大学计算机基础01-计算机的发展史.ppt

第一章 计算机的发展史 第一章 计算机的发展史 1.1 先驱的探索 1.2 计算机的诞生 1.3 计算机的主要指标 1.4 计算机的发展趋势 1.5 计算机与现代通信 1.1 先驱的探索 计算——从手工到机械自动再到电子自动 500年前，开始使用算盘进行计算 ； 1642年，法国Pascal发明齿轮式加法器，是机械计算机发展史上的一个重要里程碑 ； 1.1 先驱的探索 1801年，Joseph-MarieJacquard展示了一种自动提花织机 （Jacquard loom）； 18世纪出现差分机和 解析机； 1.1 先驱的探索 美国工程师Hollerith制作了第一台制表机,用于人口普查； 1.2 计算机的诞生 1.2.1计算机理论的奠基 计算机理论的奠基人——图灵，他提出了计算抽象模型，被后人称为“图灵机” 1.2 计算机的诞生 1.2.1计算机理论的奠基 图灵机带子相当于存储器，可以存储计算的中间结果，并作为输入输出的媒介。 控制器可以控制读写头在磁带上来回移动并切换状态，控制器的命令相当于指令。 图灵机是可编程控制的。 1.2 计算机的诞生 1.2.3现代计算机的探索 Mark-I 1.2 计算机的诞生 第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer） ENIAC包括控制部分、存储部分、运算部分 和输入输出部分 ENIAC也存在一些严重问题 1.2.3现代计算机的诞生 1.2 计算机的诞生 第一代电子计算机(1946-1958) 标志：以电子管作为逻辑元件 冯·诺依曼体系的两个设想：电子计算机以二进制为运算基础；应采用“存储程序”方式工作 1.2.3现代计算机的诞生 运算器 存储器 控制器 输入设备 输出设备 冯·诺依曼 冯·诺依曼体系结构 1.2 计算机的诞生 第一代电子计算机(1946-1958) 1950问世的计算机EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Computer ），首次实现了冯·诺依曼体系的两个重要设想 1.2.3现代计算机的诞生 1.2 计算机的诞生 第二代晶体管计算机(1959-1964) 1.2.3现代计算机的诞生 晶体管 晶体管计算机TRADIC 1.2 计算机的诞生 第三代集成电路计算机（1964-1970） 1.2.3现代计算机的诞生 特点：采用集成电路作为逻辑元件，并且开始使 用半导体存储器作为主存储器。此外，系列兼容 和采用微程序设计也是第三代计算机的重要特点。 IBM S/360计算机的研制 过程为现代计算机发展 做出了重大的贡献 1.2 计算机的诞生 1.2.3现代计算机的诞生 第四代计算机（1970年至今） 采用大规模和超大规模集成电路 这个时代，微处理器问世，它是微电子领域有史以来最重要的发明之一 计算机按规模、速度和功能等开始分化成巨型机、通用大型机、小型机和微型机，在体积大小、结构复杂程度、功率消耗、性能指标、数据存储容量、指令系统和设备、软件配置等方面不同 巨型机是指运算速度最快、存储容量最大、专门用于科学计算的计算机系统。巨型机主要用于国防科研、航空航天和气象预报等需要高速处理复杂计算问题的领域。 1.2 计算机的诞生 1.2.3现代计算机的诞生 巨型机 1.2 计算机的诞生 1.2.3现代计算机的诞生 大型机 大型机（Mainframe）是指在各个大企业、大机关、大公司里面使用的大型计算机系统。 大型机在商业领域，政府部门都有广泛的使用，如银行，保险公司，电信部门等。而巨型机一般是集中在巨型机中心，为尖端的科学领域、国防领域提供服务。 1.2 计算机的诞生 1.2.3现代计算机的诞生 小型机 小型机是性能、规模、价格都介于大型机和微型机之间的一类计算机。服务于一些中等规模的企业和单位。小型机也秉承大型机的设计理念，强调高可靠性，高可用性和高服务性（RAS）。所以，也有人说，小型机是是低价格、小规模的大型计算机。 IBMp550小型机 1.2 计算机的诞生 1.2.3现代计算机的诞生 微型计算机 微机是以微处理器（控制器和运算器）为核心，配备上存储器，输入和输出设备的计算机。 微机的发展是随着微处理器的发展而发展的。 1.3 计算机的主要指标 运算速度 字长 主频 高速缓存 外设配置 运算速度 计算机运算速度，是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”（MIPS，Million Instruction Per Second）来描述。 有时候，计算机运算速度还用“浮点运算次数”描述。浮点是指浮点数，就是带小数的数。浮点运算比一般的整数运算要复