第一节　计算机的过去、现在和未来

null第一节 计算机的过去、现在和未来第一节 计算机的过去、现在和未来2012年10月本章节主要内容本章节主要内容本节课主要内容本节课主要内容计算机的发展简史； 计算机的发展趋势； 计算机的分类； 计算机的应用； null1、计算机的发展简史1、计算机的发展简史1946年2月14日 ，世界上第一台电子数字式计算机ENIAC（埃尼阿克）在美国宾夕法尼亚大学诞生。 36岁的美国工程师 莫奇利于1943年提出的计算机的主要任务是分析炮弹轨道。  ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer电子数字积分计算机) null“埃尼阿克”共使用了约18000个电子管，另加1500个继电器以及其它器件，其总体积约90立方米，重达30吨，占地170平方米，需要用一间30多米长的大房间才能存放，是个地地道道的庞然大物。这台耗电量为140千瓦的计算机，（据传ENIAC每次一开机，整个费城西区的电灯都为之黯然失色。 ）运算速度为每秒5000次加法，或者400次乘法，比机械式的继电器计算机快1000倍。 null当“埃尼阿克”公开展出时，一条炮弹的轨道用20秒钟就能算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。 它的一种改型机曾用于氢弹的研制。“埃尼阿克”程序采用外部插入式，每当进行一项新的计算时，都要重新连接线路。有时几分种或几十分种的计算，要花几小时或1~2天的时间进行线路连接准备，这是一个致命的弱点。 后来通过改变插入控制板里的接线方式来解决各种不同的问，而成为一台通用机。 它的另一个弱点是存储量太小，至多只能存20个10位的十进制数。 null英国无线电工程师协会的蒙巴顿将军把“埃尼阿克”的出现誉为“诞生了一个电子的大脑”，“电脑”的名称由此流传开来。 1996年2月15日，在“埃尼阿克”问世50周年之际，美国副总统戈尔在宾夕法尼亚大学举行的隆重纪念仪式上，再次按动了这台已沉睡了40年的庞大电子计算机的启动电钮。埃尼阿克上的两排灯以准确的节奏闪烁到46，标志着它于1946年问世，然后又闪烁到96，标志着计算机时代开始以来的50年。 真空管的损耗率相当高，几乎每15分钟就可能烧掉一支真空管，操作人员须花15分钟以上的时间才能找出坏掉的管子，使用上极不方便。 null 人们通常按照计算机所使用逻辑元件的不同，将计算机的发展分成4个发展阶段（时代）： 电子管时代 晶体管时代 中小规模集成电路时代 大规模或超大规模集成电路时代 2、计算机的发展阶段2、计算机的发展阶段2、计算机的发展趋势2、计算机的发展趋势巨型化：巨型化是指其高速运算、大存储容量和强功能的巨型计算机。其运算能力一般在每秒百亿次以上、内存容量在几百兆字节以上。巨型计算机主要用于天文、气象、地质和核反应、航天飞机、卫星轨道计算机等尖端科学技术领域和军事国防系统的研究开发。巨型计算机的发展集中体现了计算机科学技术的发展水平，推动了计算机系统结构、硬件和软件的理论和技术、计算数学以及计算机应用等多个科学分支的发展。 “银河—III”巨型计算机 “银河—II”巨型计算机 中国首台巨型计算机——“银河” null微型化：微型机的研制、开发和广泛应用，标志着一个国家科学普及的程度。null网络化：相互通讯的需要 从单机走向网络，是计算机发展的必然结果null智能化：智能化就是要求计算机具有模拟人的感觉和思维的能力，像人一样具有听、看、说和思考的能力，即人们可以用自然语言、文字、图形、图像等与之对话，多媒体计算机就是这类智能化研究的结果。 也是第五代计算机要实现的目标。智能化的研究领域很多， 其中最有代表性的领域是专家系统和机器人。 目前已研制出的机器人可以代替人从事危险环境的劳动。null1996年2月10日，深蓝首次挑战国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫，但以2-4落败。比赛在2月17日结束。其后研究小组把深蓝加以改良，1997年5月再度挑战卡斯帕罗夫，比赛在5月11日结束，最终深蓝电脑以3.5–2.5击败卡斯帕罗夫，成为首个在比赛时限内击败国际象棋世界冠军的电脑系统。 IBM在比赛后宣布深蓝退役。 深蓝机组之一 深蓝 vs 卡斯帕罗夫null多媒体化：多元丰富信息资源的需要 null3、计算机的分类3、计算机的分类　电子计算机通常按其结构原理、用途、型体和功能以及字长四种方式分类。3.1 按结构原理分类3.1 按结构原理分类　可分为数字电子计算机、模拟电子计算机。 数字电子计算机 　　是以电脉冲的个数或电位的阶变形式来实现计算机内部的数值计算和逻辑判断，输出量仍是数值。目前广泛应用的都是数字电子计算机，简称计算机。 模拟电子计算机 　　是对电压、电流等连续的物理量进行处理的计算机。输出量仍是连续的物理量。它的精确度较低，应用范围有限。3.2 按用途分类3.2 按用途分类　可分为专用计算机、通用计算机。 通用计算机 　　目前广泛应用的计算机，其结构复杂，但用途广泛，可用于解决各种类型的问题。 专用电子计算机 　　为某种特定目的所制造的计算机，其适用范围窄，但结构简单，价格便宜，工作效率高。3.3 按型体和功能分类可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。 巨型计算机: 巨型计算机运算速度高，存储量大，外部设备多，功能完善，能处理大量复杂的数据信息。（银河、曙光） 大型计算机: 中型计算机: 小型计算机:规模较小、结构简单、成本较低、操作简单、易维护、连接容易 微型计算机: 微型机具有体积小，价格低，功能较全，可靠性高，操作方便等突出优点，现已进入社会生活的各个领域。3.3 按型体和功能分类通用性能好，外部设备负载能力强，处理速度快的一类机器。3.4 按字长分类3.4 按字长分类　可分为8位机、16位机、32位机和64位机。 　在计算机中，字长的位数是衡量计算机性能的主要指标之一。 　一般巨型机的字长在64位以上，微型机的字长在16-64位之间。4、计算机的应用4、计算机的应用科学计算：数值计算，完成于科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。 数据处理：非数值计算，指对大量的数据进行加工处理。4、计算机的应用4、计算机的应用过程控制：又称实时控制，用计算机及时采集数据，将数据处理后，按最佳值迅速地对控制对象进行控制。 例子：冰箱温度传感器与温控计算机控制压缩机制冷、空调制冷等。4、计算机的应用4、计算机的应用计算机辅助系统：包括CAD、CAM、CBE等 计算机辅助设计（CAD，Computer-Aided Design）是指用计算机帮助各类设计人员进行设计。例如：建设设计（室内装修） 计算机辅助制造（CAM，Computer-Aided Manufacturing）指用计算机进行生产设备的管理、控制和操作的技术。例如：汽车制作、计算机芯片制造 计算辅助教育（CBE，Computer-Based Education）包括CAI、CAT、CMI等 人工智能：（AI，Artificial Intelligence） 模拟人脑进行演绎推理和采取决策的思维过程。CAT(Computer Aided Translation) CMI（Computer Managed Instruction） 4、计算机的应用4、计算机的应用嵌入式应用： 信息高速公路：1991年戈尔提出，将美国所有信息库及信息网络连成一个全国性的大网络，并连接到所有机构和家庭，使信息相互传输。1993年美国正式实施”国家信息基础设施”。 电子商务：（E-Business）指通过计算机和网络进行商务活动。1996年开始，高效率、低支付、高收益、全球性。开展网上业务往来。 学习与娱乐：学习工具，远程教育、模拟实验、仿真技术、电脑播音、音乐、游戏、报纸、杂志、书籍等null练习nullnullnullnullnullnullnullnullnull电子管组成的电路返回null晶体管晶体管电路返回晶体管及晶体管电路null中、小规模集成电路返回null大规模或超大规模集成电路返回null1.第二代电子计算机使用的电子器件是： A晶体管 B 电子管 C集成电路 D超大规模集成电路 2、目前使用的计算机是第（ ）代计算机。 3、巨型机的研制、开发和利用，代表了一个国家的经济实力和科技水平；微型机的研制、开发和广泛的应用，标志着一个国家科技普及的程度。（ ） 4、第五代计算机要实现的目标是：（ ） 5、CAI CAD CAM CBE CAT、CMI