计算机网络的发展史论文

1、院班姓学指导HarbinInstituteofTechnology计算机的开展史论计算机网络的开展系:级:名:号:教师:哈尔滨工业大学计算机的开展史-论计算机网络的开展摘要：在过去的三百年中,每一个世纪都有一种技术占据主要的地位.18世纪伴随着工业革命而来的是伟大白机械时代；19世纪是蒸汽机时代；20世纪的关键技术是信息的获取、存储、传送、处理和利用；而在21世纪的今天人们那么进入了一个网络时代,使我们周围的信息更在高速的传递着.计算机是20世纪人类最伟大的创造之一,它的的产生标志着人类开始迈进一个崭新的信息社会,新的信息产业正以强劲的势头迅速崛起.随着计算机功能的扩展和性能的提升,计算机包含

2、的功能部件也日益增多,其间的互连结构日趋复杂.以通信子系统为中央的组织方式,使计算机技术与通信技术紧密结合,形成了计算机网络、分布计算机系统等重要的计算机研究与应用领域.为了提升信息社会的生产力,提供一种全社会的、经济的、快速的存取信息的手段是十分必要的,因而,计算机网络这种手段也应运而生,并且在我们以后的学习生活中,它都起着举足轻重的作用,其开展趋势更是可观.只有更好的学习与了解计算机网络,计算机系统等重要的计算机研究与应用领域的开展史,才能更深入的了解计算机并且开展计算机技术.因此我就计算机网络的开展史写成了这篇论文.一、计算机的开展历程(一)计算机简介计算机(computer)俗称电脑,

3、是一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能.是能够根据程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备.由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机.可分为超级计算机、工业限制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等.计算机创造者约翰冯诺依曼.计算机是20世纪最先进的科学技术创造之一,对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响,并以强大的生命力飞速开展.它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域,已形成了规模巨大的计算机产业,带动了全球范围的技术进步,

4、由此引发了深刻的社会变革,计算机已普及一般学校、企事业单位,进入寻常百姓家,成为信息社会中必不可少的工具.计算机的应用在中国越来越普遍,改革开放以后,中国计算机用户的数量不断攀升,应用水平不断提升,特别是互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了不错的成绩.1996年至2021年,计算机用户数量从原来的630万增长至6710万台,联网计算机台数由原来的2.9万台上升至5940万台.互联网用户已经到达3.16亿,无线互联网有6.7亿移动用户,其中 上网用户达1.17亿,为全球第一位.二计算机开展历史概述计算工具的演化经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段,例如从结绳记事中的绳结到算筹、算盘计算尺

5、、机械计算机等.它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用,同时也启发了电子计算机的研制和设计思路.1889年,美国科学家赫尔曼何乐礼研制出以电力为根底的电动制表机,用以储存计算资料.1930年,美国科学家范内瓦布什造出世界上首台模拟电子计算机.1946年2月14日,由美国军方定制的世界上第一台电子计算机电子数字积分计算机ENIACElectronicNumericalAndCalculator在美国宾夕法尼亚大学问世了.ENIAC中文名：埃尼阿克是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的,这台计算器使用了17840支电子管,大小为80英尺X8英尺,重达28t吨,功耗为170kW,其运

6、算速度为每秒5000次的加法运算,造价约为487000美元.ENIAC的问世具有划时代的意义,说明电子计算机时代的到来.在以后60多年里,计算机技术以惊人的速度开展,没有任何一门技术的性能价格比能在30年内增长6个数量级.1、第一代：电子管数字机19461958年硬件方面,逻辑元件采用的是真空电子管,主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用的是磁带.软件方面采用的是机器语言、汇编语言.应用领域以军事和科学计算为主.特点是体积大、功耗高、可靠性差.速度慢一般为每秒数千次至数万次、价格昂贵,但为以后的计算机开展奠定了根底.2、第二代：晶体管数字机19581964年硬

7、件方的操作系统、高级语言及其编译程序.应用领域以科学计算和事务处理为主,并开始进入工业限制领域.特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提升、运算速度提升一般为每秒数10万次,可高达300万次、性能比第1代计算机有很大的提升.3、第三代：集成电路数字机1964-1970年硬件方面,逻辑元件采用中、小规模集成电路MSI、SSI,主存储器仍采用磁芯.软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法.特点是速度更快一般为每秒数百万次至数千万次,而且可靠性有了显著提升,价格进一步下降,产品走向了通用化、系列化和标准化等.应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域.4、第四代：大规模集成电路机1970年

8、至今硬件方面,逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路LSI和VLSI.软件方面出现了数据库治理系统、网络治理系统和面向对象语言等.特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代.应用领域从科学计算、事务治理、过程控制逐步走向家庭.由于集成技术的开展,半导体芯片的集成度更高,每块芯片可容纳数万乃至数百万个晶体管,并且可以把运算器和限制器都集中在一个芯片上、从而出现了微处理器,并且可以用微处理器和大规模、超大规模集成电路组装成微型计算机,就是我们常说的微电脑或PC机.微型计算机体积小,价格廉价,使用方便,但它的功能和运算速度已经到达甚至超过了过去的大型计算机.另一方面,

9、利用大规模、超大规模集成电路制造的各种逻辑芯片,已经制成了体积并不很大,但运算速度可达一亿甚至几十亿次的巨型计算机.我国继1983年研制成功每秒运算一亿次的银河I这型巨型机以后,又于1993年研制成功每秒运算十亿次的银河n型通用并行巨型计算机.这一时期还产生了新一代的程序设计语言以及数据库治理系统和网络软件等.随着物理元、器件的变化,不仅计算机主机经历了更新换代,它的外部设备也在不断地变革.比方外存储器,由最初的阴极射线显示管开展到磁芯、磁鼓,以后又开展为通用的磁盘,现又出现了体积更小、容量更大、速度更快的只读光盘CD-ROMo三计算技术在中国的开展人类文明开展的历史上中国曾经在早期计算工具的

10、创造创造方面写过光芒的一页.远在商代,中国就创造了十进制记数方法,领先于世界千余年.到了周代,创造了当时最先进的计算工具一一算筹.这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍.计算每一个数学问题时,通常编出一套歌诀形式的算法,一边计算,一边不断地重新布棍.中国古代数学家祖冲之,就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间.这一结果比西方早一千年.珠算盘是中国的又一独创,也是计算工具开展史上的第一项重大创造.这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具,最初大约出现于汉朝,到元朝时渐趋成熟.珠算盘不仅对中国经济的开展起过有益的作用,而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区,经受

11、了历史的考验,至今仍在使用.中国创造创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等,不仅对自动限制机械的发展有卓越的奉献,而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响.例如,张衡制作的水运浑象仪,可以自动地与地球运转同步,后经唐、宋两代的改良,遂成为世界上最早的天文钟.记里鼓车那么是世界上最早的自动计数装置.提花机原理刘计算机程序限制的开展有过间接的影响.中国古代用阳、阴两爻构成八卦,也对计算技术的开展有过直接的影响.莱布尼兹写过研究八卦的论文,系统地提出了二进制算术运算法那么.他认为,世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦.经过漫长的寂静,新中国成立后,中国计算技术迈入了新的开展时期,先后建立了研

12、究机构,在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业,并且着手创立中国计算机制造业.1958年和1959年,中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机.60年代中期,中国研制成功一批晶体管计算机,并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件.60年代后期,中国开始研究集成电路计算机.70年代,中国已批量生产小型集成电路计算机.80年代以后,中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用；在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展；建立了计算机效劳业,逐步健全了计算机产业结构.在计算机科学与技术的研究方面,中国在有限元计算方法、数学定理的机器证实、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等

13、方面都有所建树.在计算机应用方面,中国在科学计算与工程设计领域取得了显著成就.在有关经营治理和过程限制等方面,计算机应用研究和实践也日益活泼.二、计算机网络的定义何为计算机网络计算机网络是通信技术与计算机技术密切结合的产物.它最简单的定义是：以实现远程通信为目的,一些互连的、独立自治的计算机的集合.“互连是指各计算机之间通过有线或无线通信信道彼此交换信息.“独立自治那么强调它们之间没有明显的主从关系1970年,美国信息学会联合会的定义：以相互共享资源硬件、软件和数据方式而连接起来,且各自具有独立功能的计算机系统之集合.此定义有三个含义：一是网络通信的目的是共享资源；二是网络中的计算机是分散、且

14、具有独立功能的；三是有一个全网性的网络操作系统.随着计算机网络体系结构的标准化,计算机网络又被定义为：计算机网络具有三个主要的组成局部,即能向用户提供效劳的假设干主机；由一些专用的通信处理机即通信子网中的结点交换机和连接这些结点的通信链路所组成的一个或数个通信子网；为主机与主机、主机与通信子网,或者通信子网中各个结点之间通信而建立的一系列协议.三、计算机网络的开展史一计算机网络在全球的开展历程计算机网络已经历了由单一网络向互联网开展的过程.1997年,在美国拉斯维加斯的全球计算机技术博览会上,微软公司总裁比尔盖茨先生发表了著名的演说.在演说中强调,“网络才是计算机的精辟论点充分表达出信息社会中

15、计算机网络的重要根底地位.计算机网络技术的开展越来越成为当今世界高新技术开展的核心之一,而他的开展历程也曲曲折折,绵延至今.计算机网络的开展分为以下几个阶段.第一阶段诞生阶段计算机终端网络20世纪60年代中期之前的第一代计算机网络是以单个计算机为中央的远程联机系统.典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机订票系统.终端是一台计算机的外部设备包括显示器和键盘,无CPUW内存.随着远程终端的增多,在主机前增加了前端机FEP.当时,人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来,实现远程信息处理或进一步到达资源共享的系统,但这样的通讯系统已具备网络的雏形.早期的计算机为了提升

16、资源利用率,采用批处理的工作方式.为适应终端与计算机的连接,出现了多重线路限制器.第二阶段形成阶段计算机通信网络20世纪60年代中期至70年代的第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来,为用户提供效劳,兴起于60年代后期,典型代表是美国国防部高级研究方案局协助开发的ARPANET主机之间不是直接用线路相连,而是由接口报文处理机IMP转接后互联的.IMP和它们之间互联的通信线路一起负责主机间的通信任务,构成了通讯子网.通讯子网互联的主机负责运行程序,提供资源共享,组成资源子网.这个时期,网络概念为“以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体,形成了计算机网络的根本概念

17、.ARPA网是以通信子网为中央的典型代表.在ARP刖中,负责通信限制处理的CCPW为接口报文处理机IMP或称结点机,以存储转发方式传送分组的通信子网称为分组交换网第三阶段互联互通阶段开放式的标准化计算机网络20世纪70年代末至90年代的第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构并遵守国际标准的开放式和标准化的网络.ARPANE快起后,计算机网络开展迅猛,各大计算机公司相继推出自己的网络体系结构及实现这些结构的软硬件产品.由于没有统一的标准,不同厂商的产品之间互联很困难,人们迫切需要一种开放性的标准化实用网络环境,这样应运而生了两种国际通用的最重要的体系结构,即TCP/IP体系结构和国际标准化组织

18、的OSI体系结构.第四阶段高速网络技术阶段新一代计算机网络20世纪90年代至今的第四代计算机网络,由于局域网技术开展成熟,出现光纤及高速网络技术,多媒体网络,智能网络,整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统,开展为以Internet为代表的互联网.其中Internet因特网的开展也分三个阶段：1从单一的APRANE开展为互联网1969年,创立的第一个分组交换网ARPANET只是一个单个的分组交换网不是互联网.20世纪70年代中期,ARPAFF始研究多种网络互连的技术,这导致互联网的出现.1983年,ARPANE历解成两个：一个实验研究用的科研网ARPANE氏们常把1983年作为因特网的诞生

19、之日,另一个是军用的MILNET1990年,ARPANETE式宣布关闭,实验完成.2建成三级结构的因特网1986年,NSF建立了国家科学基金网NSFNET它是一个三级计算机网络,分为主干网、地区网和校园网.1991年,美国政府决定将因特网的主干网转交给私人公司来经营,并开始对接入因特网的单位收费.1993年因特网主干网的速率提升到45Mb/s3建立多层次ISP结构的因特网从1993年开始,由美国政府资助的NSFNET逐渐被假设干个商用白因特网主干网即效劳提供者网络所替代.用户通过因特网提供者ISP上网.1994年开始创立了4个网络接入点NAPNetworkAccessPoint,分别由4个电信

20、公司.1994年起,因特网逐渐演变成多层次ISP结构的网络.1996年,主干网速率为155Mb/sOC-3.1998年,主干网速率为2.5Gb/sOC-48.二计算机网络在我国的开展历程我国计算机网络起步于20世纪80年代.1980年进行联网试验.并组建各单位的局域网.1989年11月,第一个公用分组交换网建成运行.1993年建成新公用分组交换网CHINANET80年代后期,相继建成各行业的专用广域网.1994年4月,我国用专线接入因特网64kb/s.1994年5月,设立第一个WW效劳器.1994年9月,中国公用计算机互联网启动.目前已建成9个全国性公用性计算机网络2个在建.2004年2月,建

21、成我国下一代互联网CNGI主干试验网CERNET肝通并提供效劳2.5-10Gb/s.四、计算机网络的现状随着计算机技术和通信技术的开展及相互渗透结合,促进了计算机网络的诞生和开展.通信领域利用计算机技术,可以提升通信系统性能.通信技术的开展又为计算机之间快速传输信息提供了必要的通信手段.计算机网络在当今信息时代对信息的收集、传输、存储和处理起着非常重要的作用.其应用领域已渗透到社会的各个方面,信息高速公路更是离不开它.因此,计算机网络对整个信息社会有着极其深刻的影响,已引起人们高度重视和极大兴趣.21世纪已进入计算机网络时代.计算机网络极大普及,计算机应用已进入更高层次,计算机网络成了计算机行

22、业的一局部.新一代的计算机已将网络接口集成到主板上,网络功能已嵌入到操作系统之中,智能大楼的兴建已经和计算机网络布线同时、同地、同方案施工.随着通信和计算机技术紧密结合和同步开展,我国计算机网络技术飞跃开展.我们现在已经进入web2.0的网络时代.这个阶段互联网的特征包括搜索,社区化网络,网络媒体音乐,视频等,内容聚合和聚集RSS,mashups一种交互式Web应用程序,宽带接入网、全光网,IP ,智能网,P2P、网格at算,NGN三网融合技术,IPv6技术,3G移动通信系统技术以及更多.目前大局部都是通过电脑接入网络.五、计算机网络的开展趋势计算机网络及其应用的产生和开展,与计算机技术包括：

23、微电子、微处理机和通信技术的科学进步密切相关.由于计算机网络技术,特别是Internet/Intranet技术的不断进步,又使各种计算机应用系统跨越了主机/终端式、客户/效劳器式、浏览器/效劳器式的几个时期.今天的计算机应用系统实际上是一个网络环境下的计算系统.未来网络的开展有以下几种根本的技术趋势：1 .朝着低本钱微机所带来的分布式计算和智能化方向开展,即Client/Server客户/效劳器结构；2 .向适应多媒体通信、移动通信结构开展；3 .网络结构适应网络互连,扩大规模以至于建立全球网络.应是覆盖全球的,可随处连接的巨型网；4 .计算机网络应具有前所未有的带宽以保证承当任何新的效劳；5

24、 .计算机网络应是贴近应用的智能化网络；6 .计算机网络应具有很高的可靠性和效劳质量；7 .计算机网络应具有延展性来保证时迅速的开展做出反响；8 .计算机网络应具有很低的费用.未来比拟明显的趋势是宽带业务和各种移动终端的普及,如可照相 越来越多,实际上这对网络带宽和频谱产生了巨大的需求.整个宽带的建设和应用将进一步推动网络的整体开展.IPv6和网格等下一代互联网技术的研发和建设将在今后取得比拟明显的进展.未来的几大网络趋势是：一语义网SirTimBerners-LeeWeb创始者关于语义网的观点成为人们的重要关注已经很长一段时间了.事实上,它已经象大白鲸一样神乎其神了.总之,语义网关涉到机器之

25、间的对话,它使得网络更加智能化,或者象Berners-Lee描述的那样,计算机“在网络中分析所有的数据一内容,链接以及人机之间的交易处理.在另一个时候,Berners-Lee把它描述为“为数据设计的似网程序,如对信息再利用的设计.一些公司,如Hakia,Powerset以及Alex自己的adaptiveblue都正在积极的实现语义网,因此,未来我们将变得关系更亲密,但是我们还得等上好些年,才能看到语义网的设想实现.二人工智能人工智能可能会是计算机历史中的一个终极目标.从1950年,阿兰图灵提出的测试机器如人机对话水平的图灵测试开始,人工智能就成为计算机科学家们的梦想,在接下来的网络开展中,人工

26、智能使得机器更加智能化.在这个意义上来看,这和语义网在某些方面有些相同.我们已经开始在一些网站应用一些低级形态人工智能.由于电脑的计算速度远远超过人类,我们希望新的疆界将被打破,使我们能够解决一些以前无法解决的问题三虚拟世界作为将来的网络系统,第二生命secondlife得到了很多主流媒体的关注.但在最近一次Sean参加的超新星小组(Supernovapanel)会议中,讨论了一些涉及许多其他虚拟世界的时机.(四)移动网络移动网络是未来另一个开展前景巨大的网络应用.便携式智能终端(PCSPersonalCommunicationSystem)可以使用无线技术,在任何地方以各种速率与网络保持联络

27、.用户利用PCS进行个人通信,可在任何地方接收到发给自己的呼叫.PCS系统可以支持语音、数据和报文等各种业务.PCS网络和无线技术将大大改良人们的移动通信水平,成为未来信息高速公路的重要组成局部.它已经在亚洲和欧洲的局部城市开展迅猛.今年推出的苹果IPHON比美国市场移动网络的一个标志事件.这仅仅是个开始,在未来的几年的时间将有更多的定位感知效劳可通过移动设备来实现,例如当你逛当地商场时候,会收到很多你定制的购物优惠信息,或者当你在驾驶车的时候,收到地图信息,或者你周五晚上跟朋友在一起的时候收到玩乐信息.我们也期待大型的互联网公司如,YAHOOGOOGL成为主要的移动门户网站,还有移动 运营商

28、.(五)在线视频/网络电视这个趋势已经在网络上爆炸般显现,但是你感觉它仍有很多未待开发的,还有很广阔的前景.在未来,互联网电视将和我们现在完全不一样,更高的画面质量,更强大的流媒体,个性化,共享以及更多优点,都将在接下来的几年年里实现.从去年我们组织“中国互联网开展报告的过程中看到,中国互联网的制造业在网络设备方面的研发已经取得了很多突破,包括现在在高、中、低端路同器产品方面都已经有具有自主知识产权的产品出现.我们现在有许多邮件效劳商、技术提供商在网络标准方面进行积极的研究和开发.网络时代的到来,给人类教育带来的冲击是前所未有的,教育要面向现代化、面向世界、面向未来,首先要面向网络.教育只有与

29、网络有机结合,才能跟上时代的开展.尽管对网络平安技术的研究越来越深入,但是网络自身的特点,即它的简单性、廉价性,使得它的平安问题仍然很突出.尤其是IPv6出现以后,它的平安性、效劳质量会有更大提升,在将来一段时间针对IPv6的网络平安问题也会出现.PFP业务将来对网络结构和网络平安会产生重大影响,这是互联网技术开发和政策管制部门所关心的.网络教育将是下一个互联网业务的热点问题,网络搜索,大容量电子邮件,电子商务平台,移动互联网,无线局域网,网络资源信息开发等业务都将成为互联网业务的热点问题.六、计算机的开展趋势从第一台计算机产生至今的半个多世纪里,计算机的应用得到不断拓展,计算机类型不断分化,

30、这就决定计算机的开展也朝不同的方向延伸.当今计算机技术正朝着巨型化、微型化、网络化和智能化方向开展,在未来更有一些新技术会融入到计算机的开展里去.一巨型化指计算机具有极高的运算速度、大容量的存布空间、更增强大和完善的功能,主要用于航空航天、军事、气象、人工智能、生物工程等学科领域.二微型化大规模及超大规模集成电路开展的必然.从第一块微处理器芯片问世以来,开展速度与日俱增.计算机芯片的集成度每18个月翻一番,而价格那么减一半,这就是信息技术开展功能与价格比的摩尔定律.计算机芯片集成度越来越高,所完成的功能越来越强,使计算机微型化的进程和普及率越来越快.三网络化计算机技术和通信技术紧密结合的产物.