第一讲-计算机的发展史及分类

1、第一讲第一讲 计算机的发展史及分类计算机的发展史及分类 主讲教师：成凯主讲教师：成凯 教学目的与要求教学目的与要求 了解计算机的发展历史； 理解计算机的基本工作原理、基本概念； 初步了解计算机学科的内涵、知识体系； 了解有关职业和职业道德； 产生兴趣、树立信心、建立目标； 掌握方法，学会学习。 注意：本课程介绍的内容大部分将在后续课 程中学习，所以，不要求弄懂每一个技术细 节。 重点、难点重点、难点 计算机的分类及其发展趋势 关键词 埃尼阿克（ENIAC）、冯诺伊曼、 学生计算机基础调查 从来没用过计算机 玩过游戏 做过文字编辑 上过网 组装过个人计算机 写过程序 今天当我们坐在电脑前尽情地

2、享受电脑给我们带来的便捷和快乐 时，我们有没有想过电脑何时诞生 ，它的发展历经了什么样的过程？ 它又有哪些分类？特点，发展趋势 是什么？计算机在哪些应用方面？ 带着以上问题我们进入新课程 课堂引入课堂引入 计算机能够做许多种不同的事： 画图 娱乐 帮助人进行决策 模拟世界上的事物 制作影视特技 帮助人进行设计 帮助人制定计划 算题（科学计算） 制作图案 处理文字 记录事实 控制其他机器 游戏 发送消息 识别语音 任务一：计算机的发展史任务一：计算机的发展史 1.计算机的概念计算机的概念： 计算机是一种能过按照预先存储的程序，自动地、高速地、精确地、进 行信息处理的现代化智能电子设备。某种程度上

3、延伸了人脑的功能，常被称为： 电脑，英文：Computer. 计算机是一种现代化的信息处理工具，它对信息进行处理并提供所需结 果，其结果（输出）取决于所接收的信息（输入）及相应的程序。如下图所示： 计算机 事先存储的程序 输入输出 计算工具发展史上第 一次重大改革是算盘，也是 我国古代劳动人民首先创造 和使用的。算盘由算筹演变 而来，并且和算筹并存竞争 了一个时期，终于在元代后 期取代了算筹。 元代后期 “最早的数字计算机” 手动式计算工具算盘 任务一：计算机的发展史任务一：计算机的发展史 （1）机械式计算工具帕斯卡加法器 法国数学家帕斯卡采用与 钟表类似的齿轮传动装置，研 制了世界上第一台十

4、进制加减 法器，这是人类历史上的第一 台机械式计算机。由齿轮组成、 以发条为动力、通过转动齿轮 来实现加减运算的计算装置。 1642 年 2.计算机的发展计算机的发展： 任务一：计算机的发展史任务一：计算机的发展史 任务一：计算机的发展史任务一：计算机的发展史 2.计算机的发展计算机的发展： 1821 年 （2）机械式计算工具差分机 英国数学家巴贝奇构想和设 计的第一台完全可以编程计算机 差分机，专门用于航海和天文计 算，这是最早采用寄存器（齿轮 式装置）来存储数据的计算工具， 体现了早期程序设计思想的萌芽， 使计算工具从手动机械跃入自动 机械的新时代。 遗憾：没有问世 任务一：计算机的发展史

5、任务一：计算机的发展史 2.计算机的发展计算机的发展： （3）机电式计算机制表机 第一台可以自动 进行加减乘除运算、累 计存档、制作报表的制 表机，这台制表机参与 了美国1890年的人口 普查工作。 1884 年 任务一：计算机的发展史任务一：计算机的发展史 从美国宾夕法尼大学研制出世界上第一台电子数字计算机（ 电子数字积分计算机的英文缩写）至今，短短六十多年的时间内，计算机系统 和计算机应用得到了飞速发展。元件制作工艺水平的不断提高是计算机发展的 物质基础，因此以的变革作为标志，将计算机的发展划分为四个 阶段，这四个阶段通常称为计算机发展的四个时代 。 1第一代计算机（第一代计算机（1946

6、1958年）年） 其主要特征是采用电子管作为主要元器件。 2 2第二代计算机（第二代计算机（1958195819641964年）年） 其主要特征是由电子管改为晶体管。 3 3第三代计算计算机导论机（第三代计算计算机导论机（1964196419741974年）年） 其主要特征是用半导体中小规模集成电路代替分立元件的晶体管。 4 4第四代计算机（第四代计算机（19741974年至今）年至今） 其主要特征是以大规模和超大规模集成电路为计算机的主要功能部件。 任务一：计算机的发展史任务一：计算机的发展史 第一代计算机第一代计算机（194620世纪50年代后期）：电子管计算机 第一台计算机(军事用途)：

7、诞生于美国宾西法尼亚大学 名称：ENIAC（electronic numerical integrator and computer） 全称：电子数值积分计算机 面积：167m2 电子管：18800个 重量：30吨 耗电量：150kw/时 速度：5000次/秒 计算机的鼻祖：埃尼阿克 第一代特点：第一代特点： 元件：电子管，耗电量大，不稳定，成本高， 速度慢 （几千几万次/秒） 内存容量小，读写速度慢 无操作系统，只采用机器语言或汇编语言 任务一：计算机的发展史任务一：计算机的发展史 第二代计算机第二代计算机（20世纪50年代后期20世纪60年代中期）晶体管计算机 晶体管的发明推动了计算机的发

8、展，逻辑元件采用了晶体管以后，计算机的体 积大大缩小，耗电减少，可靠性提高，性能比第一代计算机有很大的提 高。 主存储器采用磁芯，外存储器已开始使用更先进的磁盘；软件有了很大发展， 出现了各种各样的高级语言及其编译程序，还出现了以批处理为主的操 作系统，应用以科学计算和各种事务处理为主，并开始用于工业控制。 第二代第二代特点：特点： 元件：体积变小，重量轻，寿命长，发热少， 功耗低，速度快 有初级操作系统，出现高级语言 任务一：计算机的发展史任务一：计算机的发展史 第三代计算机第三代计算机（20世纪60年代中期20世纪70年代初）集成电路计算机 以IBM公司研制成功的360系列计算机为标志 第

9、三代特点：第三代特点： 元件：集成电路，体积更小，重量更轻，耗电量更小， 速度更快（几十万几百万次/秒） 内存：半导体存储器，外存：磁带，磁鼓，磁盘 软件：操作系统，编译系统，应用程序 任务一：计算机的发展史任务一：计算机的发展史 第四代计算机第四代计算机（1971年至今）大规模/超大规模集成电路 大规模集成电路使军事工业、空间技术、原子能技术得到发展，这些领域的蓬勃 发展对计算机提出了更高的要求，有力地促进了计算机工业的空前大发展。 随着大规模集成电路技术的迅速发展，计算机除了向巨型机方向发展外， 还朝着超小型机和微型机方向飞越前进。1971年末，世界上第一台微处 理器和微型计算机在美国旧金

10、山南部的硅谷应运而生，它开创了微型计算 机的新时代。 第四代特点：第四代特点： 元件：大规模，超大规模集成电路，容量大，速度快 体积：更小，成本低，出现微机（PC机） 内存：半导体存储器，外存：磁带，磁盘，光盘 软件：网络操作系统 代次起止年份所用电子元器 件 数据处理方式运算速度特点 第一代第一代19461957电子管 定点运算、机 器、汇编语言 50001万 次/秒 体积大、耗电 大、速度慢 第二代19581964晶体管 浮点运算、高 级语言 几万十几 万次/秒 体积、耗电减 小，速度提高 第三代19651970 中、小规模集 成电路 结构化、模块 化程序设计、 实时处理 十几万几 百万次

11、/秒 体积、功耗减 小、运行速度 提高 第四代1970今 大规模、超大 规模集成电路 分时、实时数 据处理、计算 机网络 几 千 万 次 到 百 亿 条 指令/秒 性能大幅度提 高，价格下降 ，应用到社会 各个领域 任务一：计算机的发展史任务一：计算机的发展史 任务二：计算机的发展趋势任务二：计算机的发展趋势 3.计算机的发展趋势计算机的发展趋势： 巨型化巨型化：发展高速、大存储容量和强大功能的超大型计算机。用于核反发展高速、大存储容量和强大功能的超大型计算机。用于核反 应、天文、气象、宇宙工程、生物工程等尖端科学及新兴科学。应、天文、气象、宇宙工程、生物工程等尖端科学及新兴科学。 微型化微型

12、化：芯片的集成度越来越高，计算机的元器件越来越小，而使得计芯片的集成度越来越高，计算机的元器件越来越小，而使得计 算机的计算速度快、功能强、体积小、价格低。算机的计算速度快、功能强、体积小、价格低。 网络化：网络化： 在一定的地理区域内，将分布在不同地点的不同机型的计算在一定的地理区域内，将分布在不同地点的不同机型的计算 机和外部设备由通信线路互联组成一个规模大、功能强的网络环境，在机和外部设备由通信线路互联组成一个规模大、功能强的网络环境，在 网络软件的协调下，可以共享信息、数据及系统资源。网络软件的协调下，可以共享信息、数据及系统资源。 智能化：智能化： 让计算机来模拟人的感觉、行为、思维

13、过程，使计算机具备让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程，使计算机具备 听、视、语言、行为、思维、推理，学习、证明等能力。包括模式识别听、视、语言、行为、思维、推理，学习、证明等能力。包括模式识别 、专家系统、智能机器人。、专家系统、智能机器人。 多媒体化：多媒体化：多媒体是多媒体是“以数字技术为核心的图象、声音与计算机、通信以数字技术为核心的图象、声音与计算机、通信 等融为一体的信息环境等融为一体的信息环境”的总称，使计算机以更接近人的自然方式与我的总称，使计算机以更接近人的自然方式与我 们交换信息们交换信息 任务三任务三 计算机的分类计算机的分类 1. 超级计算机(巨型机) 特点：体积大，

14、运行速度快，功能强，存储容量大，用 于科研，国防 如：银河I，II，曙光 2. 小巨型机 特点：采用高性能的微处理器组成并行多处理器系统，使巨型机小型化。 3. 大型机 特点：由主处理器以及其他若干计算机组成，用大型企事 业数据库系统 或网络中心的主机，如：IBM4300 4.计算机的分类计算机的分类： 4. 小型机： 特点：规模小，成本低，用途广泛，用于网络服务器 5. 工作站（超级微机）： 特点：速度快，存储容量大，易联网，用于图像处理和辅助设计。 6. 个人计算机（PC机）: 类别： apple(苹果机) IBM及兼容机（已被中国联想收购） 外观： 台式机 便携式：笔记本，掌上电脑 任务三任务三 计算机的分类计算机的分类 任务四任务四 计算机的特点计算机的特点 运算速度快 计算精度高 存储容量大 具有逻辑判断能力 自动化程度高 支持人机交流 通用性强 任务五任务五 计算机的应用领域计算机的应用领域 计算机的应用领域极其广泛。经过几十年的发展，已渗透到社会的 各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的 发展。概括起来可以归纳为以下几个主要的应用领域： 1科学计算：使用计算机解决在科学研究和工程技术领域中提出的 大量复杂的数值计算问题。 2数据处理：使用计算机对数据进行输入、分类、加工、整理、合 并、统计、制表、检索以及存储等。 （1）办公自动化；（2