計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史

關(guān)于計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史21.1.1石頭計(jì)算到算盤公元前3000年的古埃及人用結(jié)繩來(lái)記錄土地面積和收獲的谷物公元前2000年的美索不達(dá)米亞人用泥板計(jì)數(shù)，這塊泥板上的契形文字代表25。我國(guó)古代數(shù)學(xué)家祖沖之就是用算籌計(jì)算出圓周率值介于3.1415926和3.1415927之間。第2頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月31.1.1石頭計(jì)算到算盤珠算被稱為我國(guó)“第五大發(fā)明”，最早記錄于漢朝人徐岳撰寫的《數(shù)術(shù)記遺》一書里。算圣劉洪及其發(fā)明的珠算盤。第3頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月41.1計(jì)算機(jī)的史前時(shí)代1.1.2計(jì)算尺和計(jì)算器JohnNapier(1550-1617)約翰·納皮爾納皮爾算籌(Napier’sbones)1612年發(fā)明第4頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月51.1計(jì)算機(jī)的史前時(shí)代1.1.2計(jì)算尺和計(jì)算器威廉·奧卻德(WilliamOughtred)及其發(fā)明的圓形計(jì)算尺風(fēng)靡18－19世紀(jì)的計(jì)算尺1.計(jì)算尺第5頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月61.1計(jì)算機(jī)的史前時(shí)代1.1.2計(jì)算尺和計(jì)算器Casio14-A史上第一臺(tái)商用小型電子計(jì)算器1957年發(fā)明一款普通的袖珍電子計(jì)算器2.計(jì)算器第6頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月71.2機(jī)械式計(jì)算機(jī)1.2.1契卡德計(jì)算機(jī)威廉·契克卡德德國(guó)圖賓根大學(xué)教授，于1623年制造了第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。1960年，契克卡德家鄉(xiāng)人根據(jù)示意圖重新制作的契克卡德計(jì)算機(jī)：能做6位數(shù)加減法，設(shè)置了某種“溢出”響鈴裝置；機(jī)器上部附加一套圓柱型“納皮爾算籌”，因此也能進(jìn)行乘除運(yùn)算。WilhelmSchickard(1592-1635)第7頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月81.2機(jī)械式計(jì)算機(jī)1.2.2帕斯卡加法機(jī)BlaisePascal(1623–1662)保存在巴黎國(guó)立工藝博物館的帕斯卡加法機(jī)，1642年發(fā)明：機(jī)器由系列齒輪組成的裝置，外殼用黃銅材料制作，是一個(gè)長(zhǎng)20英寸、寬4英寸、高3英寸的長(zhǎng)方盒子，面板上有一列顯示數(shù)字的小窗口，旋緊發(fā)條后才能轉(zhuǎn)動(dòng)，用專用的鐵筆來(lái)?yè)軇?dòng)轉(zhuǎn)輪以輸入數(shù)字。布萊斯·帕斯卡

法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、思想家第8頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月91.2機(jī)械式計(jì)算機(jī)1.2.3萊布尼茲乘法機(jī)GottfriedLeibniz(1646–1716)1674年，萊布尼茨發(fā)明乘法機(jī)。這是第一臺(tái)可以運(yùn)行完整四則運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，長(zhǎng)100厘米、寬30厘米、高25厘米，主要由不動(dòng)的計(jì)數(shù)器和可動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)兩部分組成，整個(gè)機(jī)器由一套齒輪系統(tǒng)傳動(dòng)。【公元1700年左右，萊布尼茨從一位友人送給他的中國(guó)“易圖”（八卦）里受到啟發(fā)，悟出了二進(jìn)制數(shù)之真諦，率先提出了二進(jìn)制的運(yùn)算法則。】戈特費(fèi)里德·萊布尼茲

德國(guó)數(shù)學(xué)家、微積分獨(dú)立發(fā)明人第9頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月101.2機(jī)械式計(jì)算機(jī)1.2.4“編織”的程序明代宋應(yīng)星所著《天工開物》《天工開物》中記載的小花樓提花機(jī)第10頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月111.2機(jī)械式計(jì)算機(jī)1.2.4“編織”的程序英國(guó)曼徹斯特“科學(xué)與工業(yè)博物館”中的杰卡德編織機(jī)(1805年發(fā)明)布喬的穿孔卡片思想在杰卡德的自動(dòng)編織機(jī)上實(shí)現(xiàn)——程序控制思想的萌芽正面?zhèn)让娴?1頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月121.2機(jī)械式計(jì)算機(jī)1.2.5差分機(jī)和分析機(jī)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)奠基人——英國(guó)劍橋大學(xué)教授查爾斯·巴貝奇1822年，差分機(jī)——倫敦科學(xué)博物館的復(fù)制品CharlesBabbage(1791-

1871)第12頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月131.2機(jī)械式計(jì)算機(jī)1.2.5差分機(jī)和分析機(jī)世界上第一位程序員——奧古斯塔·艾達(dá)·拜倫后人根據(jù)巴貝奇圖紙制造的“分析機(jī)”AugustaAdaByron(1815-1852)1834年，巴貝奇提出通用計(jì)算機(jī)“分析機(jī)”構(gòu)想，直至他去世也未制成。第13頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月141.2機(jī)械式計(jì)算機(jī)1.2.5差分機(jī)和分析機(jī)設(shè)計(jì)圖紙之一——差分機(jī)和分析機(jī)存儲(chǔ)器框架第14頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月151.2機(jī)械式計(jì)算機(jī)1.2.6手搖計(jì)算機(jī)鮑德溫發(fā)明的手搖計(jì)算機(jī)，1873年弗蘭克·鮑德溫(FrankBaldwin)第15頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月161.3從機(jī)械到電子的進(jìn)程1.3.1穿孔制表機(jī)HermanHollerith(1860-1929)美國(guó)著名統(tǒng)計(jì)專家——赫爾曼·霍列瑞斯霍列瑞斯發(fā)明的自動(dòng)制表機(jī)第16頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月171.3從機(jī)械到電子的進(jìn)程1.3.2電子文明的曙光——電子二極管、三極管JohnFleming(1848-1945)1904年，英國(guó)青年工程師約翰·弗萊明發(fā)明真空二極管LeeDeForest(1873-1961)1906年，美國(guó)人李·德·福雷斯特發(fā)明能起放大作用的真空三極管。第17頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月181.3從機(jī)械到電子的進(jìn)程KonradZuse(1910-1995)數(shù)字計(jì)算機(jī)之父——克蘭德·楚澤德國(guó)博物館中存放的Z4計(jì)算機(jī)第18頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月191.3從機(jī)械到電子的進(jìn)程HowardAiken(1900-1973)MARK系列計(jì)算機(jī)發(fā)明人——霍華德·艾肯哈佛大學(xué)的MARK-I第19頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月201.3從機(jī)械到電子的進(jìn)程計(jì)算機(jī)軟件之母——GraceHopper(1906-1992)(a)一本介紹霍波博士的書(b)海軍軍官霍波——攝于1984年保存在霍波筆記本中的第一個(gè)“bug”第20頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月211.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）：1946年2月14日，誕生在美國(guó)馬里蘭州阿貝丁陸軍試炮場(chǎng)第21頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月221.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史ENIAC兩位設(shè)計(jì)者

——莫契利和?？颂谽NIAC博物館中的部分器件第22頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月231.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.1電子管計(jì)算機(jī)2.電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代：1946年～20世紀(jì)50年代后期(1)主要特點(diǎn)

邏輯元件——電子管

主

存——磁鼓

輔

存——磁帶

軟

件——機(jī)器語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言

應(yīng)

用——科學(xué)計(jì)算(2)主要成就

①數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，揭開了人類歷史新篇章。②1946年6月，美國(guó)數(shù)學(xué)家、普林斯頓大學(xué)教授約翰·馮·諾依曼（JohnVonNeumann）提出了“存儲(chǔ)程序”的概念以及計(jì)算機(jī)組成和框架，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組成與工作原理基礎(chǔ)。第23頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月241.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.2晶體管計(jì)算機(jī)1.晶體管的誕生1947年，晶體管誕生。晶體管的三位發(fā)明人——因這項(xiàng)偉大發(fā)明，三人獲得1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)威廉·肖克利約翰·巴丁沃爾特·布拉坦第24頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月251.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.2晶體管計(jì)算機(jī)1.晶體管的誕生晶體管與電子管的比較：體積比電子管小很多耗電大大降低穩(wěn)定性有很大提高電子管實(shí)物晶體管實(shí)物1955年，貝爾實(shí)驗(yàn)室使用800只晶體管組裝了世界上第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC。(TransistorDigitalComputer)第25頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月261.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.2晶體管計(jì)算機(jī)2.晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代：20世紀(jì)50年代中期～20世紀(jì)60年代中期(1)主要特點(diǎn)

邏輯元件——晶體管

主

存——磁芯

輔

存——磁盤

軟

件——高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)應(yīng)

用——除科學(xué)計(jì)算外，已應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制

(2)主要成就

①首次將晶體管用于計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)縮小了體積，減低了功耗，提高了速度和可靠性。②發(fā)明了高級(jí)語(yǔ)言。

③首次提出了計(jì)算機(jī)的兼容問題，包括硬件兼容和軟件兼容。第26頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月271.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1959年，集成電路宣告誕生。1958年9月12日，在德克薩斯儀器（TI）公司工作的杰克·基爾比（JackKilby）完成了他的集成電路設(shè)計(jì)（將硅電阻器、電容器和晶體管裝在一塊晶片上）。1959年2月6日，基爾比向美國(guó)專利局申報(bào)專利“小型化電子電路（No.3138743）”。

1959年7月30日，美國(guó)仙童公司的羅伯特·諾伊斯（RobortNoyce）也宣稱制出第一塊集成電路，并向美國(guó)專利局申請(qǐng)專利“半導(dǎo)體器件和引線結(jié)構(gòu)（No.2981877）”。杰克·基爾比羅伯特·諾伊斯第27頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月281.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.3集成電路計(jì)算機(jī)1.集成電路的誕生集成電路與晶體管的比較：集成電路實(shí)物晶體管實(shí)物1964年4月7日，在IBM公司成立50周年之際，由年僅40歲的吉恩·阿姆達(dá)爾(Gene

Amdahl)擔(dān)任主設(shè)計(jì)師，歷時(shí)四年研發(fā)的IBM360計(jì)算機(jī)問世，標(biāo)志著第三代計(jì)算機(jī)的全面登場(chǎng)，這也是IBM歷史上最為成功的機(jī)型之一。第28頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月291.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.3集成電路計(jì)算機(jī)2.集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代：20世紀(jì)60年代中～20世紀(jì)70年代初(1)主要特點(diǎn)

邏輯元件——集成電路

主

存——半導(dǎo)體

輔

存——磁盤

軟

件——高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)

應(yīng)

用——科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制

(2)主要成就

①IBM公司首次提出了系列機(jī)的概念，圓滿地解決了計(jì)算機(jī)兼容的問題，典型代表是IBM360系列機(jī)。②控制器設(shè)計(jì)使用微程序控制技術(shù)，使控制器的設(shè)計(jì)規(guī)整化。③結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想成熟，軟硬件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。第29頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月301.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.4大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)1.微處理器的出現(xiàn)1971年，Intel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，即第一塊微處理器芯片4004。

所謂微處理器芯片是將CPU（CentralProcessingUnit，中央處理器）集成在一塊芯片上。第一塊微處理器芯片Intel4004及其發(fā)明人特德·霍夫第30頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月311.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.4大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)2.微型計(jì)算機(jī)(1)第一臺(tái)微型機(jī)：Altair88001975年4月，微型儀器與自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)公司（MITS）推出了首臺(tái)通用型Altair8800，售價(jià)375美元，帶有1KB存儲(chǔ)器，這是世界上第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。(2)PC機(jī)：PersonalComputer1981年8月12日，IBM公司正式推出了全球第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)——IBMPC。該機(jī)采用主頻4.77MHz的Intel8088微處理器，運(yùn)行Microsoft公司專門為IBMPC開發(fā)的MS-DOS操作系統(tǒng)。第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)——Altair8800第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)——IBMPC第31頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月321.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.4大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)2.微型計(jì)算機(jī)比爾·蓋茨（BillGates）在哈佛大學(xué)學(xué)習(xí)期間就為第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)Altair8800開發(fā)了BASIC編程語(yǔ)言的一個(gè)版本。1975年，年僅20的蓋茨與好友保羅·艾倫(PaulAllen)共同創(chuàng)建了Microsoft公司。1981年誕生的IBMPC機(jī)選用Microsoft公司的MS-DOS作為操作系統(tǒng)，隨著PC機(jī)的風(fēng)行，Microsoft公司逐漸成為世界第一大微機(jī)軟件開發(fā)商。比爾·蓋茨保羅·艾倫第32頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月331.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.4大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)2.大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代：20世紀(jì)70年代初期～至今(1)主要特點(diǎn)

邏輯元件——大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路（LSI/VLSI）

主

存——LSI/VLSI半導(dǎo)體芯片

輔

存——磁盤、光盤

軟

件——高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)

應(yīng)

用——科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制，并進(jìn)入以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征的應(yīng)用時(shí)代第33頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月341.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.4大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)2.大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代：20世紀(jì)70年代初期～至今(2)主要成就

①1971年Intel公司成功地研制出了4004微處理器芯片。從此，隨著LSI/VLSI技術(shù)的發(fā)展，微處理器每隔兩三年就有一個(gè)新的產(chǎn)品問世，至今已發(fā)展到486、586、Itanium、IntelCore2。②微型計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，典型代表是IBMPC。③面向?qū)ο?、可視化程序設(shè)計(jì)概念出現(xiàn)；軟件產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)，各種實(shí)用軟件層出不窮，極大地方便了用戶。④計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)把世界緊密地聯(lián)系在一起。⑤多媒體技術(shù)崛起，計(jì)算機(jī)集圖像、圖形、聲音、文字處理于一體，在信息處理領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)革命，與之對(duì)應(yīng)的信息高速公路正在緊鑼密鼓地籌劃實(shí)施當(dāng)中。第34頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月351.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.5第五代計(jì)算機(jī)從20世紀(jì)80年代開始，日本、美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家都宣布開始新一代計(jì)算機(jī)的研究。人們普遍認(rèn)為新一代計(jì)算機(jī)應(yīng)該是智能型的，它能模擬人的智能行為，理解人類自然語(yǔ)言，并繼續(xù)向著微型化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。綜合起來(lái)大概有以下幾個(gè)研究方向。

人工智能計(jì)算機(jī)

巨型計(jì)算機(jī)

多處理機(jī)

激光計(jì)算機(jī)

超導(dǎo)計(jì)算機(jī)

生物晶體計(jì)算機(jī)（DNA計(jì)算機(jī)）量子計(jì)算第35頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月361.4電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史1.4.6總結(jié)起止年代主要元件主要元件圖例速度（次/秒）特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域第一代1946年～20世紀(jì)50年代末電子管5千～1萬(wàn)次體積巨大，運(yùn)算速度較低，耗電量大，存儲(chǔ)容量??；主要用來(lái)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算第二代20世紀(jì)50年代中～20世紀(jì)60年代中晶體管幾萬(wàn)～幾十萬(wàn)次體積減少，耗電較少，運(yùn)算速度較高，價(jià)格下降；不僅用于科學(xué)計(jì)算，還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)管理，并逐漸用于工業(yè)控制第三代20世紀(jì)60年代中～20世紀(jì)70年代初中、小規(guī)模集成電路幾十萬(wàn)～幾百萬(wàn)次體積、功耗進(jìn)一步減少，可靠性和速度進(jìn)一步提高；應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓展到文字處理、企業(yè)管理、自動(dòng)控制、城市交通管理等方面第四代20世紀(jì)70年代初～至今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路幾千萬(wàn)～幾百萬(wàn)億次性能大幅度提高，價(jià)格大幅度下降，廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)方面，進(jìn)入辦公室和家庭；在辦公室自動(dòng)化、電子編輯排版、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、專家系統(tǒng)等領(lǐng)域中大顯身手第36頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月371.5奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想邏輯代數(shù)創(chuàng)始人，英國(guó)數(shù)學(xué)家——喬治·布爾(GeorgeBoole，1815-1864)第37頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月381.5奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想信息論創(chuàng)始人，美國(guó)科學(xué)家——

克勞德·香農(nóng)(ClaudeShannon，1916-2001)第38頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月391.5奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想1.5.3圖靈、圖靈機(jī)及圖靈測(cè)試

圖靈是計(jì)算機(jī)邏輯的奠基者，許多人工智能的重要方法也源自這位偉大的科學(xué)家：24歲，提出圖靈機(jī)理論；31歲，參與Colossus（二戰(zhàn)時(shí)英國(guó)破解德國(guó)通信密碼的計(jì)算機(jī)）的研制；33歲，構(gòu)思了仿真系統(tǒng)；35歲，提出自動(dòng)程序設(shè)計(jì)概念；38歲，設(shè)計(jì)了“圖靈測(cè)試”；

在后來(lái)還創(chuàng)造了一門新學(xué)科——非線性力學(xué)；……計(jì)算機(jī)與人工智能之父，英國(guó)數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家——阿蘭·圖靈（AlanTuring，1912-1954）第39頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月401.5.3圖靈、圖靈機(jī)及圖靈測(cè)試1.圖靈機(jī)1936年5月28日，圖靈向倫敦權(quán)威的數(shù)學(xué)雜志投了一篇論文，題為“論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題上的應(yīng)用”(OnComputableNumbers,withanApplicationtotheEntscheidungsproblem)。在這篇開創(chuàng)性的論文中，圖靈給“可計(jì)算性”下了一個(gè)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)定義，并提出著名的“圖靈機(jī)(TuringMachine)”的設(shè)想。1.5奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想圖靈機(jī)模型示意圖第40頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月411.5.3圖靈、圖靈機(jī)及圖靈測(cè)試2.圖靈測(cè)試1950年10月，圖靈發(fā)表一篇題為“計(jì)算機(jī)器與智能”(Computingmachineryandintelligence)的論文，成為劃時(shí)代之作。在這篇論文里，圖靈第一次提出“機(jī)器思維”的概念。他還對(duì)智能問題從行為主義的角度給出了定義，由此提出一假想：一個(gè)人在不接觸對(duì)方的情況下，通過(guò)一種特殊的方式，和對(duì)方進(jìn)行一系列的問答，如果在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，他無(wú)法根據(jù)這些問題判斷對(duì)方是人還是計(jì)算機(jī)，那么，就可以認(rèn)為這個(gè)計(jì)算機(jī)具有同人相當(dāng)?shù)闹橇?，即這臺(tái)計(jì)算機(jī)是能思維的。這就是著名的“圖靈測(cè)試”（TuringTesting）。1.5奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想第41頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月421.5.3圖靈、圖靈機(jī)及圖靈測(cè)試3.圖靈獎(jiǎng)為紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域做出的巨大貢獻(xiàn)，國(guó)際計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)(AssociationforComputingMachinery，ACM)于1966年開始設(shè)立圖靈獎(jiǎng)(TuringAward)，這是計(jì)算機(jī)界最負(fù)盛名的獎(jiǎng)項(xiàng)，有“計(jì)算機(jī)界諾貝爾獎(jiǎng)”之稱。首位華人獲獎(jiǎng)?wù)摺?000年圖靈獎(jiǎng)得主，姚期智首位女性獲獎(jiǎng)?wù)摺?006年圖靈獎(jiǎng)得主，法蘭西斯·艾倫1.5奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想姚期智法蘭西斯·艾倫(FrancesAllen)第42頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月431.5奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想被“遺忘”的電子計(jì)算機(jī)之父

——約翰·阿塔納索夫（JohnAtanasoff，1903-1995）存放在衣阿華州立大學(xué)的ABC計(jì)算機(jī)(Atanasoff-BerryComputer)第43頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月441.5.5維納及計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)五原則維納提出的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)五原則：

不是模擬式，而是數(shù)字式；

由電子元件構(gòu)成，盡量減少機(jī)械部件；

采用二進(jìn)制，而不是十進(jìn)制；

內(nèi)部存放計(jì)算表；

在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?！揪S納1943年在所發(fā)表的論文“行為、目的和目的論”（Behavior,purpose,andteleology.Phil.Sci.10(1943).）中，首次提出了“控制論”這個(gè)概念。1948年維納在麻省理工學(xué)院出版社（MITPress）出版了里程碑式的著作《控制論——?jiǎng)游锖蜋C(jī)器中的通信與控制問題》（Cybernetics:OrtheControlandCommunicationintheAnimalandtheMachine.Cambridge），為控制論奠定了理論基礎(chǔ)，標(biāo)志著它的正式誕生?！?.5奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想控制論創(chuàng)始人——諾伯特·維納（NorbertWiener，1894-1964）第44頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月451.5.6馮·諾伊曼及馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)1945年6月30日，馮·諾依曼發(fā)表“101頁(yè)報(bào)告”——FirstDraftofaReportontheEDVAC；1946年7、8月間，馮·諾依曼又提出了一個(gè)更加完善的設(shè)計(jì)報(bào)告“電子計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)初探”（Preliminarydiscussionofthethelogicaldesignofanelectroniccomputinginstrument）。1.5奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)之父——馮·諾伊曼這兩篇報(bào)告的綜合設(shè)計(jì)思想，便是著名的“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)（vonNeumannArchitecture）”。報(bào)告明確指出：

采用二進(jìn)制，不但數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制，指令也采用二進(jìn)制；

計(jì)算機(jī)由5部分構(gòu)成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出裝置；

程序由指令組成并和數(shù)據(jù)一起存放在存儲(chǔ)器中，機(jī)器按程序指定的邏輯順序，把指令從存儲(chǔ)器中讀出來(lái)并逐條執(zhí)行，從而自動(dòng)完成程序描述的處理工作。(即，“存儲(chǔ)程序”思想)第45頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月461.5.6馮·諾伊曼及馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)注意：ENIAC并不是基于“存儲(chǔ)程序”工作的計(jì)算機(jī)！1.5奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想第一臺(tái)“存儲(chǔ)程序”電子計(jì)算機(jī)——EDSAC，英國(guó)劍橋大學(xué)教授威爾克斯主持。下面機(jī)器是較早實(shí)現(xiàn)“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)”、按照“存儲(chǔ)程序＋程序控制”工作的計(jì)算機(jī)：IAS——馮·諾依曼主持EDVAC——馮·諾依曼主持EDSAC——莫里斯·威爾克斯主持馮·諾伊曼及IAS機(jī)EDVAC第46頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月471.6計(jì)算機(jī)在中國(guó)中國(guó)的計(jì)算機(jī)事業(yè)開始的標(biāo)志是1956年6月14日，毛澤東主席等中央領(lǐng)導(dǎo)同志在懷仁堂草坪接見了參加規(guī)劃的幾百位專家，批準(zhǔn)了我國(guó)著名的12年科技規(guī)劃，選定了“計(jì)算機(jī)、電子學(xué)、半導(dǎo)體、自動(dòng)化”作為發(fā)展規(guī)劃的四項(xiàng)緊急措施，批準(zhǔn)中國(guó)科學(xué)院成立計(jì)算技術(shù)、半導(dǎo)體、電子學(xué)及自動(dòng)化四個(gè)研究所。1956年8月25日，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所籌備委員會(huì)成立，著名數(shù)學(xué)家華羅庚任主任，我國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)由此起步。表1.3為我國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展史大事記表（1956～2005年）。圖2.1浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式圖2.1浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式第47頁(yè),共56頁(yè)，星期六，2024年，5月481.7計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)ENIACIntelCoreDuo2006首次登場(chǎng)1946年2006年性能5

000次加法/秒21.6億次運(yùn)算/秒功耗170kW最多31W重量28t幾乎可以忽略大小80英尺×8英尺90.3mm2器件數(shù)量17

840支電子管151.6百萬(wàn)支晶體三