随着越来越多的人使用计算机，于是软件公 司开始开发一种统一的平台让所有计算机用户可以用同一种方 法使用计算机。这对计算机的普及是起到重要作用 集成电路发明之后，芯片上的原件数量啊是在以每年三到 四个数量级不断的增加的。
7、 随着时间的增长超大规模集成电 路就诞生了。硬币大小的芯 片上容纳了几十万个 。2005 年一 个高级处理器 上容纳 2.9 亿个晶体管。 如此 大 数量的元件 的 集成 使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不 断增强 。 这代计算机计算速度达到了几百万次到几十万亿次 的速度。 同时还有一个软件方面的巨大进步。那就是软件公 司在操作系统中 提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标 方便地操作 计算机（以前的电脑都只能通过键盘操作，相 像你会用键盘干嘛）。也就慢慢的形成了我们今天所使用 的 winxp，7 等操作系统。 在这个操作平台之上我们慢慢 的实现了通用化，网络化，多媒体化等一些功能
8、。 这使计算机开始大量的开始向个人化家庭话普及。所以啊你们 家里都有计算机了。 现在来谈谈你们家里的计算机，满意 吗？你们希望怎样的性能？ 学生：回答 老师：下面老师要介绍的这种计算机啊肯定可以满足你们 的需求。那就是 生物计算机又称仿生计算机，生么事仿生喃？ 科学家对生物蝙蝠 研究发现蝙蝠 没有视力，靠发出超声波来 定向飞行的特性研究，制造出了雷达、超声波定向仪等 这就 是仿生科技。同时 科学家通过对生物组织体研究，发现组织 体是由无数的细胞组成，细胞由水、盐、蛋白质和核酸等有 机物组成，而有些有机物中的蛋白质分子像开关一样，具有 “开”与“关”的功能。因此，人类可以利用遗传工程技术， 仿制
9、出这种蛋白质分子，用来作为元件制成计算机。科学家 把这种计算机叫 仿生计算机 是以生物芯片取代在半导体硅片上集成效以万计的晶体管制成 的计算机。它的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子， 并以此作为生物芯片。生物计算机芯片本身还具有并行处理的 功能，其运算速度要比当今最新一代的计算机快 10 万倍，能量 消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，存储信息的空间仅占 百亿亿分之一只有一个分子大小。 ，同时生物如果在运动中不小 心擦伤了身体有的擦点药有的不用管过几天伤口就愈合了生物计算机也具有这种功能，当他的内部芯片出现故障时候可以自 己修复不需要人工修理。普通计算机发热的问题也解决了，普 通计算机是用物理能量所以发热。而我们的生物计算机是用的 生物能，比如像我们人来一样消化食物。这样是不会产生过多 的热量的。而像我们人体正常情况即使三十八度。但是我的告 诉你们：这个计算机还是处于研究阶段。说不定明天就研究成 功了，当然还有更大的可能是你们参与了其中的研究并且做出 了重大的贡献。所以你们要好好专研计算机，将来为计算机的 发展做出卓越贡献。 总结。 。 。 。 。 。
