计算机的过去、现在与未来

1、 帕斯卡的加法机帕斯卡的加法机 莱布尼兹的乘法机莱布尼兹的乘法机 巴贝奇差分机巴贝奇差分机 巴贝奇分析机巴贝奇分析机 古老的计算工具古老的计算工具算盘算盘 人类追求的计算工具人类追求的计算工具 计算机是一种能按照事计算机是一种能按照事 先先存储存储的程序，的程序，自动自动、 高速高速进行大量进行大量数值计算数值计算 和各种和各种信息处理信息处理的现代的现代 化智能电子设备（俗称化智能电子设备（俗称 电脑）。电脑）。 计算机计算机概述概述 第一台电子计算机：埃尼阿克第一台电子计算机：埃尼阿克 第一台电子计算机：埃尼阿克第一台电子计算机：埃尼阿克 第一台计算机主要用于军事领域的科学计算。 世界上第

2、一台现代电子计算机“埃尼阿克” （ ENIAC），诞生于1946年2月14日的美国宾夕法尼亚大 学，这个庞然大物为来宾表演了它的“绝招”在1秒 钟内进行了5000次加法运算，这比当时最快的继电器计 算机的运算速度要快1000多倍。 它包含了17,468 真空管7,200水晶 二极管, 1,500 中转, 70,000 电阻器, 10,000 电容器，1500继电器，6000多个 开关，耗电量150千瓦，造价48万美元。 ENIAC长30.48 米，宽1米，占地面积约170平方米，30个操作台，约相 当于10间普通房间的大小，重达30吨，这一组数据，可 想而知是多么的笨重。 代次代次起止年起止年

3、 份份 所用电子所用电子 元器件元器件 数据处理数据处理 方式方式 运算速运算速 度度 应用领应用领 域域 第一代第一代19461958电子管电子管 汇编语言、代汇编语言、代 码程序码程序 5千千3万次万次 /秒秒 军事及科研军事及科研 第二代第二代19581964晶体管晶体管 高级程序设计高级程序设计 语言语言 数十万数十万几几 百万次百万次/秒秒 事务处理、事务处理、 数据处理数据处理 第三代第三代19641970 中 、 小 规 模中 、 小 规 模 集成电路集成电路 结构化、模块结构化、模块 化程序设计、化程序设计、 实时处理实时处理 数百万数百万几几 千万次千万次/秒秒 工业控制、工

4、业控制、 数据处理数据处理 第四代第四代1971今今 大 规 模大 规 模 、 超超 大 规 模 集 成大 规 模 集 成 电路电路 分时、实时数分时、实时数 据处理、计算据处理、计算 机网络机网络 上亿条指上亿条指 令令/秒秒 工业、生活工业、生活 等各方面等各方面 电子计算机的发展电子计算机的发展 第一代电子计算机 又称又称“电子管计算电子管计算 机机”。以电子管为主。以电子管为主 要电路元件的电子计要电路元件的电子计 算机。第一台电子管算机。第一台电子管 计算机于计算机于1946年在年在美美 国国制成，取名埃尼阿制成，取名埃尼阿 克克(eniac)。1946-1957 年生产的电子计算机

5、年生产的电子计算机 都是第一代电子计算都是第一代电子计算 机。机。 第二代电子计算 第二代电子计算机采用晶第二代电子计算机采用晶 体管制造的电子计算机。体管制造的电子计算机。 国外第二代电子计算机的国外第二代电子计算机的 生存期大约是生存期大约是1957-1964年。年。 其其软件软件开始使用面向过程开始使用面向过程 的的程序设计语言程序设计语言，如，如 fortran、algol等。中国第等。中国第 一台一台晶体管计算机晶体管计算机于于1967 年制成，运算速度为每秒年制成，运算速度为每秒 五万次。五万次。 第三代电子计算机 采用集成电路制造的电子 计算机。1964年开始出现， 60年代末大

6、量生产。其机 种多样化、系列化，外部 设备品种繁多，并开始与 通信设备相结合而发展为 由多机组成的计算机网。 运算速度可达每秒几百万 次，甚至几千万次、上亿 次。中国于1970年研制成 第一台集成电路计算机。 第四代电子计算机 1967年和1977年分别出现了大规模和超大规模集成 电路。由大规模和超大规模集成电路组装成的计算 机，被称为第四代电子计算机。美国ILLIAC-IV计算 机，是第一台全面使用大规模集成电路作为逻辑元 件和存储器的计算机，它标志着计算机的发展已到 了第四代。1975年，美国阿姆尔公司研制成470V/6 型计算机，随后日本富士通公司生产出M-190机， 是比较有代表性的第

7、四代计算机。 计算机的分类 计算机 按处理数据 数字式计算机 模拟式计算机 数字模拟混合 按用途分类 通用计算机 专用计算机 按规模分类 巨型机 大型机 小型机 微型机 工作站 1、运算速度快运算速度快 计算机的特点计算机的特点 2、存储容量大存储容量大 3、具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力 4、能进行自动控制能进行自动控制 5、计算精度高计算精度高 1. 信息处理信息处理 信息处理是指对各种信息进行收集、信息处理是指对各种信息进行收集、 存储、整理、分类、统计、加工、利存储、整理、分类、统计、加工、利 用和传播等一系列活动的统称。用和传播等一系列活动的统称。 计算机的应用计算机的应用 计算机

8、为什么又称为电脑？ 因为计算机和人的大脑一样也是信 息采集、加工、处理的器官。 计算机是一种信息处理机。计算机是一种信息处理机。 2. 科学计算科学计算 （数值计算）（数值计算） 早期的计算机主要用于科学计算。早期的计算机主要用于科学计算。 目前在航天、汽车、造船和建筑等工目前在航天、汽车、造船和建筑等工 程技术领域中，计算工作量往往是很程技术领域中，计算工作量往往是很 大的。借助于计算机完成这些复杂的大的。借助于计算机完成这些复杂的 计算以是必经只路。计算以是必经只路。 3. 计算机辅助设计计算机辅助设计/辅助制造辅助制造 计算机辅助设计简称计算机辅助设计简称CAD。 计算机辅助制造简称计算

9、机辅助制造简称CAM。 CAD只利用计算机实现工程设计自动化只利用计算机实现工程设计自动化 缩短设计周期，提高设计质量。缩短设计周期，提高设计质量。 利用利用CAM输出的信息控制生产过程的输出的信息控制生产过程的 自动加工成为自动加工成为CAM 4. 过程控制过程控制 过程控制是利用计算机检测生产现场，过程控制是利用计算机检测生产现场， 采集现场数据。根据采集的数据按一采集现场数据。根据采集的数据按一 定算法调整生产现场执行机构，用以定算法调整生产现场执行机构，用以 控制产平的质量。控制产平的质量。 5. 计算机模拟计算机模拟 计算机模拟是指利用计算机程序和相计算机模拟是指利用计算机程序和相

10、应的设备模拟实际环境，用于实验或应的设备模拟实际环境，用于实验或 训练。训练。 6. 计算机辅助教学计算机辅助教学CAI 随着多媒体随着多媒体 技术和网络技术的发展，技术和网络技术的发展， 网上教学和远程教育以在许多学校展网上教学和远程教育以在许多学校展 开。开。 智能化智能化 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 网络化网络化 微型化微型化 巨型化巨型化 运算速度可达每秒几百亿次运算的运算速度可达每秒几百亿次运算的 1975年世界上第一台超级计算机年世界上第一台超级计算机“Cray-I” 超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、 石油和地质勘探，卫星图像处

11、理等大量科学计石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计 算的高科技领域。算的高科技领域。 Altair 8800 计算机不再是单一的计算机器，而是一种计算机不再是单一的计算机器，而是一种 信息机器，一种个人的信息机器。信息机器，一种个人的信息机器。 计算机技术与通信技术结合计算机技术与通信技术结合 的产物。的产物。 使用远程资源，共享程序、使用远程资源，共享程序、 数据和信息资源，网络用户数据和信息资源，网络用户 的通讯和合作。的通讯和合作。 “总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的 没有灵魂的机械没有灵魂的机械来来”。 笛卡尔（笛卡尔（1637） 第一代机器人第一代机器人 机械手（机械手（1962年出现）年出现） 第二代机器人第二代机器人 具有具有“感觉感觉”的机器人的机器人 第三代机器人第三代机器人 装有启发式计算机的装有启发式计算机的“智能机器人智能机器人” 我国计算机的发展我国计算机的发展 1958年研制出第一台电子管计算机 1964年研制出第二代晶体管计算机 1971年研制出第三代集成电路计算机 1977年研制出第