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前言. 电子数字计算机是 20 世纪人类最伟大发明之一。短短的几十年,这台机器以迅猛磅礴之势,用非凡的渗透力和亲和力,彻底改变了我们这个星球的模样,融进每个人的工作、学习和生活之中,已在世界范围内形成了一种新的文化,构造了一种崭新的文明。. 数字化渗透在生活中. 一面荷花三面柳 半城山绿半城湖. 乾隆对联. 一次乾隆遇到一位 141 岁 老人,出上联: “ 花甲重开,外加三七岁 ” 要求纪晓岚对下联,纪根据杜甫的 “ 人生七十古来稀 ” 对出下联。 提示:乾隆的表达式为: 60X2+3X7=141.

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前言

电子数字计算机是20世纪人类最伟大发明之一。短短的几十年,这台机器以迅猛磅礴之势,用非凡的渗透力和亲和力,彻底改变了我们这个星球的模样,融进每个人的工作、学习和生活之中,已在世界范围内形成了一种新的文化,构造了一种崭新的文明。


数字化渗透在生活中

  • 一面荷花三面柳

  • 半城山绿半城湖


乾隆对联

  • 一次乾隆遇到一位141岁

  • 老人,出上联:

  • “花甲重开,外加三七岁”

  • 要求纪晓岚对下联,纪根据杜甫的“人生七十古来稀”对出下联。

  • 提示:乾隆的表达式为:60X2+3X7=141



计算机发展史纪晓岚是清代进士,官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书-发展篇

自从1946年世界上第一台电子

数字计算机诞生以来,计算机经得

到了迅速发展和应用,著名的摩尔

定律很好地说明了着一点:平均每

18个月计算机的性能要提高一倍,而

价格要下降一半。


纪晓岚是清代进士,官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书运筹策于帷幄之中,决胜于千里之外。”,人类最早有实物作证的计算工具诞生在中国。祖冲之借助算筹, 成功地将圆周率π值计算到小数点后的第7位。

珠算盘是中国古代在计算工具领域的另一项发明,直到今天,它仍然是许多人钟爱的“计算机”。

计算机发展史

——计算的手工时代

计算机的历史可以追溯到我们祖先用石头或手指帮助计数的远古时代。人类最早的 “计算机” 是手指, “Digit” 既表示“手指”又表示“整数数字”。

大约在新石器时代早期,先民使用的“计算机”是结绳,即用绳子打结的多少来表示数的概念。


计算机以前的计算工具纪晓岚是清代进士,官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书

计算机的发展与特点

7


软件系统纪晓岚是清代进士,官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书(程序、文档)

硬件系统(设备)

2.3 计算机基本结构与工作原理

计算机系统


计算机硬件基本组成纪晓岚是清代进士,官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书


数据流纪晓岚是清代进士,官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书

地 址

控制流

计算机硬件基本组成

(外)存储器

输入

设备

输出

设备

(内)存储器

中央处理器(CPU)

运算器

控制器


2.3 纪晓岚是清代进士,官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书计算机系统


9+9÷3=纪晓岚是清代进士,官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书?

9÷3=3

大脑

工作原理

9+9÷3=?

脑神经元

的思考

9÷3=3

(用四则运算规则和九九乘法口诀 )


中央处理器纪晓岚是清代进士,官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书

9÷3=3

9+3=12

9+3=12

9+3=12

输入器

控制器

存储器

输出器

大脑

大脑

运算器

9+3=12

收集信息

控制输出

输出

运算


计算机发展史纪晓岚是清代进士,官至礼部尚书、协办大学士。他领衔编撰了我国历史上规模最大的一部文献全书

——计算的机械时代

17世纪初,英国数学家纳皮尔提出了对数的概念,并制作了“纳皮尔算筹”,它只需要做简单的加法就能计算出乘积,从而大大简化了数值计算过程。

英国牧师奥却德创造了原始的对数计算尺,奥却德发明的对数计算尺不仅能做加、减、

乘、除、乘方、开方运算,甚至可以计算三

角函数、指数函数和对数函数,它一直使用

到袖珍电子计算器面世为止。


德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受加法器的启发,在1674年造出一台更完善的机械计算机——“乘法器”。

莱布尼茨对计算机的贡献不仅在于乘法器,公元1700年左右,莱布尼茨中国“易图”(八卦)里受到启发,最终悟出了二进制数之真谛。

计算机发展史

——计算的机械时代

17世纪最值得称颂的计算机发明当然属于法国科学家布莱斯·帕斯卡,帕斯卡为了帮助父亲计算税款制造了加法器,它第一次确立了计算机器的概念。


德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受周易》:“天行健,君子以自强不息”(乾卦)、“地势坤,君子以厚德载物”(坤卦)。


计算机发展史德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受

——计算的机械时代

无论是契克卡德、帕斯卡,还是莱布尼茨,他们发明的机器都缺乏程序控制的功能。工业社会首次大规模应用程序控制的机器不是计算机,而是纺织行业中的提花编织机,然而,它对计算机程序设计的思想产生过巨大的影响力。

18世纪末,法国数学界调集大批数学家,组成了人工手算的流水线,经过长期艰苦奋斗,终于完成了17卷《数学用表》的编制,但是,手工计算出的数据出现了大量错误。这件事情强烈刺激了巴贝奇制作了差分机 。


计算机发展史中的超级古董德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受

世界第一台机械式加法计算机(1642年)


1674德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受年发明的乘法计算机


年研制的差分机德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受

1822


1934德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受年研制的分析机


1936德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受年制造的手摇式机械计算机


电动机械式计算机德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受(1930年)


1941 z 3
1941德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受年研制的Z-3型计算机


1943 12
1943德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受年12月“巨人”计算机运行


MarkⅠ德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受在哈佛大学正式启动。它的外壳用钢和玻璃制成,长约15米,高约2.4米,自重达31.5吨。它装备了3000多个继电器,共有15万个元件和长达800公里的电线,用穿孔纸带输入。这台机器每秒能进行3次运算,23位数加23位数的加法,仅需要0.3秒;而进行同样位数的乘法,则需要6秒多时间。

在计算机发展史上占据重要地位的电磁式计算机  MarkⅠ,它是电脑“史前史”里最后一台著名的计算机。

计算机发展史

——电磁式计算机

一位被同时称为“数字计算机之父”的发明家是德国人,名字叫楚 泽(K.Zuse),为了躲避战火他发明的电磁式计算机一直存放在地窖里。


电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

1946年,举世公认的第一台电子数字计算机ENIAC, 诞生在战火纷飞的二次世界大战,它的“出生地”是美国马里兰州阿贝丁陆军试炮场。二次世界大战关键时期,战争需要像一只有力的巨手,给电脑的诞生铺平了道路。

计算机发展史

——电子数字计算机的诞生


第一代 电子管计算机(电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。1946-1958)

主要逻辑元件是电子管

特点:体积庞大、运算速度低、成本高、可靠性差、内存容量小。主要用于科学计算,从事军事和科学研究方面的工作


1946电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。年2月14日,世界上第一台电子计算机研制成功。 这台机器的名字叫“ENIAC”(埃尼阿克),即“电子数值 积分和计算机” 的英文缩写。在ENIAC内部,总共安装了17468只电子管,7200个二极管,70000多电阻器,10000多 只电容器和6000只继电器,电路的焊接点多达50万个;机器被安装在一排2.75米高的金属柜里,占地面积为170平方米左右,总重量达 到30吨。它的耗电量超过174千瓦;电子管平均每隔7分钟就 要被烧坏一只。

ENIAC的运算速度达到每秒钟5000次加法,可以在3/1000秒时间内做完两个10位数乘法, 其运算速度超出Mark Ⅰ至少1000倍。一条炮弹的轨迹,20秒钟就能被它算完。ENIAC标志着电子计算机的创世,人类社会从此大步迈进了电脑时代的门槛。

计算机发展史

——电子数字计算机的诞生


世界上第一台电子计算机电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

(1946年2月14日)


1947电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。年12月23日,美国科学

家巴丁博士、布菜顿博士和肖克

莱博士,在导体电路中进行用半

导体晶体把声音信号放大的实验

时,发明了科技史上具有划时代

意义的成果——晶体管。

晶体管促进并带来了“固态

革命”,进而推动了全球范围内

的半导体电子工业。作为主要部

件,它及时、普遍地首先在通讯

工具方面得到应用,并产生了巨

大的经济效益。由于晶体管彻底

改变了电子线路的结构,集成电

路以及大规模集成电路应运而生,

这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实。

计算机发展史

——晶体管计算机


1954电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。年美国电报电话公司(AT&T)贝尔实验室研制成功了第一台半导体计算机(TRADIC)。

计算机发展史

——晶体管计算机

1960年IBM全面推出晶体管化的7000系列电脑。 以晶体管为主要器件的IBM7090型电脑,换下了诞生不过一年的IBM709电子管计算机,从1960年到1964年一直统治着科学计算的领域,并作为第二代电子计算机的典型代表,被永远载入电脑的史册里。


计算机发展史电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

——集成电路计算机

基尔比那年35岁,在不超过

4平方毫米的面积上,大约集成了

20余个元件。1959年2月6日, 基

尔比向美国专利局申报专利,这

种由半导体元件构成的微型固体

组合件,从此被命名为“集成电

路”(IC)。仙童半导体公司当即召集会议

商议对策。诺依斯提出:可以用平面处理

技术来实现集成电路的大批量生产,仙童

公司开始奋起疾追。1959年7月30日,他们

采用先进的平面处理技术研制出集成电路,

也申请到一项发明专利。

1964年,仙童公司“八叛

逆”之一的摩尔(G. Moore)

博士,以三页纸的短小篇幅,

发表了一个奇特的理论。摩

尔天才地预言说道,集成电

路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月

翻一番的速度稳定增长,并在今后数十年内保

持着这种势头。摩尔的这个预言,因集成电路

芯片后来的发展曲线得以证实,并在较长时期

保持着有效性,被人誉为“摩尔定律”。


第二代 晶体管计算机(电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。1958-1964)

主要逻辑元件是晶体管

特点:体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。应用扩展到数据处、自动控制等方面。


第三代集成电路计算机(电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。1964-1971)

可靠性和存储容量进一步提高,体积更小,运算速度更快,价格更低,与通信密切结合起来。广泛用于科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。


第四代大规模集成电路( 电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。71年迄今)

计算机的存储容量和可靠性又有了很大提高,功能更加完备。计算机的类型除小型、中型、大型机外,开始向巨型机和微型机(个人计算机)两个方面发展。使计算机开始进入了办公室、学校和家庭。


计算机发展史电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

——集成电路计算机

1964年4月7日,

IBM公司宣布了一

项最新成就:IBM

公司投资50亿美圆

研制出的通用计算

机---IBM360系统。

IBM360系统是首次

使用集成电路作为元件构造的通用计算机。

系统用360为名, 表示

一圈360度,既代表着

360系统从工商业到科

学界的全方位应用,

也表示IBM的宗旨:

为用户全方位服务。


计算机发展史电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

——巨型机

集成电路的发明,为研

制高速运行的超级电脑创造

了条件。1960年,刚成立三

年的控制数据公司(英文缩

写CDC) ,接受美国原子能

委员会的委托,涉足万难之险的巨型机

领域。先后“克雷1号”

(CRAY-1),“克雷2号”

(Cray-2)和“克雷3号”

(Gray-3)巨型机相继

问世, 并行结构使运算

速度分别达到每秒12亿

次和每秒160亿次


计算机发展史电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

——微处理器

1971年,英特尔公司宣称,他们首创了一种“开启集成电路新纪元”的半导体芯片,根据该公第一块微处理器芯片已属大规模集成电路范畴。 英特尔公司命名它为4004,第一

个4表示它可以一次处理4位数据, 第二个4代表它是这类芯片的第4种型号。这种数字代号沿用至今,就是现代所谓“386”、“486”等计算机俗称的最早源头。

1972年4月, 霍夫小组研制出另一型号的微处理器8008。在做了少许改进后,1975年又推出有史以来最成功的8位微处理器8080。 8080集成了约4800个晶体管,每秒执行29万条指令。8080型微处理器正式

投放市场是在1974年,这种芯片及其仿制品后来共卖掉数以百万计,引发了汹涌澎湃的微电脑热潮。


计算机发展史电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。——微处理器


CPU 电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。(中央处理器 )

  • CPU是中央处理单元(Central Process Unit)的缩写,它可以被简称做微处理器。

  • 功能:处理器的作用和大脑更相似,因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据 。

  • 详细资料可查看:http://baike.baidu.com/view/2089.htm


计算机发展史电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。——微处理器


内存 (内存储器 )电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

  • 内存:英文名称:Memory。

  • 内存指的是计算机的内存储器。内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓存(CACHE)。

  • 功能:内存是用来存放当前计算机运行所需要的程序和数据。 ,比如当我们在使用WORD处理文稿时,当你在键盘上敲入字符时,它就被存入内存中,当你选择存盘时,内存中的数据才会被存入硬(磁)盘。内存容量的大小是衡量计算机性能的主要指标之一

  • 详细资料可查看:http://baike.baidu.com/view/1082.htm


RJ45电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

网卡

接口

PS/2

鼠标

接口

并口

USB

接口

音频

接口

PS/2

键盘

接口

串口

USB

接口

VGA

接口


Graphics
显卡(电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。Graphics)

  • 显卡(也叫绘图卡)作为电脑主机里的一个重要组成部分,承担输出显示图形的任务,对于喜欢玩游戏和从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。目前民用显卡图形芯片供应商主要包括AMD(ATi)和Nvidia,Intel,VIA,SIS。

  • http://baike.baidu.com/view/2882.htm


电源电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

  • 电源:[power supply;power source] 向电子设备提供功率的装置。

  • 功能:电源是向电子设备提供功率的装置,也称电源供应器,它提供计算机中所有部件所需要的电能。它的作用是将交流电通过一个开关电源变压器换为5V,-5V,+12V,-12V,+3.3V等稳定的直流电,以供应主机箱内系统版,软盘,硬盘驱动及各种适配器扩展卡等系统部件使用。电源功率的大小,电流和电压是否稳定,将直接影响计算机的工作性能和使用寿命。

  • 详细资料可查看:http://baike.baidu.com/view/13542.html?tp=0_11


硬盘电子管诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是,真空三极管不仅具有放大功能,还可充当开关器件,其速度要比继电器快成千上万倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

  • 硬盘:(港台称之为硬碟,英文名:Hard Disc Drive 简称HDD)是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。现在最新的硬盘是使用FLASH芯片做硬盘叫固态硬盘,它避免了传统硬盘的机械结构,无论是速度还是安全都有很大的提高。

  • 计算机中的大部分资料都存储在硬盘里。如果硬盘故障,资料将会丢失!

  • 详细资料可查看:http://baike.baidu.com/view/4480.htm


显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱……。

计算机的其他部件


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱——个人计算机

1981年无疑是个分界

线。这一年,IBM公司推

出了它的个人电脑,人类

社会从此跨进个人电脑新

纪元 1981年8月12日,IBM

在纽约宣布IBM PC个人电

脑出世,个人电脑以前所

未有的广度和速度面向大

众普及。 IBM PC主机板上配置着64KB存储

器,另有5个插槽供增加内存或连接其他外部设备。它还装备着显示

器、键盘和两个软磁盘驱

动器。它把过去一个大型

电脑机房的全套装置统统

搬到个人的书桌上。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱——多媒体计算机

多媒体技术是电脑能够交互式处理文字、声音、图像、动画、视频等多种媒体信息。为了实现这些目标,多媒体电脑配置的海量存储器——激光光盘、声音卡、3D图形卡等硬件设备,走过了一段瓜熟蒂落的过程。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱——计算机网络和Internet

计算机网络就

是通过电缆、电话

线、或无线通讯互

连的计算机的集合。

按计算机连网的区

域大小,可以把网

络分为局域网

(LAN,Local Area

Network)和广域网

(WAN,Wide Area Network)。如在一个房间、一座大楼,或是

在一个小范围内的网

络就称为局域网,而

跨省市、跨国家的网

络则是广域网,

Internet就是最大最典

型的广域网。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱-人物篇


1938显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱年,美国数学家香农(C. Shannon),第一次在布尔代数和继电器开关电路之间架起了桥梁。著名的论文《继电器和开关电路的分析》,被认为是通讯历史上最杰出的理论之一。

计算机发展史

——数字化生存的开拓者

数字计算机首先来源于理论突破,是逻辑代数为开关电路设计奠定了的数学基础。逻辑代数又称布尔代数,正是以它的创立者——英国数学家布尔(G.Boole)而命名。


显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱电子计算机之父”的桂冠,被戴在数学家 冯·诺依曼(J.Von Neumann)头上, 而不是ENIAC的两位实际研究者,这是因为冯·诺依曼提出了现代电脑的体系结构。

1945年6月,冯 ·诺依曼与戈德斯坦、勃克斯等人,联名发表了一篇长达101页纸的报告,即计算机史上著名的“101页报告”,直到今天,仍然被认为是现代电脑科学发展

计算机发展史

——电子计算机之父

里程碑式的文献。报告明确规定出计算机的五

大部件,并用二进制替代十进制运算使用“存

储程序”,以便电脑自动依次执行指令。人们

后来把这种“存储程序”体系结构的 机器统称

为“诺依曼机”。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

——阿兰·图林

阿兰·图林1912年6月23日出生于英国伦敦一个书香门第的家庭。8岁时,他开始尝试写作了一部科学著作, 题名《关于一种显微镜》。1931年,他考入剑桥皇家学院。

1936年, 图林发表了一篇划时代的论

文——《论可计算数及其在判定问题中的

应用》 ,后被人改称《理想计算机》。论

文里论述了一种“图林机”,只要为它编好

程序, 它就可以承担其他机器能作的任何

工作。当世界上还没人提出通用计算机的

概念前,图林已经在理论上证明了它存在

的可能性。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱——阿兰·图林

冯·诺依曼曾多次向别人

强调: “如果不考虑巴贝奇、

阿达和其他人早先提出的有

关思想,计算机基本概念只

能属于阿兰·图林。”

1950年10月, 图林的另

一篇论文《机器能思考吗》

发表,首次提出检验机器智能的“图林试验” ,

从而奠定了人工智能的基础,使他再次荣膺“人工智能之父”称号。

1954年, 42岁的阿兰·图林英年早逝。为了纪念他在计算机领域奠基性的贡献,美国计算机学会决定设立“图林奖”,从1956年开始颁发给最优秀的电脑科学家,它就像科学界的诺贝尔奖那样,是电脑领域的最高荣誉。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

——巨型机之父克雷

西蒙·克雷1925年9月出生

在美国威斯康星州的工程师世

家。在参加陆军做了几年电工

后, 克雷到威斯康星大学和明

尼苏达大学继续深造。1950年

获电气工程学士,又用了一年

攻下了硕士学位。克雷先后在

工程研究学会和雷明顿·兰德公

司从事开创性的计算机研究 。在那里,他设计出他的第一台计算机ERA1101。1957年,克雷跟随威廉·诺瑞斯创立CDC公司;1972年自行创办克雷研究公司,从此开始了他漫长的“巨型机”研究生涯。

克雷的名字很长时期一直与巨型机相联系, 巨型机基本上按照他创造的模式建立。 《财富》杂志曾引用他的话说:“无庸质疑,在这一领域需要天才,天才是杰出的象征。 ”克雷不仅是真正的天才,他还是举世公认的“巨型机之父”。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

——PC机之父唐·埃斯特奇

埃斯特奇1937年出生于

美国佛罗里达州杰克逊维尔,

佛罗里达大学工程学士,

加入IBM后参与了几种防

空计算机系统设计。70年

代末在IBM公司担任中级

技术经理,负责软件开发

业务。1980年,他领导着

博卡雷顿实验室“十三人小组”,顶着IBM官僚体系的重重压力,以“开放”的思想努力创新,一年之内开发出影响电脑发展前途的IBM PC个人电脑, 并推出IBM PC/XT和IBM PC/AT等后续产品,使其成为个人电脑事实上的行业标准。在IBM公司内部,埃斯特奇被尊称为“PC机之父”,成为该公司最富个人魅力的传奇英雄。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

——比尔·盖茨和微软

比尔·盖茨1955年10月28日

出生在西雅图,13岁就开始编

写计算机程序。1973年进入哈

佛大学法律系,19岁退学,与

同伴创办电脑公司。后改名微

软公司,自任董事长、总裁兼

首席执行官。1988年1月,将总裁一职让给史蒂夫-鲍尔默。比尔·盖茨被誉为电脑奇才、20世纪最伟大的计算机软件行业巨人。36岁成为世界最年轻的亿万富翁。1999年《福布斯》评选,盖茨居世界亿万富翁首位,纯资产850亿美元,被《时代》周刊评为在数字技术领域影响重大的50人之一。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

——比尔·盖茨和微软

IBM PC诞生不仅掀起了个人电脑的大普及,而且导致了软件工业的勃兴。其中,受益最大的是微软公司。MS-DOS伴随IBM PC电脑出征,由于所有PC个人电脑(包括其他厂商生产的兼容机)都需要安装MS-DOS,其用户后来竟超过3000万,历史上从来没有哪个软件能够达到如此庞大的用户数。微软公司依托MS-DOS迅速崛起。

80年代,微软陆续推出Windows操作系统。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱-应用

计算机的应用已经渗透到人类社会的各个领域。从天气预报到地质勘探,从自动售票到情报检索,从航天飞机到海洋开发,从产品设计到生产过程控制,从医疗诊断到生物工程等等,计算机都得到了日益广泛的应用,在未来的社会中计算机将同能源一样成为我们生活、工作、娱乐中不可的工具。


CAD显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

计算机在最近的几十年中,极大地改变了我们的生活。在工业中,计算机也得到了相应 的应用。

计算机辅助设计(CAD)

——是在计算机硬件与软件的

支撑下,通过对产品的描述、

造型、系统分析、优化、仿

真和图形处理的研究,使计

算机辅助技术师完成产品的全

部设计过程,最后输出满意的

设计结果和产品图形。


计算机发展史显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱-未来篇

20世纪下半叶电子数字计算机蓬勃发展的主要基础是基于硅材料的微电子器件。发展高性能计算有两条途径,一条是基于现有的半导体集成电路技术,即微处理机技术,通过提高并行处理能力来实现;另一条途径是突破硅半导体器件的框框,发展非传统的新技术,包括超导计算、量子计算、生物计算和光计算等。


超导计算机显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

超导计算机是

使用超导体元器件

的高速计算机。所

谓超导,是指有些

物质在接近绝对零

度(相当于-269摄氏度)时,电流流动是无

阻力的。1962年,英国物理学家约瑟夫逊提

出了超导隧道效应原理,即由超导体一绝缘

体一超导体组成器件,当两端加电压时,电

子便会像通过隧道一样无阻挡地从绝缘介质

中穿过去,形成微小电流,而这一器件的两

端是无电压的。约琴夫逊因此获得诺贝尔奖。


纳米计算机显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

科学家发现,当晶体管的尺寸缩小到0.1微米(100纳米)以下时,半导体晶体管赖以工作的基本原理将受到很大限制。研究人员需另辟蹊径,才能突破0.1微米界,实现纳米级器件。现代商品化大规模集成电路上元器件的尺寸约在0.35微米(即350纳米),而纳米计算机的基本元器件尺寸只有几到几十纳米。

目前,在以不同原理实现纳米级计算方面,科学家提出四种工作机制:电子式纳米计算技术,基于生物化学物质与DNA的纳米计算机,机械式纳米计算机,量子波相干计算。它们有可能发展成为未来纳米计算机技术的基础。

像硅微电子计算技术一样,电子式纳米计算技术仍然利用电子运动对信息进行处理。不同的是:前者利用固体材料的整体特性,根据大量电子参与工作时所呈现的统计平均规律;后者利用的是在一个很小的空间(纳米尺度)内,有限电子运动所表现出来的量子效应。


光计算机显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

与传统硅芯片计算机不同,光计算机用光束代替电子进行运算和存储:它以不同波长的光代表不同的数据,以大量的透镜、棱镜和反射镜将数据从一个芯片传送到另一个芯片。

研制光计算机的设想早在20世纪50年代后期就已提出。1986年,贝尔实验室的戴维·米勒研制出小型光开关,为同实验室的艾伦·黄研制光处理器提供了必要的元件。1990年1月,黄的实验室开始用光计算机工作。

从采用的元器件看,光计算机有全光学型和光电混合型。1990年贝尔实验室研制成功的那台机器就采用了混合型结构。相比之下,全光学型计算机可以达到更高的运算速度。

然而,要想研制出光计算机,需要开发出可用一条光束控制另一条光束变化的光学“晶体管”。现有的光学“晶体管”庞大而笨拙,若用它们造成台式计算机将有一辆汽车那么大。因此,要想短期内使光计算机实用化还很困难。


DNA显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱计算机

1994年11月,美国南加州

大学的阿德勒曼博士提出一个奇

思妙想,即以DNA碱基对序列作

为信息编码的载体,利用现代分

子生物技术,在试管内控制酶的

作用下,使DNA碱基对序列发生

反应,以此实现数据运算。

在过去的半个世纪里,计算机的意义几乎完

全等同于物理芯片。然而,阿德勒曼提出的

DNA计算机拓宽了人们对计算现象的理解,从

此,计算不再只是简单的物理性质的加减操作,

而又增添了化学性质的切割、复制、粘贴、插

入和删除等种种方式。

DNA计算机的最大优点在于其惊人的存贮

容量和运算速度:1立方厘米的DNA存储的信息

比1万亿张光盘存储的还多;十几个小时的DNA

计算,就相当于所有电脑问世以来的总运算量。

更重要的是,它的能耗非常低,只有电子计算

机的一百亿分之一。


量子计算机显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

量子计算机以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存,利用原子的量子特性进行信息处理。由于原子具有在同一时间处于两个不同位置的奇妙特性,即处于量子位的原子既可以代表0或1,也能同时代表0和1以及0和1之间的中间值,故无论从数据存储还是处理的角度,量子位的能力都是晶体管电子位的两倍。对此,有人曾经作过这样一个比喻:假设一只老鼠准备绕过一只猫,根据经典物理学理论,它要么从左边过,要么从右边过,而根据量子理论,它却可以同时从猫的左边和右边绕过。

量子计算机与传统计算机在外形上有较大差异:它没有传统计算机的盒式外壳,看起来像是一个被其他物质包围的巨大磁场;它不能利用硬盘实现信息的长期存储……但高效的运算能力使量子计算机具有广阔的应用前景,这使得众多国家和科技实体乐此不疲。尽管目前量子计算机的研究仍处于实验室阶段,但不可否认,终有一天它会取代传统计算机进入寻常百姓家。


利用蛋白质的开关特性开发出生物计算机显示器,光驱,软驱,键盘,鼠标,打印机,摄像头,音箱

生物计算机主要是

以生物电子元件构建的

计算机。由于半导体硅

芯片电路密集引起的散

热问题难以解决,科学

家便投入了生物计算机

的研究与开发。生物电

脑的性能是由元件与元件之间电流启闭的

开关速度来决定的。科学家发现,蛋白质

有开关特性,用蛋白质分子作元件制成集

成电路,称为生物芯片。使用生物芯片的

计算机称为蛋白质电脑,或称为生物电脑。

已经研制出利用蛋白质团来制造的开关装

置有:合成蛋白芯片,遗传生成芯片,红

血素芯片等。


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