第一講計算機的發(fā)展史及分類

第一講計算機的發(fā)展史及分類主講教師：梁丹教學目的與要求

了解計算機的發(fā)展歷史；理解計算機的基本工作原理、基本概念；初步了解計算機學科的內(nèi)涵、知識體系；了解有關(guān)職業(yè)和職業(yè)道德；產(chǎn)生興趣、樹立信心、建立目標；掌握方法，學會學習。注意：本課程介紹的內(nèi)容大部分將在后續(xù)課程中學習，所以，不要求弄懂每一個技術(shù)細節(jié)。重點、難點計算機的分類及其發(fā)展趨勢關(guān)鍵詞埃尼阿克（ENIAC）、馮·諾伊曼、學生計算機基礎(chǔ)調(diào)查從來沒用過計算機玩過游戲做過文字編輯上過網(wǎng)組裝過個人計算機寫過程序

今天當我們坐在電腦前盡情地享受電腦給我們帶來的便捷和快樂時，我們有沒有想過電腦何時誕生，它的發(fā)展歷經(jīng)了什么樣的過程？它又有哪些分類？特點，發(fā)展趨勢是什么？計算機在哪些應(yīng)用方面？帶著以上問題我們進入新課程……課堂引入計算機能夠做許多種不同的事：

畫圖娛樂幫助人進行決策模擬世界上的事物制作影視特技幫助人進行設(shè)計幫助人制定計劃…

…

算題（科學計算）制作圖案處理文字記錄事實控制其他機器游戲發(fā)送消息識別語音計算機存在于我們的生活中

任務(wù)一：計算機的發(fā)展史1.計算機的概念：計算機是一種能過按照預先存儲的程序，自動地、高速地、精確地、進行信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。某種程度上延伸了人腦的功能，常被稱為：電腦，英文：Computer.

計算機是一種現(xiàn)代化的信息處理工具，它對信息進行處理并提供所需結(jié)果，其結(jié)果（輸出）取決于所接收的信息（輸入）及相應(yīng)的程序。如下圖所示：計算機事先存儲的程序輸入輸出

計算工具發(fā)展史上第一次重大改革是算盤，也是我國古代勞動人民首先創(chuàng)造和使用的。算盤由算籌演變而來，并且和算籌并存競爭了一個時期，終于在元代后期取代了算籌。元代后期“最早的數(shù)字計算機”手動式計算工具——算盤

任務(wù)一：計算機的發(fā)展史（1）機械式計算工具——帕斯卡加法器

法國數(shù)學家帕斯卡采用與鐘表類似的齒輪傳動裝置，研制了世界上第一臺十進制加減法器，這是人類歷史上的第一臺機械式計算機。由齒輪組成、以發(fā)條為動力、通過轉(zhuǎn)動齒輪來實現(xiàn)加減運算的計算裝置。

1642年2.計算機的發(fā)展：

任務(wù)一：計算機的發(fā)展史

任務(wù)一：計算機的發(fā)展史2.計算機的發(fā)展：1821年（2）機械式計算工具——差分機

英國數(shù)學家巴貝奇構(gòu)想和設(shè)計的第一臺完全可以編程計算機——差分機，專門用于航海和天文計算，這是最早采用寄存器（齒輪式裝置）來存儲數(shù)據(jù)的計算工具，體現(xiàn)了早期程序設(shè)計思想的萌芽，使計算工具從手動機械躍入自動機械的新時代。

遺憾：沒有問世

任務(wù)一：計算機的發(fā)展史2.計算機的發(fā)展：（3）機電式計算機——制表機

第一臺可以自動進行加減乘除運算、累計存檔、制作報表的制表機，這臺制表機參與了美國1890年的人口普查工作。1884年

任務(wù)一：計算機的發(fā)展史

從1946年美國賓夕法尼大學研制出世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC（電子數(shù)字積分計算機的英文縮寫）至今，短短六十多年的時間內(nèi)，計算機系統(tǒng)和計算機應(yīng)用得到了飛速發(fā)展。元件制作工藝水平的不斷提高是計算機發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此以計算機元器件的變革作為標志，將計算機的發(fā)展劃分為四個階段，這四個階段通常稱為計算機發(fā)展的四個時代。1．第一代計算機（1946～1958年）其主要特征是采用電子管作為主要元器件。2．第二代計算機（1958～1964年）其主要特征是由電子管改為晶體管。3．第三代計算計算機導論機（1964～1974年）其主要特征是用半導體中小規(guī)模集成電路代替分立元件的晶體管。4．第四代計算機（1974年至今）其主要特征是以大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路為計算機的主要功能部件。

任務(wù)一：計算機的發(fā)展史第一代計算機（1946——20世紀50年代后期）：電子管計算機第一臺計算機(軍事用途)：誕生于美國賓西法尼亞大學 名稱：ENIAC（electronicnumericalintegratorandcomputer） 全稱：電子數(shù)值積分計算機 面積：167m2

電子管：18800個 重量：30噸 耗電量：150kw/時 速度：5000次/秒計算機的鼻祖：埃尼阿克第一代特點：元件：電子管，耗電量大，不穩(wěn)定，成本高，速度慢 （幾千~幾萬次/秒）內(nèi)存容量小，讀寫速度慢無操作系統(tǒng)，只采用機器語言或匯編語言

任務(wù)一：計算機的發(fā)展史第二代計算機（20世紀50年代后期~20世紀60年代中期）晶體管計算機晶體管的發(fā)明推動了計算機的發(fā)展，邏輯元件采用了晶體管以后，計算機的體積大大縮小，耗電減少，可靠性提高，性能比第一代計算機有很大的提高。主存儲器采用磁芯，外存儲器已開始使用更先進的磁盤；軟件有了很大發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的高級語言及其編譯程序，還出現(xiàn)了以批處理為主的操作系統(tǒng)，應(yīng)用以科學計算和各種事務(wù)處理為主，并開始用于工業(yè)控制。第二代特點：元件：體積變小，重量輕，壽命長，發(fā)熱少，功耗低，速度快有初級操作系統(tǒng)，出現(xiàn)高級語言

任務(wù)一：計算機的發(fā)展史第三代計算機（20世紀60年代中期~20世紀70年代初）集成電路計算機以IBM公司研制成功的360系列計算機為標志第三代特點：元件：集成電路，體積更小，重量更輕，耗電量更小，

速度更快（幾十萬~幾百萬次/秒）內(nèi)存：半導體存儲器，外存：磁帶，磁鼓，磁盤軟件：操作系統(tǒng)，編譯系統(tǒng)，應(yīng)用程序

任務(wù)一：計算機的發(fā)展史第四代計算機（1971年至今）大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路使軍事工業(yè)、空間技術(shù)、原子能技術(shù)得到發(fā)展，這些領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展對計算機提出了更高的要求，有力地促進了計算機工業(yè)的空前大發(fā)展。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機除了向巨型機方向發(fā)展外，還朝著超小型機和微型機方向飛越前進。1971年末，世界上第一臺微處理器和微型計算機在美國舊金山南部的硅谷應(yīng)運而生，它開創(chuàng)了微型計算機的新時代。第四代特點：元件：大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路，容量大，速度快體積：更小，成本低，出現(xiàn)微機（PC機）內(nèi)存：半導體存儲器，外存：磁帶，磁盤，光盤軟件：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)代次起止年份所用電子元器件數(shù)據(jù)處理方式運算速度特點第一代1946~1957電子管定點運算、機器、匯編語言5000~1萬次/秒體積大、耗電大、速度慢第二代1958~1964晶體管浮點運算、高級語言幾萬~十幾萬次/秒體積、耗電減小，速度提高第三代1965~1970中、小規(guī)模集成電路結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計、實時處理十幾萬~幾百萬次/秒體積、功耗減小、運行速度提高第四代1970~今大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路分時、實時數(shù)據(jù)處理、計算機網(wǎng)絡(luò)幾千萬次到百億條指令/秒性能大幅度提高，價格下降，應(yīng)用到社會各個領(lǐng)域任務(wù)姨一：勝計算拿機的攤發(fā)展脈史任務(wù)捎二：況計算瞞機的寸發(fā)展刻趨勢3.計算巡壽機的羨發(fā)展豬趨勢：巨型貴化：發(fā)展湊高速混、大喇存儲捕容量須和強旺大功球能的祥超大貝型計垃算機奔。用向于核矛反應(yīng)鋸、天題文、班氣象叉、宇罩宙工裳程、坦生物裳工程慨等尖毫端科餡學及軋新興下科學麗。微型鋒化：芯片哪的集飼成度筑越來晚越高濃，計社算機狗的元池器件逆越來咱越小題，而噴使得傾計算前機的福計算碗速度蘇快、撕功能脆強、斗體積腳小、退價格喝低。網(wǎng)絡(luò)腐化：在一刮定的職地理奮區(qū)域楊內(nèi)，圖將分竹布在哀不同喇地點珠的不啊同機異型的錦計算轉(zhuǎn)機和獨外部日設(shè)備星由通妙信線光路互桶聯(lián)組蘆成一敞個規(guī)惜模大驢、功享能強充的網(wǎng)譽絡(luò)環(huán)翅境，占在網(wǎng)度絡(luò)軟盟件的潑協(xié)調(diào)壯下，豈可以桑共享隙信息猴、數(shù)壁據(jù)及疏系統(tǒng)鞠資源尼。智能克化：讓計看算機稅來模豬擬人逆的感鍬覺、獅行為虛、思菠維過般程，袖使計摔算機宋具備印聽、批視、侄語言蹈、行頭為、洪思維庸、推喪理，役學習置、證漫明等摸能力銜。包蔬括模勞式識駐別、彈專家柿系統(tǒng)容、智留能機仇器人屠。多媒鼓體化駕：多媒褲體是渣“以膽數(shù)字蠟技術(shù)繞為核植心的餅圖象臭、聲遮音與告計算祖機、鉆通信電等融當為一彈體的肯信息晝環(huán)境榴”的達總稱曲，使茂計算含機以飾更接鴉近人很的自叉然方甚式與付我們崖交換棄信息銀河Ⅱ任務(wù)廁三疤計算暑機的恢分類1.超級裂計算柜機(巨型浮機)特點籠：體演積大褲，運委行速猜度快咸，功聾能強爸，存切儲容債量大深，用痛于新科研螞，國播防如：導銀河I，II，曙伍光2.小巨烏型機特點炒：采用身高性遍能的鞭微處讓理器狡組成終并行饅多處希理器屠系統(tǒng)族，使餅巨型摩機小讀型化奴。3.大型掛機特點芹：由議主處遲理器橫以及腸其他鳴若干棗計算櫻機組齒成，垮用大甘型企滲事咬業(yè)數(shù)畢據(jù)庫棗系統(tǒng)蜂或糧網(wǎng)絡(luò)姐中心威的主漁機，悶如：IB昨M4要30蛾04.計算何機的恰分類：4.小型遮機：特點脈：規(guī)端模小枝，成疑本低緒，用快途廣傷泛，序用于珍網(wǎng)絡(luò)解服務(wù)旋器5.工作撿站（墻超級星微機萌）：特點攪：速潛度快槽，存其儲容當量大塵，易蝴聯(lián)網(wǎng)歸，用站于圖信像處驢理和胖輔助豬設(shè)計踩。6.個人殃計算荷機（PC機）:類別偽：ap屑pl到e(蘋果柿機)IB享M及兼笛容機傾（已扮被中沿國聯(lián)訓想收考購）外觀鑒：陡臺式伙機便攜請式：虎筆記差本，抵掌上經(jīng)電腦任務(wù)裙三扔計算斗機的巾分類任務(wù)四計算質(zhì)機的特東點運算釣速度?？煊嬎阌柧炔鸥叽鎯S容量栗大具有肝邏輯蒜判斷曠能力自動脈化程腐度高支持盼人機捐交流通用必性強任務(wù)五計算顛機的應(yīng)潛用領(lǐng)古域計算使機的尋應(yīng)用卸領(lǐng)域戶極其赴廣泛別。經(jīng)挽過幾怨十年舌的發(fā)歌展，灰已滲鍋透到引社會粒的各稈行各寇業(yè)，銹正在拆改變母著傳毀統(tǒng)的敵工作對、學飲習和哄生活間方式淋，推濾動著售社會閱的發(fā)宗展?；蚋爬ń悠饋碇梢云驓w納浴為以北下幾倍個主玩要的逆應(yīng)用傅領(lǐng)域列：1．科尊學計將算：使綁用計帽算機悶解決乒在科撓學研跡究和嚼工程著技術(shù)牌領(lǐng)域古中提揚出的膊大量將復雜束的數(shù)掘值計列算問首題。2．數(shù)揪據(jù)處亞理：使躍用計歪算機漂對數(shù)填據(jù)進寧行輸惑入、材分類燭、加蛋工、冶整理員、合衡并、令統(tǒng)計位、制旦表、搞檢索煙以及凱存儲跟等。（1）辦窯公自削動化懶；（2）管平理信各息系砍統(tǒng)；（3）商灶業(yè)應(yīng)抗用；墾（4）文惱獻檢冬索；逼（5）醫(yī)朝療保賭健……3．自動控制：實攤時采嚼集檢飄測數(shù)續(xù)據(jù)，鼠使用灶計算砌機快漆速進洽行處竿理并貿(mào)自動啊控制閣被控哭對象援的動株作，工實現(xiàn)瘦生產(chǎn)福過程剝的自發(fā)動化表。4．計鬧算機肥輔助解系統(tǒng)：計算恭