電子計(jì)算機(jī)教學(xué)課件

電子計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)：用電子管、晶體管或集成電路等構(gòu)成的復(fù)雜機(jī)器，能對(duì)輸入的數(shù)據(jù)或信息非常迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行運(yùn)算和處理。電子計(jì)算機(jī)根據(jù)工作原理，一般分為數(shù)字式和模擬式兩種，廣泛應(yīng)用在工程技術(shù)、科學(xué)研究等方面。1、電子計(jì)算機(jī)，俗稱“電腦”。2、不僅廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)、科學(xué)研究等方面，而且，由于微型電子計(jì)算機(jī)的制造成本降低顯著，其售價(jià)也極其低廉，目前已廣泛運(yùn)用于商業(yè)、家庭，成為辦公用品、家庭電子產(chǎn)品（娛樂為主）。3、進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)的大部分公司均采用微機(jī)（電腦）作為辦公必需品，且政府機(jī)構(gòu)也廣泛采用計(jì)算機(jī)。4、由于互聯(lián)網(wǎng)越來越普及，且分布式計(jì)算的特點(diǎn)，信息共享成為現(xiàn)實(shí)，因此，電子計(jì)算機(jī)成為生活必需品與娛樂必需品之一，可以利用電子計(jì)算機(jī)查看新聞，發(fā)布自己的評(píng)論，或者制作個(gè)人主頁或BLOG（博客），或上傳自己的音影圖象等播客等。5、電子計(jì)算機(jī)已完全改變了全世界。1906年:美國(guó)人LeeDeForest發(fā)明電子管，為電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1924年:IBM公司成立，從此一個(gè)具有劃時(shí)代意義的公司誕生。1935年:IBM推出IBM601機(jī)。這是一臺(tái)能在一秒鐘內(nèi)算出乘法的穿孔卡片計(jì)算機(jī)。這臺(tái)機(jī)器無論在自然科學(xué)還是在商業(yè)應(yīng)用上都具有重要的地位，大約制造了1500臺(tái)。1946年:ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer）誕生，這是第一臺(tái)真正意義上的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。開始研制于1943年，完成于1946年，負(fù)責(zé)人是JohnW.Mauchly和J.PresperEckert,重30噸，用了18000個(gè)電子管，功率25千瓦，主要用于計(jì)算彈道和氫彈的研制。真空管時(shí)代的計(jì)算機(jī)盡管已經(jīng)步入了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的范疇，但因其體積大、能耗高、故障多、價(jià)格貴，從而制約了它的普及和應(yīng)用。直到晶體管被發(fā)明出來，電子計(jì)算機(jī)才找到了騰飛的起點(diǎn)。1947年:Bell實(shí)驗(yàn)室的WilliamB.Shockley、JohnBardeen和WalterH.Brattain發(fā)明了晶體管，開辟了電子時(shí)代新紀(jì)元。1951年:UNIVAC-1——第一臺(tái)商用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)誕生，設(shè)計(jì)者是J.PresperEckert和JohnMauchly。被美國(guó)人口普查部門用于人口普查，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)進(jìn)入了商業(yè)應(yīng)用時(shí)代。1957年:IBM開發(fā)成功第一臺(tái)點(diǎn)陣式打印機(jī)。1958年9月12日:在RobertNoyce（Intel公司創(chuàng)始人）的領(lǐng)導(dǎo)下，集成電路誕生，不久又發(fā)明了微處理器。1965年:摩爾定律發(fā)表，處理器的晶體管數(shù)量每18個(gè)月增加一倍，價(jià)格下降一半。1968年:RobertNoyce和他的幾個(gè)朋友創(chuàng)辦了Intel公司。1968年:SeymourP叩er和他的研究小組在MIT開發(fā)了LOGO語言。1970年:第一塊RAM芯片由Intel推出，容量1KB。1970年:KenThomson和DennisRitchie開始開發(fā)UNIX操作系統(tǒng)。1970年:Forth編程語言開發(fā)完成。1971年11月15日:MarcianE.Hoff在Intel公司開發(fā)成功第一1塊微處理器4004,含2300個(gè)晶體管，字長(zhǎng)為4位，時(shí)鐘頻率為108KHz,每秒執(zhí)行6萬條指令。1972年:72年后的計(jì)算機(jī)習(xí)慣上被稱為第四代計(jì)算機(jī)?；诖笠?guī)模集成電路及后來的超大規(guī)模集成電路。這一時(shí)期的計(jì)算機(jī)功能更強(qiáng)，體積更小。1972年:C語言開發(fā)完成。其主要設(shè)計(jì)者是UNIX系統(tǒng)的開發(fā)者之一DennisRitcheo這是一個(gè)非常強(qiáng)大的語言，特別受人喜愛。1972年4月1日:Intel推出8008微處理器。當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)漸入輝煌隨著超大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)進(jìn)入尋常百姓家的技術(shù)障礙逐漸被突破。特別是在Intel公司發(fā)布了其面向個(gè)人用戶的微處理器8080之后，這一浪潮終于洶涌澎湃起來，催生出了一大批信息時(shí)代的弄潮兒，如（史締芬?喬布斯）、（比爾?蓋茨）等，至今他們對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還起著舉足輕重的作用。在此時(shí)段，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)也得到了空前的應(yīng)用與發(fā)展，計(jì)算機(jī)真正開始改變我們的生活。1974年4月1日:Intel發(fā)布其8位微處理器芯片8080。1975年BillGates和PaulAllen創(chuàng)辦Microsoft公司（現(xiàn)已成為全球最大、最成功的軟件公司）。3年后就收入50萬美元，員工增加到15人。1992年達(dá)28億美元，1萬名雇員。1981年Microsoft為IBM的PC機(jī)開發(fā)操作系統(tǒng)，從此奠定了在計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。1976年:StephenWozinak和StephenJobs創(chuàng)辦蘋果計(jì)算機(jī)公司，并推出其AppleI計(jì)算機(jī)。1978年6月8日:Intel發(fā)布其16位微處理器8086。1979年6月又推出準(zhǔn)16位的8088來滿足市場(chǎng)對(duì)低價(jià)處理器的需要，并被IBM的第一代PC機(jī)所采用。該處理器的時(shí)鐘頻率為4.77MHz、8MHz和10MHz,大約有300條指令，集成了29000個(gè)晶體管。1979年:低密軟磁盤誕生。1979年:IBM公司眼看個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)被蘋果等電腦公司占有，決定開發(fā)自己的個(gè)人計(jì)算機(jī)。為了盡快推出自己的產(chǎn)品，IBM將大量工作交給第三方來完成（其中微軟公司就承擔(dān)了操作系統(tǒng)的開發(fā)工作，這同時(shí)也為微軟后來的崛起奠定了基礎(chǔ)），于1981年8月12日推出了IBM-PCo1980年：“只要有1兆內(nèi)存就足夠DOS盡情表演了”，微軟公司開發(fā)DOS初期時(shí)說。今天來聽這句話有何感想。1981年8月12日:MS-DOS1.0和PC-DOS1.0發(fā)布。Microsoft受IBM的委托開發(fā)DOS操作系統(tǒng)，他們從TimPaterson那里購買了一個(gè)叫86-DOS的程序并加以改進(jìn)。由IBM銷售的版本叫PC-DOS,由Microsoft銷售的叫MS-DOSoMicrosoft與IBM的合作一直到1991年的DOS5.0為止。最初的DOS1.0非常簡(jiǎn)陋，每張盤上只有一個(gè)根目錄，不支持子目錄，直到1983年3月的2.0版才有所改觀。MS-DOS在1995年以前一直是與IBM-PC兼容的操作系統(tǒng)，其最后一個(gè)版本命名為DOS7.0o1982年:基于TCP/IP協(xié)議的Internet初具規(guī)模。1983年春季:IBMXT機(jī)發(fā)布，增加了10MB硬盤、128KB內(nèi)存、一個(gè)軟驅(qū)、單色顯示器、一臺(tái)打印機(jī)、可以增加一個(gè)8087數(shù)字協(xié)處理器。當(dāng)時(shí)的價(jià)格為5000美元。1985年11月:MicrosoftWindows發(fā)布。該操作系統(tǒng)需要DOS的支持，類似蘋果機(jī)的操作界面，以致被蘋果控告。1985年12月:MS-DOS3.2和PC-DOS3.2發(fā)布。這是第一個(gè)支持3.5英寸磁盤的系統(tǒng)，但只支持到720KB,3.3版才支持1.44MB。1987年:MicrosoftWindows2.0發(fā)布。1989年:歐洲物理粒子研究所的TimBerners-Lee創(chuàng)立WorldWideWeb雛形。通過超文本鏈接，新手也可以輕松上網(wǎng)瀏覽。這大大促進(jìn)了Internet的發(fā)展。1990年5月22日:微軟發(fā)布Windows3.0,兼容MS-DOS模式。1991年6月:MS-DOS5.0和PC-DOS5.0發(fā)布。為了促進(jìn)OS/2的發(fā)展，BillGates說DOS5.0是DOS終結(jié)者，今后將不再花精力于此。該版本突破了640KB的基本內(nèi)存限制。這個(gè)版本也標(biāo)志著微軟與IBM在DOS上合作的終結(jié)。1992年:WindowsNT發(fā)布，可尋址2GB內(nèi)存。1992年4月:Windows34發(fā)布。1993年internet開始商業(yè)化運(yùn)行。1995年8月23日:純32位的多任務(wù)操作系統(tǒng)Windows95發(fā)布。該操作系統(tǒng)大大不同于以前的版本，完全脫離MS-DOS,但為照顧用戶習(xí)慣還保留了DOS模式。Windows95取得了巨大成功。1998年6月25日:Microsoft發(fā)布Windows98,一■些人企圖肢解微軟，微軟回?fù)粽f這會(huì)傷害美國(guó)的國(guó)家利益。1999年2月22日：AMD公司發(fā)布K6-3400MHz處理器。2000年7月:AMD領(lǐng)先Intel發(fā)布了1GHz的Athlon處理器，隨后又發(fā)布了1.2GMHzAthlon處理器。2000年7月:Intel發(fā)布研發(fā)代號(hào)為Willamette的Pentium4處理器，管腳為423或478根，其芯片內(nèi)部集成了256KB二級(jí)緩存，外頻為400MHz,采用0.18um工藝制造，使用SSE2指令集，并整合了散熱器,其主頻從1.4GHz起步。2001年5月14日，AMD發(fā)布用于筆記本電腦的Athlon4處理器。該處理器采用0.18微米工藝造，前端總線頻率為200MHz,有256KB二級(jí)緩存和128KB一級(jí)緩存。2001年8月27日，Intel發(fā)布主頻高達(dá)2GHz的P4處理器。每千片的批發(fā)價(jià)為562美元。未來計(jì)算機(jī)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PC將成為我們工作上的工具，生活中的控制中心是必然的事情。從網(wǎng)友的文章中，我們可以了解到計(jì)算機(jī)的未來充滿了變數(shù)。性能的大幅度提高是不可置疑的，而實(shí)現(xiàn)性能的飛躍卻有多種途徑。單單CPU方面就有可能通過“量子計(jì)算機(jī)”、“DNA計(jì)算機(jī)”、“光子計(jì)算機(jī)”等等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。不過筆者認(rèn)為：性能的大幅提升并不是計(jì)算機(jī)發(fā)展的唯一路線，我認(rèn)為計(jì)算機(jī)的發(fā)展，還應(yīng)當(dāng)變得越來越人性化，同時(shí)也要注重環(huán)保等等，下面我們來看看計(jì)算機(jī)發(fā)展中可能出現(xiàn)的趨勢(shì)。一、模塊化PC之所以有今天這么大的普及度，就是因?yàn)樗耐ㄓ媚K化設(shè)計(jì)起了決定性的推動(dòng)作用，以后的PC同樣也不會(huì)犧牲這方面優(yōu)點(diǎn)，而且還會(huì)將它發(fā)揚(yáng)光大，不但在內(nèi)置板卡中實(shí)現(xiàn)模塊化，甚至可以提供多個(gè)外接插槽，以供使用人加入新的模塊，增加性能或功能，使用起來和現(xiàn)在筆記本中的PCMICA有點(diǎn)接近。

模塊化概念機(jī)這種插槽將采用PCIExpres接口技術(shù)，PCIExpres具有高性能、高擴(kuò)展性、高可靠性、很好的升級(jí)性以及低花費(fèi)的特點(diǎn)，它必然取代現(xiàn)在的PCI總線。同時(shí)利用它的熱插拔原理我們可以設(shè)計(jì)出模塊化的概念機(jī)，下圖是DELL在內(nèi)的一些廠商已經(jīng)在WinHEC2002上展示的模塊化的概念機(jī),當(dāng)我們需要哪一個(gè)功能時(shí)，只需要把提供該功能的模塊加到機(jī)子上，就能提供該功能，無需關(guān)機(jī)，就像現(xiàn)在使用USB設(shè)備一樣方便。也許未來的計(jì)算機(jī)將是一個(gè)密封設(shè)備，所有外設(shè)都將通過USB或其他外部接口連接。而計(jì)算機(jī)板卡也通過PCIExpres總線，從而支持熱插拔。模塊化的概念機(jī)二、無線化追求自由一直是人類的夢(mèng)想，計(jì)算機(jī)的無線化風(fēng)潮同樣也是人們夢(mèng)寐以求的，和現(xiàn)在筆記本講的“無線你的無限”有所不同的是：未來的計(jì)算機(jī)將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備間的無線連接，這將意味著未來在家中使用臺(tái)式機(jī)比現(xiàn)在的筆記本還方便，因?yàn)轱@示器（當(dāng)然不會(huì)是CRT的）與主機(jī)之間也是通過無線來連接的，使用起來有點(diǎn)像現(xiàn)在的TabletPCo無線顯示器實(shí)現(xiàn)這種夢(mèng)想的技術(shù)稱為UWB（UltraWideband）技術(shù)，它是一種與其它技術(shù)有很大不同的無線通信技術(shù)，它可以為無線局域網(wǎng)WLAN和個(gè)人局域網(wǎng)PAN的接口卡和接入技術(shù)帶來低功耗、高帶寬并且相對(duì)簡(jiǎn)單的無線通信技術(shù)，所以INTEL稱他為無線USB,希望能夠成為計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或是計(jì)算機(jī)與消費(fèi)電子產(chǎn)品（如數(shù)字相機(jī)）間的高頻寬的無線連結(jié)。UWB的傳輸速度在相對(duì)上較短的距離內(nèi)（大約是15英尺）可達(dá)400及500mbps之間，目前超級(jí)寬帶技術(shù)已經(jīng)能夠使兩個(gè)相距30英尺的設(shè)備通過無線方式以100Mbps的速度傳播信號(hào)。在最近進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，XtremeSpectrum利用其芯片同時(shí)向6臺(tái)電視機(jī)傳送不同的數(shù)字化電視信號(hào)。但是目前只有30英尺的傳輸距離，使得UWB技術(shù)還無法與802.11等其他技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)家用網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，UWB的研發(fā)并沒有放棄，技術(shù)人員正在進(jìn)行增強(qiáng)UWB信號(hào)的研究，希望使其有效作用距離能夠覆蓋家庭。同時(shí)UWB將會(huì)定義用于各種計(jì)算機(jī)裝置和部件間的溝通，而不單單應(yīng)用在計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)上。UltraWideband（UWB）發(fā)送機(jī)和接收機(jī)（試驗(yàn)用品）三、專門化其實(shí)并不是每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成,甚至是有時(shí)候采用高性能的計(jì)算機(jī)還有可能帶來麻煩，因?yàn)楦咝阅軇?shì)必帶來高能耗、高發(fā)熱量等不良的負(fù)面效應(yīng)。將來的計(jì)算機(jī)由于從事的工作不同，在性能上、在外形上都會(huì)有很大的不同。通用PC將逐漸由專用設(shè)備（軟硬件一體化的計(jì)算機(jī)）所代替，以提高工作效率。如果您仔細(xì)留意的話，其實(shí)目前在我們的身邊也正在發(fā)生這樣的變化,比如售賣彩票的終端、商場(chǎng)里的收銀機(jī)、銀行的終端等等，多是為了提高某一項(xiàng)工作的效率和減少成本，逐漸由通用PC逐漸演變而來的。也許這樣的趨勢(shì)出現(xiàn)在我們的家庭生活中，專用的“家庭調(diào)控計(jì)算機(jī)”將成為家中的電器控制中心，為我們控制家中的電燈、冰箱、微波爐、空調(diào)等等，把我們的家變成一個(gè)智能的家。四、網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)已經(jīng)越來越普及，各種家用電器也開始具備了智能化，這些現(xiàn)象將促進(jìn)家電與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程，家庭網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)將逐漸取代目前單機(jī)操作的模式，計(jì)算機(jī)可以通過網(wǎng)絡(luò)控制著各種家電的運(yùn)行，并通過互聯(lián)網(wǎng)下載各種新的家電應(yīng)用程序，以增加家電的功能，改善家電的性能等等。也可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程遙控家中的家電，在辦公室的時(shí)候就可以提前讓家中的電器做好飯，煮好菜，開空調(diào)等等。五、環(huán)?；S著計(jì)算機(jī)的性能的提高，能耗也將越來越大；而且計(jì)算機(jī)在家庭生活中的扮演的角色越來越重要，運(yùn)行的時(shí)間也將變長(zhǎng)。為了不讓計(jì)算機(jī)成為家中用電量最大的電器，技術(shù)人員也先進(jìn)各種方法讓計(jì)算機(jī)的能耗降低,比如通過上面提到的專門化的計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)的效率大幅提高，從而可以讓低性能的硬件系統(tǒng)具備專業(yè)的功能，減少能耗。另外通過采用新的架構(gòu)，比如采用“量子”、“光子”、“DNA”方式代替現(xiàn)有的硅架構(gòu)的計(jì)算機(jī)，大幅降低計(jì)算機(jī)的能耗。耗電的第二大戶——顯示系統(tǒng)，也將因?yàn)長(zhǎng)CD、OLED等顯示器的普及，而不再成為用電大戶。LCD和OLED顯示器環(huán)保型的計(jì)算機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)是，制造計(jì)算機(jī)的材料方面有很大的變化，重金屬和不可回收的材料的比例將會(huì)進(jìn)一步降低，可再生材料大行其道，也想到了那個(gè)時(shí)候，PC也像現(xiàn)在的報(bào)紙一樣，可以在失去使用價(jià)值以后，還能賣錢（有人專門進(jìn)行回收）。六、人性化作為未來人類的工具和家中的控制中心，計(jì)算機(jī)需要和使用人進(jìn)行非常多的交流，才能更好為使用人服務(wù)。這就要求計(jì)算機(jī)和人之間的交流要人性化，才能讓使用人真正樂意使用計(jì)算機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，未來的計(jì)算機(jī)的交互方式將會(huì)多樣化，不但可以通過書寫控制，還可以通過語言控制，甚至可以通過眼睛進(jìn)行控制。英國(guó)開發(fā)出的視覺輸入系統(tǒng)因?yàn)橹悄芑奶岣撸鄶?shù)工作計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)選擇操作的流程，過程無需人們參與，所以軟件的界面也越來越簡(jiǎn)單，使用起來就像現(xiàn)在家用電器或者手機(jī)一樣簡(jiǎn)單，使用人無需再進(jìn)行專門的學(xué)習(xí)，就連老人都能運(yùn)用自如。七、智能化AI的研究已進(jìn)行了很多年，人工智能是以模糊邏輯為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)可以主動(dòng)進(jìn)行分析執(zhí)行過程中碰到的困難，自動(dòng)選擇最優(yōu)的解決方案。最成功的智能化應(yīng)用應(yīng)該是在航天技術(shù)方面，隨著機(jī)遇號(hào)和勇氣號(hào)先后成功登陸火星，不但宣示人類又往外太空行進(jìn)了一步，同時(shí)宣