计算机的发展.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算的历史,开始：机械计算器,早期的电子计算机,最初的四代计算机,第五代计算机及其它,计算机的起源,早期计算工具的发展,筹算法珠算计算尺,近代计算机器的发展,计算器,计算机器差分机与分析机,现代计算机的诞生,1946,年,(,美,),宾夕法尼亚大学第一台数字电子计算机,ENIAC,诞生。它使用了,18000,多只,电子管、占地160平方米,、,重30余吨、耗电150kw,、,运算速度为,5000,次,/,秒。,按照计算机所使用的逻辑部件将计算机的发展分为四代：,第一代：,(1946-1957),电子管时代,机器和汇编语言,),第二代：,(1958-1964),晶体管时代,(,高级编程语言,),第三代：,(1965-1970),中小规模集成电路,(,操作系统成熟,),第四代：,(1971,至今,),大规模、超大规模集成电路,(,出现网络，使用面日益广泛,),现代计算机的发展,计算机的原始时代（从17世纪到20世纪30年代）计算机旧石器时代电脑的新石器时代（1970-1985）,:,微机与网络时代,电脑的青铜时代,（1985-1995）：,多媒体与互联网电脑的铁器时代（1995-2000）：3,D,时代移动计算与网格计算（2000-2005）：,XP、,移动、互联电脑的白银时代（2005-2006）：64位与双核电脑的黄金时代（2006年以后）：数字家庭时代,二、计算机的发展,计算机的原始时代,从17世纪到20世纪30年代,机械计算器：算盘,3000,年以前,算盘,很早以前，中国人就发明了算盘，以手工制动的机械代替繁琐的的 纸和笔，以及不可靠的,“,脑,”,运算。从而揭开了机械计算的新纪元。与纸和脑计算比较：增加了资源的可重用性；增加了计算的可靠性。但是受限于固定的计算类型。,-,算盘是人工计算的机械抽象,。,机械计算器,1617,年，,John Napier,制成除法（利用减法实现）,和乘法机（利用加法实现）。,-,苏格兰发明家,运算,机械,帕斯卡,：计算机器的鼻祖,布莱斯帕斯卡（Blaise,Pascal,，,1623-1662,）,帕斯卡的一生短暂而神奇，,横跨科学、文学与神学诸多领域，,有人赞美他是大师里的大师，,有人颂扬他是天才里的天才。,帕斯卡发明的,Pascaline,1642,年，,19,岁的帕斯卡为了帮助父亲计算税款，开始研究机械计算装置。经过精心设计，最后制成了手摇驱动的齿轮进位式计算器，可完成六位数字的加减法。,德国数学家莱布尼兹,德国数学家莱布尼兹,（,Gottfried Wilhelm von Leibniz，1646-1716）,1673,年在对,Pascaline,改进的基础上，设计制造了能进行四则运算的机械计算器。他的装置称为,Stepped,Reckoner,，,即步进计算器，能作加减乘除。,Stepped,Reckoner,这是,莱布尼兹步进计算器的实物图。还有具体设计图纸。,查尔斯巴贝奇,英国剑桥大学数学教授,Charles Babbage,1791-1871,巴贝奇的主要贡献,1、设计了差分机,Difference Engine,2、,设计了分析机,Analytical Engine,包括：处理装置、存储装置、控制装置、输入装置、输出装置。,1822,年，,Charles Babbage,设计差分机计算对数；,1833,年,:Charles Babbage,设计了的指令分析机,.,-,英格兰人,巴贝奇被公认为计算机之父Father of Computer,Grandfather of Computer,Godfather of Computer,爱达奥古斯塔拉芙拉斯,Ada,Augusta Lovelace Byron,1815-1852,伟大诗人拜伦的女儿,爱达的主要贡献,1、指出分析机可以编程，发现编程的基本要素,如循环、子程序，被誉为世界上第一位程序员。,2、建议分析机用二进制存储。,3、预言分析机能唱歌、绘画。,爱达的手迹,爱达短暂的一生,出生五周，父母离异。母亲是数学家，因此也希望她成为数学家。,仅37岁，因多病而早逝。,为纪念她，1979年美国国防部的一种编程语言命名为,Ada,语言。,计算机旧石器时代,进入20世纪40年代，开始出现一批庞然大物的电子计算机，揭开了计算机时代的序幕。,计算机科学奠基人,艾兰麦迪森图灵,Alan,Mathison,Turing,1912.6.23-1954.6.7,图灵的主要贡献,1,、提出图灵机模型,1936年 发表论文：“论可计算数及其在判定问题中的应用”，奠定了计算机的模型与可计算理论。,2、提出图灵测试,1950年发表论文：“计算机与智能”，奠定了人工智能的基础。,、,二战中，图灵破译纳粹密码做出贡献,1947年8月25日，泰晤士报，图灵的马拉松记录2:46:03,美国计算机协会图灵奖,自1966年开始，每年授予杰出的计算机科学家。如,John Backus,，John McCarthy，Maurice V.Wilkes,Edsger,W.Dijkstra,M.Minsky，R.W.Hamming,Donald,E.Knuth，Michael,O.Rabin，Frederick P.Brooks，Edward A.,Feigenbaum，Allen,Newell，Herbert Simon，Dana S.Scott，,姚期智教授（,Andrew Chi-,Chih,Yao）,等等。,正确评价冯诺依曼的贡献？（,John Louis von Neumann，1903-1957）,冯诺依曼是大名鼎鼎、成就卓著的科学家。在现代数学、量子物理学、逻辑学、气象学、军事学、经济学、决策论、博弈论以及计算机等学科做出了重大贡献。当然，从根本上说他主要是一位大数学家。他自己认为关于计算机的想法主要来自图灵。,机电式计算机的缔造者：霍华德 艾肯 使巴贝奇梦想成真,霍华德,艾肯（,Howard Hathaway Aiken）,1900年3月9日诞生在美国新泽西州,Newark。,哈佛大学博士，哈佛大学教授。,1973,年,3,月,14,日在密苏里州的圣路易斯逝世。,ASCC,的四位缔造者,1944,年摄。,(,从左到右),Frank E.Hamilton（1898-1972）,Clair D.Lake（1888-1958）,Howard H.Aiken（1900-1973）,和,Benjamin M.Durfee（1897-1980）.,ASCC,在,IBM,公司制成、测试,1943,年,11,月,ASCC,在,IBM,的恩迪考特工程实验室进行测试。,IBM automatic sequence controlled calculator(ASCC),1944,年2月1日工人把,ASCC,运到哈佛大学物理研究实验室外,ASCC,在哈佛大学称为,Mark-1,托马斯沃森：,The Old Man,IBM President Thomas J.Watson(1874-1956)shows some of the ASCCs counters to four U.S.Navy petty officers in August 1944.,格瑞斯霍普海军少将,Grace M.Hopper,1906.12.9-1992.1.1,霍普的主要贡献,1、研制了第一个,Compiler,被誉为,COBOL,之母,2,、,Bug,与,Debug,的来历趣事,30 June 1945:John von Neumann wrote the First Draft of a Report,on the EDVAC,，,von Neumann architecture,。,stored program,PARKII,的,bug,美国前总统里根在白宫给霍普颁奖,约翰,阿塔诺索夫,被遗忘的计算机之父，保加利亚后裔,约翰阿塔诺索夫,（,John Vincent,Atanasoff,，1903-1995）,他与研究生克里福德贝瑞一起，开发了第一台电子数字计算机的原型机，从1939年12月开始，并于1942年全部完成,。,ABC,计算机（,Atanasoff,-Berry Computer）,1925,年 微分分析器，,Vannevar,Bush,MIT,德国计算机先驱：康拉德,楚什,康拉德,楚什,（,Konrad,Zuse，1910-1995）,曾经独立地创造了世界上第一台计算机。世界承认了他的发明和贡献。,1935,年，,Konrad,Zuse,制造第一台计算机,Z-1,，,德国。,后来发展成西门子公司。,1939至1941年他完成了数字计算机,Z3,它被认为是世界上第,1,台机电式、程序控制的计算机。但在,1944,年被战火损坏。由于它的历史重要性，,1960,年做了一个复制品在慕尼黑的德国博物馆展出。,1943,年，,Alan Turing,等制作的,Colossus,达到顶极。,1944,年，,Harvard Mark I,，,The first large scale,automatic,general purpose,electromechanical calculator,电子计算机的诞生,1946,年,2,月,14,日,ENIAC,诞生。,ENIAC,（,Electronic Numerical Integrator and Computer,，,埃尼阿克）在宾大诞生,。,ENIAC,在宾州大学诞生,1946,ENIAC,，,University of Pennsylvania,。,18000,个电子管组成。,1952 John von Neumann also completed his version of the,successor to the ENIAC at the Institute for Advanced Study at,Princeton University.,宾夕法尼亚大学University of Pennsylvania）,1740年创立，美国费城。,ENIAC,的两位制造者,John,Presper,Eckert and John W.,Mauchly,worked on the ENIAC in 1943.,1951,年,6,月,14,日，埃克特莫奇莱计算机公司生产,UNIVAC,，并交付美国人口统计局使用,。,UNIVAC,开辟了计算机时代,生产了近,50,台，作为商品出售；,用于公众数据处理，不只用于军事目的。特别是在,1951,年美国大选中曾预告了艾森豪威尔当选，使西方舆论大为震惊。,电脑的新石器时代,（1970-1985）,（微机与网络时代）1971年微处理器4004出现。,1975年第一台个人电脑,Altair 8800,问世。,1981年第一台,IBM-PC,问世。,1970年,ARPANET,初具雏形。,1971年第一个电子邮件。,1983年,TCP/IP,取代,NCP,成为,ARPANET,的标准协议。,一篇文章,1975年大众电子学杂志刊登了第一台微机的文章。,比尔盖茨看后，与保尔艾伦从哈佛大学退学，办起了微软公司。,四位网络之父列奥纳德克莱因饶克（,Leonard Kleinrock，1934-）,劳瑞罗伯茨（,Lawrence G.Roberts，1937-）,温顿瑟夫（,Vinton G.Cerf，1943-）,罗伯特卡恩（,Robert E.Kahn，1938-）,ARPANET,的体系结构,劳瑞罗伯茨把四个结点先连起来：,UCLA、SRI、UC Santa Barbara、University of Utah,。,咨询会议上，专家不同意把,Host,直接连起来。于是先用小型计算机作为,IMP,连成通信子网，这个通信子网由,ARPA,控制。然后再分别与,Host,连接，形成资源子网。,温顿瑟夫设计,TCP/IP,瑟夫（1947-）在1980年，设计了,TCP/IP。,使分组能正确地传送，规定了,IP,地址。又能把分组重新组合起来。被国防部接受为标准。,1983年1月1日,ARPANET,全部接受,TCP/IP,为其主要通信协议。,瑟夫作为斯坦福大学教授，一直领导了,TCP,软件的开发与测试。,他还开发了网关（,gateway），,今天我们称为路由器（,router），,都是因特网最核心的内容。,电脑的青铜时代,（1985-1995）：,多媒体与互联网,多媒体和图形界面的出现使电脑真正进入家庭，播放软件、浏览器、办公软件等相关软件蓬勃兴起。,CPU,进入32位时代。1985年386；1989年486；1993年奔腾出现。,Windows,时代。1985年,Win,1.0；1990,年,Win,3.0；1995,年,Win,95。,奔腾,它的体系结构完全与过去的超级计算机类似,多媒体电脑,存储容量：90年代初，硬盘突破1,GB；,中期突破2,GB-4GB。,1995,年个人电脑出现,CD-ROM,光驱,1989年,WWW,开始出现；1993年商业化的互联网运行。,1983年摩托罗拉第一台手机问世。,多媒体声卡，1989年创新公司声霸卡。,1993年,Mosaic,浏览器。,WWW,之父,Tim,Berners,Lee（1955-）,1976年牛津大学物理系毕业。1980年在日内瓦欧洲粒子物理实验室（,CERN）,工作。1990年设计了,HTTP,和,URL，,还设计了,HTML,和浏览器。1993年,WWW,开始风靡全球。,世界上最早的网页,电脑的铁器时代（1995-2000）：3,D,时代,1995年11月，3,dfx,公司发布,VOODOO，,引起3,D,加速芯片和显卡大发展。,1996年创新公司的,SoundBlaster AWE64 Gold,问世，1998年,SoundBlaster Live!,使得声卡登峰造极。,1998年,USB,在,PC,上出现，即插即用的电子消费产品,MP3/MP4。,1996,年,Flash,问世，迎来3,D,新时代。,MP3,MP4 player 256M/512M/1G,2.5,inch TFT 260K color display Support:ASF,WMA,WAV,ADPCM,PCM,JPEGBuilt-in SD/MMC card slotSupport multi-languageFM radio functionSupport TV-out/inBuilt in,MiC,&speakerBuilt-in 2000mAh lithium battery LINE-IN,移动计算与网格计算（2000-2005）：,XP、,移动、互联,Intel,的频率（2000年,P4，2GHz；2004,年,P4，3.8GHz）,与,AMD,的低频高效,Athlon,。,2001,年通过,GPRS,和,CDMA,手机上网；2003年基于迅驰技术的移动计算。,2001年,Windows XP，,集成大量应用程序，例如,IE、Media Player、Messenger、Movie Maker、ZIP,压缩、图像浏览等。,2004年,Google,进入桌面，搜索大战。,网格计算发展。,Internet-based Communication Solution,Dialcom,selected,Skype,the leading,VoIP,solution,as the first integration candidate.,电脑的白银时代（2005-2006）：64位与双核,2003,年9月，,AMD,的,Athlon,64,成为进入家庭的64微处理器。,2005年4月微软的64位操作系统姗姗来迟,Windows XP Professional x64 Edition,。,接口串行化,PCI-E,处理器并行化2005年4月,Pentium D 840 XE；5,月,AMD,的,Athlon,64 x2，,双核,。,奔腾双核处理器,电脑的黄金时代（2006年以后）：数字家庭时代,数字家庭时代，电脑将成为家庭信息中心。其他信息化家电也将实现自由互联和分享。数字家庭将真正与我们的生活融合在一起。我们期待着美好的明天。,新型的计算机,1,、生物计算机：生物计算机采用了生物芯片，它由生物工程技术产生的蛋白质分子构成。在这种芯片中，信息以波的形式传播，运算速度比当今最新一代计算机快,10,万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的十分之一，并且拥有巨大的存储能力。由于蛋白质分子能够自我组合，再生新的微型电路，使得生物计算机具有生物体的一些特点，如能发挥生物体本身的调节机能从而自动修复芯片发生的故障，还能模仿人脑的思考机制。,2,、光子计算机：光子计算机利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中，不同波长的光表示不同的数据，可快速完成复杂的计算工作。由于光的速度是,30,万公里秒，是电子的,300,多倍，所以理论上光计算机运算速度比目前的计算机高出,300,倍。,3,、量子计算机：量子计算机是由美国阿贡国家实验室提出来的。它基于量子力学的基本原理，利用质子、电子等亚原子微粒的从一个能态到另一个能态转变中，出现类似数学上的二进制的特性。,