計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史

1、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史 江蘇大學(xué)工業(yè)中心江蘇大學(xué)工業(yè)中心制作制作 : 劉會霞等劉會霞等工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識實(shí)習(xí)工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識實(shí)習(xí)（第（第二二部分）部分） 電子數(shù)字計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)人類最偉大發(fā)明之一。短短的幾十年，這臺機(jī)器以迅猛磅礴之勢，用非凡的滲透力和親和力，徹底改變了我們這個(gè)星球的模樣，融進(jìn)每個(gè)人的工作、學(xué)習(xí)和生活之中，已在世界范圍內(nèi)形成了一種新的文化，構(gòu)造了一種嶄新的文明。 自從1946年世界上第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生以來，計(jì)算機(jī)經(jīng)得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用，著名的摩爾定律很好地說明了著一點(diǎn)：平均每18個(gè)月計(jì)算機(jī)的性能要提高一倍，而價(jià)格要下降一半。 大約在新石器時(shí)代早期，先民使用的“計(jì)算機(jī)”是結(jié)

2、繩，即用繩子打結(jié)的多少來表示數(shù)的概念。 “運(yùn)籌策于帷幄之中，決勝于千里之外。”,人類最早有實(shí)物作證的計(jì)算工具誕生在中國。祖沖之祖沖之借助算籌， 成功地將圓周率值計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后的第7位。 珠算盤是中國古代在計(jì)算工具領(lǐng)域的另一項(xiàng)發(fā)明，直到今天，它仍然是許多人鐘愛的“計(jì)算機(jī)”。 計(jì)算機(jī)的歷史可以追溯到我們祖先用石頭或手指幫助計(jì)數(shù)的遠(yuǎn)古時(shí)代。人類最早的 “計(jì)算機(jī)” 是手指， “Digit” 既表示“手指”又表示“整數(shù)數(shù)字”。 計(jì)算機(jī)發(fā)展史計(jì)算的手工時(shí)代 17世紀(jì)初，英國數(shù)學(xué)家納皮爾納皮爾提出了對數(shù)的概念，并制作了“納皮爾算籌”，它只需要做簡單的加法就能計(jì)算出乘積，從而大大簡化了數(shù)值計(jì)算過程。 英國牧師

3、奧卻德奧卻德創(chuàng)造了原始的對數(shù)計(jì)算尺，奧卻德發(fā)明的對數(shù)計(jì)算尺不僅能做加、減、 計(jì)算機(jī)發(fā)展史計(jì)算的機(jī)械時(shí)代乘、除、乘方、開方運(yùn)算，甚至可以計(jì)算三角函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)，它一直使用到袖珍電子計(jì)算器面世為止。 17世紀(jì)最值得稱頌的計(jì)算機(jī)發(fā)明當(dāng)然屬于法國科學(xué)家布萊布萊斯斯帕斯卡，帕斯卡，帕斯卡為了幫助父親計(jì)算稅款制造了加法器，加法器，它第一次確立了計(jì)算機(jī)器的概念。 德國偉大的數(shù)學(xué)家、因獨(dú)立發(fā)明微積分而與牛頓齊名萊布尼茨，受加法器加法器的啟發(fā)，在1674年造出一臺更完善的機(jī)械計(jì)算機(jī)“乘法器”。 萊布尼茨對計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)不僅在于乘法器，公元1700年左右，萊布尼茨中國“易圖”（八卦）里受到啟發(fā)，最終悟出了

4、二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)之真諦。 計(jì)算機(jī)發(fā)展史計(jì)算的機(jī)械時(shí)代 無論是契克卡德、帕斯卡，還是萊布尼茨，他們發(fā)明的機(jī)器都缺乏程序控制的功能。工業(yè)社會首次大規(guī)模應(yīng)用程序控制的機(jī)器不是計(jì)算機(jī)，而是紡織行業(yè)中的提花編織機(jī)，然而，它對計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的思想產(chǎn)生過巨大的影響力。 18世紀(jì)末，法國數(shù)學(xué)界調(diào)集大批數(shù)學(xué)家，組成了人工手算的流水線，經(jīng)過長期艱苦奮斗，終于完成了17卷數(shù)學(xué)用表的編制，但是，手工計(jì)算出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了大量錯(cuò)誤。這件事情強(qiáng)烈刺激了巴貝奇制作了差分機(jī)差分機(jī) 。計(jì)算機(jī)發(fā)展史計(jì)算的機(jī)械時(shí)代 一位被同時(shí)稱為“數(shù)字計(jì)算機(jī)之父”的發(fā)明家是德國人，名字叫楚楚 澤澤（K.Zuse），為了躲避戰(zhàn)火他發(fā)明的電磁式計(jì)算機(jī)一直

5、存放在地窖里。 在計(jì)算機(jī)發(fā)展史上占據(jù)重要地位的電磁式計(jì)算機(jī) Mark，它是電腦“史前史”里最后一臺著名的計(jì)算機(jī)。Mark在哈佛大學(xué)正式啟動。它的外殼用鋼和玻璃制成，長約15米，高約2.4米，自重達(dá)31.5噸。它裝備了3000多個(gè)繼電器，共有15萬個(gè)元件和長達(dá)800公里的電線，用穿孔紙帶輸入。這臺機(jī)器每秒能進(jìn)行3次運(yùn)算，23位數(shù)加23位數(shù)的加法，僅需要0.3秒；而進(jìn)行同樣位數(shù)的乘法，則需要6秒多時(shí)間。計(jì)算機(jī)發(fā)展史電磁式計(jì)算機(jī) 電子管誕生為通訊、廣播、電視等技術(shù)的發(fā)展鋪平了道路。可是，真空三極管不僅具有放大功能，還可充當(dāng)開關(guān)器件，其速度要比繼電器快成千上萬倍。計(jì)算機(jī)的歷史也由此跨進(jìn)電子的紀(jì)元。 1

6、946年，舉世公認(rèn)的第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC， 誕生在戰(zhàn)火紛飛的二次世界大戰(zhàn)，它的“出生地”是美國馬里蘭州阿貝丁陸軍試炮場。二次世界大戰(zhàn)關(guān)鍵時(shí)期，戰(zhàn)爭需要像一只有力的巨手，給電腦的誕生鋪平了道路。 計(jì)算機(jī)發(fā)展史電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的誕生 1946年2月14日，世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)研制成功。 這臺機(jī)器的名字叫“ENIAC”（埃尼阿克）（埃尼阿克），即“電子數(shù)值 積分和計(jì)算機(jī)” 的英文縮寫。在ENIAC內(nèi)部，總共安裝了17468只電子管，7200個(gè)二極管，70000多電阻器，10000多 只電容器和6000只繼電器，電路的焊接點(diǎn)多達(dá)50萬個(gè)；機(jī)器被安裝在一排2.75米高的金屬柜里，占地面積為17

7、0平方米左右，總重量達(dá) 到30噸。它的耗電量超過174千瓦；電子管平均每隔7分鐘就 要被燒壞一只。 ENIAC的運(yùn)算速度達(dá)到每秒鐘5000次加法，可以在3/1000秒時(shí)間內(nèi)做完兩個(gè)10位數(shù)乘法， 其運(yùn)算速度超出Mark 至少1000倍。一條炮彈的軌跡，20秒鐘就能被它算完。ENIAC標(biāo)志著電子計(jì)算機(jī)的創(chuàng)世，人類社會從此大步邁進(jìn)了電腦時(shí)代的門檻。計(jì)算機(jī)發(fā)展史電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的誕生 1947年12月23日，美國科學(xué)家巴丁博士、布菜頓博士和肖克萊博士，在導(dǎo)體電路中進(jìn)行用半導(dǎo)體晶體把聲音信號放大的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)明了科技史上具有劃時(shí)代意義的成果晶體管。 晶體管促進(jìn)并帶來了“固態(tài)革命”，進(jìn)而推動了全球范圍內(nèi)的半

8、導(dǎo)體電子工業(yè)。作為主要部件，它及時(shí)、普遍地首先在通訊工具方面得到應(yīng)用，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由于晶體管徹底改變了電子線路的結(jié)構(gòu)，集成電路以及大規(guī)模集成電路應(yīng)運(yùn)而生，這樣制造像高速電子計(jì)算機(jī)之類的高精密裝置就變成了現(xiàn)實(shí)。計(jì)算機(jī)發(fā)展史晶體管計(jì)算機(jī) 1954年美國電報(bào)電話公司（AT&T）貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功了第一臺半導(dǎo)體計(jì)算機(jī)（TRADIC ）。 計(jì)算機(jī)發(fā)展史晶體管計(jì)算機(jī) 1960年IBM全面推出晶體管化的7000系列電腦。 以晶體管為主要器件的IBM7090型電腦，換下了誕生不過一年的IBM709電子管計(jì)算機(jī)，從1960年到1964年一直統(tǒng)治著科學(xué)計(jì)算的領(lǐng)域，并作為第二代電子計(jì)算機(jī)的典型代

9、表，被永遠(yuǎn)載入電腦的史冊里。計(jì)算機(jī)發(fā)展史集成電路計(jì)算機(jī) 基爾比那年35歲，在不超過4平方毫米的面積上，大約集成了20余個(gè)元件。1959年2月6日， 基爾比向美國專利局申報(bào)專利，這種由半導(dǎo)體元件構(gòu)成的微型固體組合件，從此被命名為“集成電路”（IC）。仙童半導(dǎo)體公司當(dāng)即召集會議商議對策。諾依斯提出：可以用平面處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)集成電路的大批量生產(chǎn)，仙童公司開始奮起疾追。1959年7月30日，他們采用先進(jìn)的平面處理技術(shù)研制出集成電路，也申請到一項(xiàng)發(fā)明專利。 1964年，仙童公司“八叛逆”之一的摩爾（G. Moore）博士，以三頁紙的短小篇幅，發(fā)表了一個(gè)奇特的理論。摩爾天才地預(yù)言說道，集成電路上能被集成的

10、晶體管數(shù)目，將會以每18個(gè)月翻一番的速度穩(wěn)定增長，并在今后數(shù)十年內(nèi)保持著這種勢頭。摩爾的這個(gè)預(yù)言，因集成電路芯片后來的發(fā)展曲線得以證實(shí)，并在較長時(shí)期保持著有效性，被人譽(yù)為“摩爾定律”。計(jì)算機(jī)發(fā)展史集成電路計(jì)算機(jī) 1964年4月7日，IBM公司宣布了一項(xiàng)最新成就：IBM公司投資50億美圓研制出的通用計(jì)算機(jī)-IBM360系統(tǒng)。IBM360系統(tǒng)是首次使用集成電路作為元件構(gòu)造的通用計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)用360為名， 表示一圈360度，既代表著360系統(tǒng)從工商業(yè)到科學(xué)界的全方位應(yīng)用，也表示IBM的宗旨：為用戶全方位服務(wù)。 集成電路的發(fā)明，為研制高速運(yùn)行的超級電腦創(chuàng)造了條件。1960年，剛成立三年的控制數(shù)據(jù)公司（

11、英文縮寫CDC） ，接受美國原子能委員會的委托，涉足萬難之險(xiǎn)的巨型機(jī)領(lǐng)域。先后“克雷1號”（CRAY-1），“克雷2號”（Cray-2）和“克雷3號”（Gray-3）巨型機(jī)相繼問世， 并行結(jié)構(gòu)使運(yùn)算速度分別達(dá)到每秒12億次和每秒160億次計(jì)算機(jī)發(fā)展史巨型機(jī) 1971年，英特爾公司宣稱，他們首創(chuàng)了一種“開啟集成電路新紀(jì)元”的半導(dǎo)體芯片，根據(jù)該公第一塊微處理器芯片已屬大規(guī)模集成電路范疇。 英特爾公司命名它為4004，第一 計(jì)算機(jī)發(fā)展史微處理器個(gè)4表示它可以一次處理4位數(shù)據(jù)， 第二個(gè)4代表它是這類芯片的第4種型號。這種數(shù)字代號沿用至今，就是現(xiàn)代所謂“386”、“486”等計(jì)算機(jī)俗稱的最早源頭。 19

12、72年4月， 霍夫小組研制出另一型號的微處理器8008。在做了少許改進(jìn)后，1975年又推出有史以來最成功的8位微處理器8080。 8080集成了約4800個(gè)晶體管，每秒執(zhí)行29萬條指令。8080型微處理器正式投放市場是在1974年，這種芯片及其仿制品后來共賣掉數(shù)以百萬計(jì)，引發(fā)了洶涌澎湃的微電腦熱潮。計(jì)算機(jī)發(fā)展史 微處理器計(jì)算機(jī)發(fā)展史 微處理器時(shí)間型號公司1971 4004Intel19728008Intel1974Z-80Zilog19768086Intel197868000 Motorola198180286Intel198680386Intel198768030 Motorola19888

13、0486 Intel1993pentiumIntel 1981年無疑是個(gè)分界線。這一年，IBM公司推出了它的個(gè)人電腦，人類社會從此跨進(jìn)個(gè)人電腦新紀(jì)元 1981年8月12日，IBM在紐約宣布IBM PC個(gè)人電腦出世，個(gè)人電腦以前所未有的廣度和速度面向大眾普及。 IBM PC主機(jī)板上配置著64KB存儲器，另有5個(gè)插槽供增加內(nèi)存或連接其他外部設(shè)備。它還裝備著顯示器、鍵盤和兩個(gè)軟磁盤驅(qū)動器。它把過去一個(gè)大型電腦機(jī)房的全套裝置統(tǒng)統(tǒng)搬到個(gè)人的書桌上。 計(jì)算機(jī)發(fā)展史 個(gè)人計(jì)算機(jī) 多媒體技術(shù)是電腦能夠交互式處理文字、聲音、圖像、動畫、視頻等多種媒體信息。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，多媒體電腦配置的海量存儲器激光光盤、聲

14、音卡、3D圖形卡等硬件設(shè)備，走過了一段瓜熟蒂落的過程。計(jì)算機(jī)發(fā)展史 多媒體計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)發(fā)展史 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和Internet 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是通過電纜、電話線、或無線通訊互連的計(jì)算機(jī)的集合。按計(jì)算機(jī)連網(wǎng)的區(qū)域大小，可以把網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)（LAN，Local Area Network）和廣域網(wǎng)（WAN，Wide Area Network）。如在一個(gè)房間、一座大樓，或是在一個(gè)小范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)就稱為局域網(wǎng)，而跨省市、跨國家的網(wǎng)絡(luò)則是廣域網(wǎng)，Internet就是最大最典型的廣域網(wǎng)。 數(shù)字計(jì)算機(jī)首先來源于理論突破，是邏輯代數(shù)為開關(guān)電路設(shè)計(jì)奠定了的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。邏輯代數(shù)又稱布爾代數(shù)，正是以它的創(chuàng)立者英國數(shù)學(xué)家布爾布爾

15、（G.Boole）而命名。 1938年，美國數(shù)學(xué)家香農(nóng)（C. Shannon），第一次在布爾代數(shù)和繼電器開關(guān)電路之間架起了橋梁。著名的論文繼電器和開關(guān)電路的分析，被認(rèn)為是通訊歷史上最杰出的理論之一。計(jì)算機(jī)發(fā)展史數(shù)字化生存的開拓者 “電子計(jì)算機(jī)之父”的桂冠，被戴在數(shù)學(xué)家 馮馮諾依曼諾依曼（J.Von NeumannJ.Von Neumann）頭上， 而不是ENIAC的兩位實(shí)際研究者，這是因?yàn)轳T諾依曼提出了現(xiàn)代電腦的體系結(jié)構(gòu)。 1945年6月，馮 諾依曼與戈德斯坦、勃克斯等人，聯(lián)名發(fā)表了一篇長達(dá)101頁紙的報(bào)告，即計(jì)算機(jī)史上著名的“101頁報(bào)告”，直到今天，仍然被認(rèn)為是現(xiàn)代電腦科學(xué)發(fā)展計(jì)算機(jī)發(fā)展史

16、電子計(jì)算機(jī)之父里程碑式的文獻(xiàn)。報(bào)告明確規(guī)定出計(jì)算機(jī)的五大部件，并用二進(jìn)制替代十進(jìn)制運(yùn)算使用“存儲程序”，以便電腦自動依次執(zhí)行指令。人們后來把這種“存儲程序”體系結(jié)構(gòu)的 機(jī)器統(tǒng)稱為“諾依曼機(jī)”。 計(jì)算機(jī)發(fā)展史阿蘭圖林 阿蘭圖林1912年6月23日出生于英國倫敦一個(gè)書香門第的家庭。8歲時(shí)，他開始嘗試寫作了一部科學(xué)著作， 題名關(guān)于一種顯微鏡。1931年，他考入劍橋皇家學(xué)院。 1936年， 圖林發(fā)表了一篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用 ，后被人改稱理想計(jì)算機(jī)。論文里論述了一種“圖林機(jī)”，只要為它編好程序， 它就可以承擔(dān)其他機(jī)器能作的任何工作。當(dāng)世界上還沒人提出通用計(jì)算機(jī)的概念前，圖林已經(jīng)

17、在理論上證明了它存在的可能性。 計(jì)算機(jī)發(fā)展史 阿蘭圖林 馮諾依曼曾多次向別人強(qiáng)調(diào)： “如果不考慮巴貝奇、阿達(dá)和其他人早先提出的有關(guān)思想，計(jì)算機(jī)基本概念只能屬于阿蘭圖林。” 1950年10月， 圖林的另一篇論文機(jī)器能思考嗎發(fā)表，首次提出檢驗(yàn)機(jī)器智能的“圖林試驗(yàn)” ，從而奠定了人工智能的基礎(chǔ)，使他再次榮膺“人工智能之父”稱號。 1954年， 42歲的阿蘭圖林英年早逝。為了紀(jì)念他在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域奠基性的貢獻(xiàn)，美國計(jì)算機(jī)學(xué)會決定設(shè)立“圖林獎(jiǎng)”，從1956年開始頒發(fā)給最優(yōu)秀的電腦科學(xué)家，它就像科學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng)那樣，是電腦領(lǐng)域的最高榮譽(yù)。 計(jì)算機(jī)發(fā)展史巨型機(jī)之父克雷 西蒙克雷1925年9月出生在美國威斯康星州

18、的工程師世家。在參加陸軍做了幾年電工后， 克雷到威斯康星大學(xué)和明尼蘇達(dá)大學(xué)繼續(xù)深造。1950年獲電氣工程學(xué)士，又用了一年攻下了碩士學(xué)位。克雷先后在工程研究學(xué)會和雷明頓蘭德公司從事開創(chuàng)性的計(jì)算機(jī)研究 。在那里，他設(shè)計(jì)出他的第一臺計(jì)算機(jī)ERA1101。1957年，克雷跟隨威廉諾瑞斯創(chuàng)立CDC公司；1972年自行創(chuàng)辦克雷研究公司，從此開始了他漫長的“巨型機(jī)”研究生涯。 克雷的名字很長時(shí)期一直與巨型機(jī)相聯(lián)系， 巨型機(jī)基本上按照他創(chuàng)造的模式建立。 財(cái)富雜志曾引用他的話說：“無庸質(zhì)疑，在這一領(lǐng)域需要天才，天才是杰出的象征。 ”克雷不僅是真正的天才，他還是舉世公認(rèn)的“巨型機(jī)之父”。 計(jì)算機(jī)發(fā)展史PC機(jī)之父唐

19、埃斯特奇 埃斯特奇1937年出生于美國佛羅里達(dá)州杰克遜維爾， 佛羅里達(dá)大學(xué)工程學(xué)士， 加入IBM后參與了幾種防空計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。70年代末在IBM公司擔(dān)任中級技術(shù)經(jīng)理，負(fù)責(zé)軟件開發(fā)業(yè)務(wù)。1980年，他領(lǐng)導(dǎo)著博卡雷頓實(shí)驗(yàn)室“十三人小組”，頂著IBM官僚體系的重重壓力，以“開放”的思想努力創(chuàng)新，一年之內(nèi)開發(fā)出影響電腦發(fā)展前途的IBM PC個(gè)人電腦， 并推出IBM PC/XT和IBM PC/AT等后續(xù)產(chǎn)品，使其成為個(gè)人電腦事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在IBM公司內(nèi)部，埃斯特奇被尊稱為“PC機(jī)之父”，成為該公司最富個(gè)人魅力的傳奇英雄。計(jì)算機(jī)發(fā)展史 比爾蓋茨和微軟 比爾蓋茨1955年10月28日出生在西雅圖，13

20、歲就開始編寫計(jì)算機(jī)程序。1973年進(jìn)入哈佛大學(xué)法律系，19歲退學(xué)，與同伴創(chuàng)辦電腦公司。后改名微軟公司，自任董事長、總裁兼首席執(zhí)行官。 1988年1月，將總裁一職讓給史蒂夫-鮑爾默。 比爾蓋茨被譽(yù)為電腦奇才、20世紀(jì)最偉大的計(jì)算機(jī)軟件行業(yè)巨人。36歲成為世界最年輕的億萬富翁。1999年福布斯評選，蓋茨居世界億萬富翁首位，純資產(chǎn)850億美元,被時(shí)代周刊評為在數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域影響重大的50人之一。 IBM PC誕生不僅掀起了個(gè)人電腦的大普及，而且導(dǎo)致了軟件工業(yè)的勃興。其中，受益最大的是微軟公司。 MS-DOS伴隨IBM PC電腦出征，由于所有PC個(gè)人電腦（包括其他廠商生產(chǎn)的兼容機(jī)）都需要安裝MS-DOS

21、，其用戶后來竟超過3000萬，歷史上從來沒有哪個(gè)軟件能夠達(dá)到如此龐大的用戶數(shù)。微軟公司依托MS-DOS迅速崛起。 80年代，微軟陸續(xù)推出Windows操作系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)發(fā)展史 比爾蓋茨和微軟Win 1.01: November 1985Win 2.03: November 1987Windows 3.0: Mai 1990Windows 3.00a: Oktober 1991Windows 3.1: April 1992Windows 3.11: Dezember 1993Win 95: 15. August 1995Win95A: Februar 1996Win98 30 Juni 1998W

22、in2000 Februar 2000Win me August/September 2000Winxp April 2003計(jì)算機(jī)發(fā)展史 比爾蓋茨和微軟 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到人類社會的各個(gè)領(lǐng)域。從天氣預(yù)報(bào)到地質(zhì)勘探，從自動售票到情報(bào)檢索，從航天飛機(jī)到海洋開發(fā)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)過程控制，從醫(yī)療診斷到生物工程等等，計(jì)算機(jī)都得到了日益廣泛的應(yīng)用，在未來的社會中計(jì)算機(jī)將同能源一樣成為我們生活、工作、娛樂中不可的工具。CAD 計(jì)算機(jī)在最近的幾十年中，極大地改變了我們的生活。在工業(yè)中，計(jì)算機(jī)也得到了相應(yīng) 的應(yīng)用。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是在計(jì)算機(jī)硬件與軟件的支撐下，通過對產(chǎn)品的描述、造型、系統(tǒng)分析、

23、優(yōu)化、仿真和圖形處理的研究，使計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)師完成產(chǎn)品的全部設(shè)計(jì)過程，最后輸出滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果和產(chǎn)品圖形。lCAE (Computer Aided Engineering)通常指有限元分析和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)分析。有限元分析可完成力學(xué)分析(線性.非線性.靜態(tài).動態(tài))；場分析(熱場、電場、磁場等) ；頻率響應(yīng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。機(jī)構(gòu)分析能完成機(jī)構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計(jì)算，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動模擬及機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。 CAM (Computer Aided Manufacture) 可完成自動生成零件加工的數(shù)控代碼，并可進(jìn)行加工過程的動態(tài)模擬、干涉和碰撞檢查等。主要是為數(shù)控機(jī)床服務(wù)。 PDM(Prod

24、uct Data Management)是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)過程(包括過程定義和管理)的技術(shù)。 CAM ERP（EnterpriseResourcePlanning，企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)）的概念，是美國GartnerGroup公司于1990年提出的，其確切定義是：MRP（企業(yè)制造資源計(jì)劃）下一代的制造業(yè)系統(tǒng)和資源計(jì)劃軟件。除了MRP已有的生產(chǎn)資源計(jì)劃，制造、財(cái)務(wù)、銷售、采購等功能外，還有質(zhì)量管理，實(shí)驗(yàn)室管理，業(yè)務(wù)流程管理，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，存貨、分銷與運(yùn)輸管理，人力資源管理和定期報(bào)告系統(tǒng)。 ERP把客

25、戶需求和企業(yè)內(nèi)部的制造活動以及供應(yīng)商的制造資源整合在一起，形成企業(yè)一個(gè)完整的供應(yīng)鏈，其核心管理思想主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一、體現(xiàn)對整個(gè)供應(yīng)鏈資源進(jìn)行管理的思想；二、體現(xiàn)精益生產(chǎn)、敏捷制造和同步工程的思想；三、體現(xiàn)事先計(jì)劃與事前控制的思想。 70年代，美國約瑟夫哈林頓博士首次提出CIM理念。它的內(nèi)涵是借助計(jì)算機(jī)，將企業(yè)中各種與制造有關(guān)的技術(shù)系統(tǒng)集成起來，進(jìn)而提高企業(yè)適應(yīng)市場競爭的能力。但是，基于CIM理念的系統(tǒng)CIMS卻是在80年代中期才開始被美國等發(fā)達(dá)國家重視并大規(guī)模實(shí)施起來的。我國CIMS的真正實(shí)施是在國家實(shí)施863高科技計(jì)劃之后。目前，我國CIMS的理念是在結(jié)合國際上先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，

26、特別是基于我國上萬名科技人員十余年的實(shí)踐后，逐步完善起來的，具有中國的特色，在廣度、深度上都已拓寬了傳統(tǒng)CIM的內(nèi)涵。我國863/CIMS計(jì)劃主題組提出：“CIM是一種組織、管理和運(yùn)行現(xiàn)代制造類企業(yè)的理念。它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期各階段活動中有關(guān)的人組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價(jià)值流三流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行，以達(dá)到產(chǎn)品上市快(T)、質(zhì)量高(Q)、成本低(C)、服務(wù)好(S)、不污染環(huán)境(E)，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)提高市場競爭能力?！?先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的

27、成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)的總稱。 先進(jìn)制造技術(shù)的層次及技術(shù)來源虛擬制造 虛擬制造技術(shù)（Virtual Manufacturing Technology, or VMT）是80年代后期提出并得到迅速發(fā)展的一個(gè)新思想。它是以虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工和裝配、檢驗(yàn)、使用整個(gè)生命周期的模擬和仿真。這樣，可以在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就模擬出產(chǎn)品及其性能和制造過程，以此來優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造過程，

28、優(yōu)化生產(chǎn)管理和資源規(guī)劃，以達(dá)到產(chǎn)品開發(fā)周期和成本的最小化，產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化和生產(chǎn)效率最高化，從而形成企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。 20世紀(jì)下半葉電子數(shù)字計(jì)算機(jī)蓬勃發(fā)展的主要基礎(chǔ)是基于硅材料的微電子器件。發(fā)展高性能計(jì)算有兩條途徑，一條是基于現(xiàn)有的半導(dǎo)體集成電路技術(shù)，即微處理機(jī)技術(shù)，通過提高并行處理能力來實(shí)現(xiàn)；另一條途徑是突破硅半導(dǎo)體器件的框框，發(fā)展非傳統(tǒng)的新技術(shù)，包括超導(dǎo)計(jì)算、量子計(jì)算、生物計(jì)算和光計(jì)算等。 超導(dǎo)計(jì)算機(jī)是使用超導(dǎo)體元器件的高速計(jì)算機(jī)。所謂超導(dǎo)，是指有些物質(zhì)在接近絕對零度（相當(dāng)于-269攝氏度）時(shí)，電流流動是無阻力的。1962年，英國物理學(xué)家約瑟夫遜提出了超導(dǎo)隧道效應(yīng)原理，即由超導(dǎo)體一

29、絕緣體一超導(dǎo)體組成器件，當(dāng)兩端加電壓時(shí)，電子便會像通過隧道一樣無阻擋地從絕緣介質(zhì)中穿過去，形成微小電流，而這一器件的兩端是無電壓的。約琴夫遜因此獲得諾貝爾獎(jiǎng)。 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)晶體管的尺寸縮小到0.1微米(100納米)以下時(shí)，半導(dǎo)體晶體管賴以工作的基本原理將受到很大限制。研究人員需另辟蹊徑，才能突破0.1微米界，實(shí)現(xiàn)納米級器件。現(xiàn)代商品化大規(guī)模集成電路上元器件的尺寸約在0.35微米(即350納米)，而納米計(jì)算機(jī)的基本元器件尺寸只有幾到幾十納米。 目前，在以不同原理實(shí)現(xiàn)納米級計(jì)算方面，科學(xué)家提出四種工作機(jī)制：電子式納米計(jì)算技術(shù)，基于生物化學(xué)物質(zhì)與DNA的納米計(jì)算機(jī)，機(jī)械式納米計(jì)算機(jī)，量子波相干計(jì)算

30、。它們有可能發(fā)展成為未來納米計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。 像硅微電子計(jì)算技術(shù)一樣，電子式納米計(jì)算技術(shù)仍然利用電子運(yùn)動對信息進(jìn)行處理。不同的是：前者利用固體材料的整體特性，根據(jù)大量電子參與工作時(shí)所呈現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)平均規(guī)律；后者利用的是在一個(gè)很小的空間(納米尺度)內(nèi)，有限電子運(yùn)動所表現(xiàn)出來的量子效應(yīng)。 與傳統(tǒng)硅芯片計(jì)算機(jī)不同，光計(jì)算機(jī)用光束代替電子進(jìn)行運(yùn)算和存儲：它以不同波長的光代表不同的數(shù)據(jù)，以大量的透鏡、棱鏡和反射鏡將數(shù)據(jù)從一個(gè)芯片傳送到另一個(gè)芯片。 研制光計(jì)算機(jī)的設(shè)想早在20世紀(jì)50年代后期就已提出。1986年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的戴維米勒研制出小型光開關(guān)，為同實(shí)驗(yàn)室的艾倫黃研制光處理器提供了必要的元件。1990年

31、1月，黃的實(shí)驗(yàn)室開始用光計(jì)算機(jī)工作。 從采用的元器件看，光計(jì)算機(jī)有全光學(xué)型和光電混合型。1990年貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功的那臺機(jī)器就采用了混合型結(jié)構(gòu)。相比之下，全光學(xué)型計(jì)算機(jī)可以達(dá)到更高的運(yùn)算速度。 然而，要想研制出光計(jì)算機(jī)，需要開發(fā)出可用一條光束控制另一條光束變化的光學(xué)“晶體管”。現(xiàn)有的光學(xué)“晶體管”龐大而笨拙，若用它們造成臺式計(jì)算機(jī)將有一輛汽車那么大。因此，要想短期內(nèi)使光計(jì)算機(jī)實(shí)用化還很困難。 1994年11月，美國南加州大學(xué)的阿德勒曼博士提出一個(gè)奇思妙想，即以DNA堿基對序列作為信息編碼的載體，利用現(xiàn)代分子生物技術(shù)，在試管內(nèi)控制酶的作用下，使DNA堿基對序列發(fā)生反應(yīng)，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算。 在過

32、去的半個(gè)世紀(jì)里，計(jì)算機(jī)的意義幾乎完全等同于物理芯片。然而，阿德勒曼提出的DNA計(jì)算機(jī)拓寬了人們對計(jì)算現(xiàn)象的理解，從此，計(jì)算不再只是簡單的物理性質(zhì)的加減操作，而又增添了化學(xué)性質(zhì)的切割、復(fù)制、粘貼、插入和刪除等種種方式。 DNA計(jì)算機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)在于其驚人的存貯容量和運(yùn)算速度：1立方厘米的DNA存儲的信息比1萬億張光盤存儲的還多；十幾個(gè)小時(shí)的DNA計(jì)算，就相當(dāng)于所有電腦問世以來的總運(yùn)算量。更重要的是，它的能耗非常低，只有電子計(jì)算機(jī)的一百億分之一。 量子計(jì)算機(jī)以處于量子狀態(tài)的原子作為中央處理器和內(nèi)存，利用原子的量子特性進(jìn)行信息處理。由于原子具有在同一時(shí)間處于兩個(gè)不同位置的奇妙特性，即處于量子位的原子既

33、可以代表0或1，也能同時(shí)代表0和1以及0和1之間的中間值，故無論從數(shù)據(jù)存儲還是處理的角度，量子位的能力都是晶體管電子位的兩倍。對此，有人曾經(jīng)作過這樣一個(gè)比喻：假設(shè)一只老鼠準(zhǔn)備繞過一只貓，根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)理論，它要么從左邊過，要么從右邊過，而根據(jù)量子理論，它卻可以同時(shí)從貓的左邊和右邊繞過。 量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在外形上有較大差異：它沒有傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的盒式外殼，看起來像是一個(gè)被其他物質(zhì)包圍的巨大磁場；它不能利用硬盤實(shí)現(xiàn)信息的長期存儲但高效的運(yùn)算能力使量子計(jì)算機(jī)具有廣闊的應(yīng)用前景，這使得眾多國家和科技實(shí)體樂此不疲。盡管目前量子計(jì)算機(jī)的研究仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，但不可否認(rèn)，終有一天它會取代傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)進(jìn)入尋常

34、百姓家。 生物計(jì)算機(jī)主要是以生物電子元件構(gòu)建的計(jì)算機(jī)。由于半導(dǎo)體硅芯片電路密集引起的散熱問題難以解決，科學(xué)家便投入了生物計(jì)算機(jī)的研究與開發(fā)。生物電腦的性能是由元件與元件之間電流啟閉的開關(guān)速度來決定的?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)有開關(guān)特性，用蛋白質(zhì)分子作元件制成集成電路，稱為生物芯片。使用生物芯片的計(jì)算機(jī)稱為蛋白質(zhì)電腦，或稱為生物電腦。已經(jīng)研制出利用蛋白質(zhì)團(tuán)來制造的開關(guān)裝置有：合成蛋白芯片，遺傳生成芯片，紅血素芯片等。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院的前身計(jì)算機(jī)教研室，創(chuàng)建于1978年，隸屬基礎(chǔ)課部, 同年招收電子師資班，培養(yǎng)了第一批計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師，為學(xué)院以后的發(fā)展和壯大奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；1984年2月管理

35、工程與計(jì)算機(jī)系成立, 9月開始招收計(jì)算機(jī)應(yīng)用與信息管理專業(yè)本科學(xué)生；1985年9月信息工程系正式成立, 并于1990年獲得計(jì)算機(jī)應(yīng)用碩士學(xué)位授予權(quán)；順應(yīng)時(shí)代形勢所需，計(jì)算機(jī)工程系和計(jì)算機(jī)科學(xué)系也分別于1992年3月和1994年10月成立；1998年9月開始招收通信工程專業(yè)本科學(xué)生；2001年8月正式改名為計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院。新名稱引出了新風(fēng)貌，帶來了新動力，在全院教職工的共同努力下，喜訊迭報(bào)，2003年6月，我院獲得了通信與信息系統(tǒng)碩士學(xué)位授予權(quán)；次年6月，又取得了通信工程學(xué)士學(xué)位授予權(quán)，2004年9月，開始招收信息安全本科專業(yè)學(xué)生，學(xué)院發(fā)展又邁出了新步伐。 經(jīng)過這二十多年的發(fā)展，學(xué)院已

36、初具規(guī)模。計(jì)算機(jī)學(xué)院現(xiàn)有教職工138人，其中具有高級職稱的人員31名、博士學(xué)位的6名、碩士學(xué)位的51名。現(xiàn)有中國工程院院士（特聘）1名，享受國務(wù)院特殊津貼教師3名，并有20名人員正在攻讀博士學(xué)位。設(shè)有計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程、信息安全3個(gè)本科專業(yè)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用、通信工程、模式識別與智能系統(tǒng)3個(gè)碩士點(diǎn)。在校本科生1500余人、碩士生200余人。學(xué)院下設(shè)4系1部（計(jì)算機(jī)科學(xué)系、計(jì)算機(jī)工程系、通信工程系、信息安全系和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)部）及2個(gè)實(shí)驗(yàn)室中心（計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心、專業(yè)中心實(shí)驗(yàn)室，其中專業(yè)中心實(shí)驗(yàn)室又分為軟件實(shí)驗(yàn)、通信工程實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)三個(gè)模塊）的教學(xué)機(jī)構(gòu)，1個(gè)研究院（計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究院）、2

37、個(gè)研究所（軟件開發(fā)研究所、超寬帶技術(shù)研究所）、2個(gè)研究室（計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與CAD研究室、計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)國家研究室）的科研機(jī)構(gòu)。本學(xué)院學(xué)科點(diǎn)主要研究方向有：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)及CAD、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助測試、工程數(shù)據(jù)庫、多媒體技術(shù)、模式識別與圖象處理、計(jì)算智能及智能系統(tǒng)、通信理論與技術(shù)、信息系統(tǒng)理論與技術(shù)等。 基礎(chǔ)部計(jì)算機(jī)教研室（1978年）招收電子師資班（同年）下屬管理工程與計(jì)算機(jī)系 （1984.2）培養(yǎng)出專業(yè)教師招收計(jì)算機(jī)應(yīng)用與信息管理本科 （1984.9）信息工程系（1985.9）獲計(jì)算機(jī)應(yīng)用碩士學(xué)位授予權(quán) （1990年）計(jì)算機(jī)工程系（ 1992.3）計(jì)算機(jī)科學(xué)系（1994.10）

38、招收通信工程本科（1998.9）計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院 （2000.8）招收信息安全本科（2004.9）獲通信與信息系統(tǒng)碩士學(xué)位授予權(quán) （2003.6） 獲通信工程學(xué)士學(xué)位授予權(quán) （2004.6） 四系一部 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室中心 研究院、所 計(jì)算機(jī)科學(xué)系 計(jì)算機(jī)工程系計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)部 通信工程系 信息安全系 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心 專業(yè)中心實(shí)驗(yàn)室 軟件實(shí)驗(yàn)?zāi)K 通信工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K 計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)?zāi)K 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè) 通信工程專業(yè) 信息安全專業(yè) 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究院 軟件開發(fā)研究所 超帶寬技術(shù)研究所 計(jì)算機(jī)圖形 與CAD研究室 計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)國家研究室 孫家廣院士孫家廣院士 從事計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及管

39、理技術(shù)與系統(tǒng)的教學(xué)和研究開發(fā)。中國工程院院士，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系博士生導(dǎo)師，國家CAD支撐軟件工程技術(shù)研究中心主任，江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院教授（兼）。主要成就：圍繞企業(yè)信息化，負(fù)責(zé)研制了有我國知識產(chǎn)權(quán)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖系統(tǒng)、三維工程造型及數(shù)字建模系統(tǒng)。集成化CAD/CAM支撐系統(tǒng)軟件、工程圖電子化管理系統(tǒng)、企業(yè)資源調(diào)度及管理系統(tǒng)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等六種大型軟件。獲得國家、部委科技進(jìn)步獎(jiǎng)15項(xiàng)；作為第一完成人獲科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)、部委科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)；發(fā)表論文122篇，EI收錄26篇；作為第一作者著書四本。是國家級有突出貢獻(xiàn)的中青年專家。 1981年7月

40、畢業(yè)于鎮(zhèn)江醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)，85年回校任教至今。歷任鎮(zhèn)江醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)信息教研室主任、計(jì)算機(jī)教研室主任、信息中心主任，鎮(zhèn)江市科技局副局長，鎮(zhèn)江醫(yī)學(xué)院副院長，現(xiàn)任江蘇大學(xué)副校長。 宋余慶主要從事數(shù)據(jù)庫技術(shù)和醫(yī)院信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)圖像處理的研究工作。先后主持編著出版了高等教育出版社醫(yī)學(xué)情報(bào)利用基礎(chǔ)、中國醫(yī)藥科技出版社計(jì)算機(jī)情報(bào)檢索導(dǎo)論、中國電子科技大學(xué)出版社計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與操作教程、東南大學(xué)出版社信息科學(xué)導(dǎo)論。 主持完成的“江蘇省市級運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)”獲1994年度鎮(zhèn)江市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和1995年度江蘇省優(yōu)秀軟件成果三等獎(jiǎng)；“面向二十一世紀(jì)解剖學(xué)教育研究”成果獲江蘇省高等教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng)；公開發(fā)表科技論文有“Hospital Information System in China”、“Medical Informatics Education in ZJMC”、“我國醫(yī)院情報(bào)信息系統(tǒng)模式研究”等二十余篇。宋余慶教授宋余慶教授 歷任計(jì)算機(jī)教研室主任、江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)系系主任、江蘇大學(xué)科研處處長，現(xiàn)任江蘇大學(xué)圖書館館長。1970年畢業(yè)于南京大學(xué)數(shù)學(xué)系，1991年作為訪問學(xué)者赴日本三重大學(xué)工學(xué)部情報(bào)工學(xué)科進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，1998年作為高級訪問學(xué)者再度赴日本大