計算機的過去、現(xiàn)在與未來

1、帕斯卡的加法機帕斯卡的加法機 萊布尼茲的乘法機萊布尼茲的乘法機 巴貝奇差分機巴貝奇差分機巴貝奇分析機巴貝奇分析機古老的計算工具古老的計算工具算盤算盤 人類追求的計算工具人類追求的計算工具計算機是一種能按照事計算機是一種能按照事先先存儲存儲的程序，的程序，自動自動、高速高速進行大量進行大量數(shù)值計算數(shù)值計算和各種和各種信息處理信息處理的現(xiàn)代的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備（俗稱化智能電子設(shè)備（俗稱電腦）。電腦）。計算機計算機概述概述第一臺電子計算機：埃尼阿克第一臺電子計算機：埃尼阿克第一臺電子計算機：埃尼阿克第一臺電子計算機：埃尼阿克第一臺計算機主要用于軍事領(lǐng)域的科學(xué)計算。 世界上第一臺現(xiàn)代電子計算機“埃尼阿

2、克”（ ENIAC），誕生于1946年2月14日的美國賓夕法尼亞大學(xué)，這個龐然大物為來賓表演了它的“絕招”在1秒鐘內(nèi)進行了5000次加法運算，這比當(dāng)時最快的繼電器計算機的運算速度要快1000多倍。 它包含了17,468 真空管7,200水晶 二極管, 1,500 中轉(zhuǎn), 70,000 電阻器, 10,000 電容器，1500繼電器，6000多個開關(guān)，耗電量150千瓦，造價48萬美元。 ENIAC長30.48米，寬1米，占地面積約170平方米，30個操作臺，約相當(dāng)于10間普通房間的大小，重達30噸，這一組數(shù)據(jù)，可想而知是多么的笨重。代次代次起止年起止年份份所用電子所用電子元器件元器件數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)

3、處理方式方式運算速運算速度度應(yīng)用領(lǐng)應(yīng)用領(lǐng)域域第一代第一代19461958電子管電子管匯編語言、代匯編語言、代碼程序碼程序5千千3萬次萬次/秒秒軍事及科研軍事及科研第二代第二代19581964晶體管晶體管高級程序設(shè)計高級程序設(shè)計語言語言數(shù)十萬數(shù)十萬幾幾百萬次百萬次/秒秒事務(wù)處理、事務(wù)處理、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理第三代第三代19641970中 、 小 規(guī) 模中 、 小 規(guī) 模集成電路集成電路結(jié)構(gòu)化、模塊結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計、化程序設(shè)計、實時處理實時處理數(shù)百萬數(shù)百萬幾幾千萬次千萬次/秒秒工業(yè)控制、工業(yè)控制、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理第四代第四代1971今今大 規(guī) 模大 規(guī) 模 、 超超大 規(guī) 模 集 成大 規(guī) 模

4、 集 成電路電路分時、實時數(shù)分時、實時數(shù)據(jù)處理、計算據(jù)處理、計算機網(wǎng)絡(luò)機網(wǎng)絡(luò)上億條指上億條指令令/秒秒工業(yè)、生活工業(yè)、生活等各方面等各方面電子計算機的發(fā)展電子計算機的發(fā)展第一代電子計算機 又稱又稱“電子管計算電子管計算機機”。以電子管為主。以電子管為主要電路元件的電子計要電路元件的電子計算機。第一臺電子管算機。第一臺電子管計算機于計算機于1946年在年在美美國國制成，取名埃尼阿制成，取名埃尼阿克克(eniac)。1946-1957年生產(chǎn)的電子計算機年生產(chǎn)的電子計算機都是第一代電子計算都是第一代電子計算機。機。第二代電子計算 第二代電子計算機采用晶第二代電子計算機采用晶體管制造的電子計算機。體管

5、制造的電子計算機。國外第二代電子計算機的國外第二代電子計算機的生存期大約是生存期大約是1957-1964年。年。其其軟件軟件開始使用面向過程開始使用面向過程的的程序設(shè)計語言程序設(shè)計語言，如，如fortran、algol等。中國第等。中國第一臺一臺晶體管計算機晶體管計算機于于1967年制成，運算速度為每秒年制成，運算速度為每秒五萬次。五萬次。第三代電子計算機 采用集成電路制造的電子計算機。1964年開始出現(xiàn)，60年代末大量生產(chǎn)。其機種多樣化、系列化，外部設(shè)備品種繁多，并開始與通信設(shè)備相結(jié)合而發(fā)展為由多機組成的計算機網(wǎng)。運算速度可達每秒幾百萬次，甚至幾千萬次、上億次。中國于1970年研制成第一臺集

6、成電路計算機。 第四代電子計算機 1967年和1977年分別出現(xiàn)了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。由大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路組裝成的計算機，被稱為第四代電子計算機。美國ILLIAC-IV計算機，是第一臺全面使用大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲器的計算機，它標志著計算機的發(fā)展已到了第四代。1975年，美國阿姆爾公司研制成470V/6型計算機，隨后日本富士通公司生產(chǎn)出M-190機，是比較有代表性的第四代計算機。 計算機的分類計算機按處理數(shù)據(jù)數(shù)字式計算機模擬式計算機數(shù)字模擬混合按用途分類通用計算機專用計算機按規(guī)模分類巨型機大型機小型機微型機工作站1、運算速度快運算速度快計算機的特點計算機的特點2、存儲容量

7、大存儲容量大3、具有邏輯判斷能力具有邏輯判斷能力4、能進行自動控制能進行自動控制5、計算精度高計算精度高 1. 信息處理信息處理 信息處理是指對各種信息進行收集、信息處理是指對各種信息進行收集、存儲、整理、分類、統(tǒng)計、加工、利存儲、整理、分類、統(tǒng)計、加工、利用和傳播等一系列活動的統(tǒng)稱。用和傳播等一系列活動的統(tǒng)稱。計算機的應(yīng)用計算機的應(yīng)用計算機為什么又稱為電腦？因為計算機和人的大腦一樣也是信息采集、加工、處理的器官。計算機是一種信息處理機。計算機是一種信息處理機。 2. 科學(xué)計算科學(xué)計算 （數(shù)值計算）（數(shù)值計算） 早期的計算機主要用于科學(xué)計算。早期的計算機主要用于科學(xué)計算。目前在航天、汽車、造船

8、和建筑等工目前在航天、汽車、造船和建筑等工程技術(shù)領(lǐng)域中，計算工作量往往是很程技術(shù)領(lǐng)域中，計算工作量往往是很大的。借助于計算機完成這些復(fù)雜的大的。借助于計算機完成這些復(fù)雜的計算以是必經(jīng)只路。計算以是必經(jīng)只路。 3. 計算機輔助設(shè)計計算機輔助設(shè)計/輔助制造輔助制造 計算機輔助設(shè)計簡稱計算機輔助設(shè)計簡稱CAD。 計算機輔助制造簡稱計算機輔助制造簡稱CAM。 CAD只利用計算機實現(xiàn)工程設(shè)計自動化只利用計算機實現(xiàn)工程設(shè)計自動化縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計質(zhì)量?？s短設(shè)計周期，提高設(shè)計質(zhì)量。 利用利用CAM輸出的信息控制生產(chǎn)過程的輸出的信息控制生產(chǎn)過程的自動加工成為自動加工成為CAM 4. 過程控制過程控制 過程

9、控制是利用計算機檢測生產(chǎn)現(xiàn)場，過程控制是利用計算機檢測生產(chǎn)現(xiàn)場，采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)按一采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)按一定算法調(diào)整生產(chǎn)現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)，用以定算法調(diào)整生產(chǎn)現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)，用以控制產(chǎn)平的質(zhì)量?？刂飘a(chǎn)平的質(zhì)量。 5. 計算機模擬計算機模擬 計算機模擬是指利用計算機程序和相計算機模擬是指利用計算機程序和相應(yīng)的設(shè)備模擬實際環(huán)境，用于實驗或應(yīng)的設(shè)備模擬實際環(huán)境，用于實驗或訓(xùn)練。訓(xùn)練。 6. 計算機輔助教學(xué)計算機輔助教學(xué)CAI 隨著多媒體隨著多媒體 技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)上教學(xué)和遠程教育以在許多學(xué)校展網(wǎng)上教學(xué)和遠程教育以在許多學(xué)校展開。開。智能化智能化計算機的發(fā)展

10、趨勢計算機的發(fā)展趨勢網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化微型化微型化巨型化巨型化運算速度可達每秒幾百億次運算的運算速度可達每秒幾百億次運算的1975年世界上第一臺超級計算機年世界上第一臺超級計算機“Cray-I”超級計算機應(yīng)用：天氣預(yù)報、地震機理研究、超級計算機應(yīng)用：天氣預(yù)報、地震機理研究、石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計算的高科技領(lǐng)域。算的高科技領(lǐng)域。Altair 8800計算機不再是單一的計算機器，而是一種計算機不再是單一的計算機器，而是一種信息機器，一種個人的信息機器。信息機器，一種個人的信息機器。計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。的產(chǎn)物。使

11、用遠程資源，共享程序、使用遠程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶的通訊和合作。的通訊和合作。“總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的沒有靈魂的機械沒有靈魂的機械來來”。 笛卡爾（笛卡爾（1637）第一代機器人第一代機器人機械手（機械手（1962年出現(xiàn)）年出現(xiàn)）第二代機器人第二代機器人具有具有“感覺感覺”的機器人的機器人第三代機器人第三代機器人裝有啟發(fā)式計算機的裝有啟發(fā)式計算機的“智能機器人智能機器人”我國計算機的發(fā)展我國計算機的發(fā)展 1958年研制出第一臺電子管計算機 1964年研制出第二代晶體管計算機 1971年研制出第三代集成電路計算機 1977年研制出第一臺微機D