第二章 计算机的发展及应用

1、2.3 计算机的展望计算机的展望2.2 计算机的应用计算机的应用2.1 计算机的发展史计算机的发展史一、计算机的产生和发展一、计算机的产生和发展1946年年 美国美国 ENIAC1955年退役年退役十进制运算十进制运算18 0001 500150301 500多个电子管多个电子管多个继电器多个继电器千瓦千瓦吨吨平方英尺平方英尺5 000次加法秒次加法秒用手工搬动开关和拔插电缆来编程用手工搬动开关和拔插电缆来编程世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机 ENIAC(1946)硬件技术对计算机更新换代的影响硬件技术对计算机更新换代的影响三三四四二二一一第一台第一台von Neumann 系统结

2、构的计算机系统结构的计算机IBM System360 最快的五台超级计算机最快的五台超级计算机（截止到（截止到 2009.06）1. .IBM Roadrunner（ 走鹊走鹊 ）129 600 个计算核心个计算核心 最大平均速度最大平均速度 1 105 000 GFLOPS2. . Cray XT5 Jaguar（美洲虎）（美洲虎）150 152 个计算核心个计算核心 最大平均速度最大平均速度 1 059 000 GFLOPS最快的五台超级计算机最快的五台超级计算机（截止到（截止到 2009.06）3. . IBM JUGENE-Blue Gene/P 最快的五台超级计算机最快的五台超级计算

3、机（截止到（截止到 2009.06）294 912 个个计算核心计算核心 最大平均速度最大平均速度 825 500 GFLOPS最快的五台超级计算机最快的五台超级计算机（截止到（截止到 2009.06）4. SGI Pleiades系统系统51 200 个计算核心个计算核心 最大平均速度最大平均速度 487 005 GFLOPS 最快的五台超级计算机最快的五台超级计算机（截止到（截止到 2009.06）5. . IBM BlueGene/L系统系统212 992 个计算核心个计算核心 最大平均速度最大平均速度 478 200 GFLOPS最权威的超级计算机排名的参考网址最权威的超级计算机排名的

4、参考网址 二、微型计算机的出现和发展二、微型计算机的出现和发展微处理器芯片微处理器芯片存储器芯片存储器芯片1971年年 8位位16位位32位位64位位4位（位（4004）1970年年256位位 1K位位16K位位64K位位256K位位1M位位16M位位64M位位4K位位4M位位Moore 定律定律Intel 公司的缔造者之一公司的缔造者之一 Gordon Moore 提出提出微芯片上集成的微芯片上集成的 晶体管数目每三年翻两番晶体管数目每三年翻两番Intel 公司的典型微处理器产品公司的典型微处理器产品8080 8位位 1974年年8086 16位位 1

5、979年年 2.9 万个晶体管万个晶体管80286 16位位 1982年年 13.4 万个晶体管万个晶体管80386 32位位 1985年年 27.5 万个晶体管万个晶体管80486 32位位 1989年年 120.0 万个晶体管万个晶体管Pentium 64位（准）位（准） 1993年年 310.0 万个晶体管万个晶体管Pentium Pro 64位（准）位（准） 1995年年 550.0 万个晶体管万个晶体管Pentium 64位（准）位（准） 1997年年 750.0 万个晶体管万个晶体管Pentium 64位（准）位（准） 1999年年 950.0 万个晶体管万个晶体管Pentium

6、64位位 2000年年 4 200.0 万个晶体管万个晶体管2007 年年 芯片上可集成芯片上可集成 3 亿亿 5 千万千万 个个晶体管晶体管 预计预计2010 年年 芯片上可集成芯片上可集成 8 亿亿 个晶体管个晶体管三、软件技术的兴起和发展三、软件技术的兴起和发展机器语言机器语言 面向机器面向机器汇编语言汇编语言 面向机器面向机器高级语言高级语言 面向问题面向问题FORTRAN 科学计算和工程计算科学计算和工程计算PASCAL 结构化程序设计结构化程序设计C 面向对象面向对象Java 适应网络环境适应网络环境 1. 各种语言各种语言2. 系统软件系统软件语言处理程序语言处理程序 汇编程序汇

7、编程序 编译程序编译程序 解释程序解释程序操作系统操作系统 DOS UNIX Windows 服务性程序服务性程序 装配装配 调试调试 诊断诊断 排错排错数据库管理系统数据库管理系统 数据库和数据库管理软件数据库和数据库管理软件网络软件网络软件3. 软件发展的特点软件发展的特点 开发周期长开发周期长 制作成本昂贵制作成本昂贵 检测软件产品质量的特殊性检测软件产品质量的特殊性软件是程序以及开发、使用和软件是程序以及开发、使用和维护程序所需要的所有文档维护程序所需要的所有文档一、科学计算和数据处理一、科学计算和数据处理二、工业控制和实时控制二、工业控制和实时控制三、网络技术三、网络技术1. 电子商

8、务电子商务2. 网络教育网络教育3. 敏捷制造敏捷制造四、虚拟现实四、虚拟现实五、办公自动化和管理信息系统五、办公自动化和管理信息系统六、六、CAD/CAM/CIMS七、多媒体技术七、多媒体技术八、人工智能八、人工智能一、计算机具有类似人脑的一些超级一、计算机具有类似人脑的一些超级 智能功能智能功能要求计算机的速度达要求计算机的速度达1015/秒秒二、芯片集成度的提高受以下三方面的限制二、芯片集成度的提高受以下三方面的限制 芯片集成度受物理极限的制约芯片集成度受物理极限的制约 按几何级数递增的制作成本按几何级数递增的制作成本 芯片的功耗、散热、线延迟芯片的功耗、散热、线延迟三、？替代传统的硅芯片三、？替代传