计算机发展史

大、超大规模集成电路
高集成度半导体存储器 、磁盘、光盘
操作系统、高级语言、数据库 系统、应该程序
几百万至 千亿次/秒
ENIAC、 EDVAC、IBM650
CDC6600、 IBM 1401
IBM 360、PDP-8 、 VAX 11
IBM S370、ILLIAC-IV、 IBM PC
计算机发展的分类
它全部采用继电器，同时采用了浮点记数法、带数字存储地 址的指令形式等。
人类早期的计算工具
▪ 机电式计算机
美国哈佛大学应用数学霍华德·艾肯（Howard Hathaway Aiken） 教授受巴贝奇思想启发，在1937年得到美国海军部的经费支持，于 1944年研制成功了一台机电式计算机MarkⅠ。 IBM公司将它命名为 ASCC即Automatic Sequence Controlled Calculator（自动顺序控 制计算器）。
按用途分：通用计算机和专用计算机 按处理数据类型分：模拟计算机、数字计算机和混合型计算机 按运算速度分类：
超级计算机
▪ 巨型计算机系统是在一定时期内速 度最快、性能最高、体积最大、耗 资最多的计算机系统。
标志性指标：（1）计算机的运算 速度平均每秒1000万次以上；（2） 存贮容量在1000万位以上。
人类早期的计算工具
▪ 差分机
1822年，英国数学家查尔斯·巴贝奇设计了一台差分机，最 初的尝试是用来求解对数和三角函数，以致近似计算多项式。
1834年他又完成了分析机的设计方案， 它是在差分机的基础上做了较大的改进， 不仅可以作数字运算，还可以作逻辑运算。
分析机的设计思想已具有现代计算机的 概念，但因当时的技术水准是不可能制造 完成的。
1974年清华大学等单位联合设计，研制DJS-130 小型计算机，8月，第一台DJS－130机在北京无线电 三厂试制成功，并通过鉴定。之后，131、132、135、 140、152、153等共13个机型先后研制成功。逐渐形 成了我国第一种国产DJS-100系列机。
1956年8月25日我国第一个计算技术研究机构 --中 国科学院计算技术研究所筹备委员会成立，著名数学家 华罗庚任主任。这就是我国计算技术研究机构的摇篮。
华罗庚教授是我国计算技术的奠基人和最主要的开 拓者之一。
我国计算机发展历程
▪ 第一代电子管计算机研制(1958-1964年)
在(前)苏联专家的指导下，中科院计算所等单位完成了我国第 一台小型计算机。 1958年6月该电子计算机安装调试，8月1日该机 可以表演短程序运行，标志着我国第一台电子计算机诞生。为纪念 这个日子，该机定名为八一型数字电子计算机，后改名为103型计算 机(即DJS-1型)。103机，字长31位，内存容量为1024字节，当时运 算速度只有每秒几十次，后来安装了自行研制的磁心存储器，运算 速度提高到每秒3000次。
随着微电子技术的进一步发 展，微型计算机将发展得更加迅 速，其中笔记本型、掌上型等微 型计算机必将以更优的性能价格 比受到人们的欢迎。
计算机发展的几个阶段
▪ 网络化
利用通信技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机互联起 来，按照网络协议相互通信，以达到所有用户都可共享软件、硬件和 数据资源的目的。现在，计算机网络在交通、金融、企业管理、教育、 邮电、商业等各行各业中得到广泛的应用。
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应用场合：主要用来承担重大的科 学研究、国防尖端技术和国民经济 领域的大型计算课题及数据处理任 务。如大范围天气预报，整理卫星 照片，原子核物的探索，研究洲际 导弹、宇宙飞船等。
大型计算机
▪ 大型机是用来处理大容量数据的机 器。欧盟委员会称，目前全球绝大 多数企业数据依然存储在大型机上。
标志性指标：（1）无与伦比的I/O 处理能力。（2）大尺寸和使用液 体冷却处理器阵列。
1964年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机119机 研制成功。
我国计算机发展历程
▪ 第二代晶体管计算机研制(1965-1972年)
1965年中科院计算所研制成功了我国第一台大型晶体管计 算机：109乙机(共用2万多支晶体管，3万多支二极管)；对109 乙机加以改进，两年后又推出109丙机，在我国两弹试制中发挥 了重要作用，被用户誉为“功勋机”。
应用场合： 一般用于大型事务处理 系统，特别是过去完成的且不值得 重新编写的数据库应用系统方面， 其应用软件通常是硬件本身成本的 好几倍。
小型计算机
▪ 小型计算机是相对于大型计算机而言，小型计算 机的软件、硬件系统规模比较小，但价格低、可 靠性高、便于维护和使用。它是一种运行原理类 似于PC（个人电脑）和服务器，但性能及用途 又与它们截然不同的高性能计算机。
第一代计算机：电子管计算机（1946-1958年） 第二代计算机：晶体管计算机（1958-1964年） 第三代计算机：中、小规模集成电路计算机（1964-1970年） 第四代计算机：大规模集成电路计算机（1970年至今）
计算机发展的四个阶段
发展阶段
年代 电子器件
存储器 软件 运算速度
典型机种
“马克1号”做乘法运算一次最多需要6秒， 除法10多秒。运算速度不算太快，但精确度很 高（小数点后23位）。
继Mark Ⅰ之后，艾肯又先后研制成Mark Ⅱ（1946 年）、Mark Ⅲ（1950年）、Mark Ⅳ（1952年）。
世界上第一台电子计算机
▪ 世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在 美国宾夕法尼亚大学研制成功， 它的名称叫 ENIAC（The Electronic Numberical Intergrator and Calculator）， 全称叫"电子数值积分计算机" 。
冯·诺依曼的这些理论的提出，解决了计算机的运 算自动化的问题和速度配合问题，对后来计算机 的发展起到了决定性的作用。
ENIAC奠定了电子计算机的发展基础，在计算机发展史上具 有划时代的意义，它的问世标志着电子计算机时代的到来。
计算机发展的几个阶段
▪ 按主要构成器件
自ENAIC诞生至今半个多世纪来，计算机获得了突飞猛进的发展。 人们依据计算机性能和当时软硬件技术（主要根据所使用的电子器 件），将计算机的发展划分成以下四个阶段：
以圆周率(π)的计算为例，中国的古代科学家祖冲之利 用算筹，耗费15年心血，才把圆周率计算到小数点后7位数。
一千多年后，英国人香克斯以毕生精力计算圆周率，才 计算到小数点后707位。
而使用ENIAC进行计算，仅用了40秒就达到了这个记录。
世界上第一台电子计算机
▪ ENIAC诞生后，数学家冯·诺依曼提出了重大的改进理论，主 要有两点：其一是电子计算机应该以二进制为运算基础；其 二是电子计算机应采用"存储程序"方式工作，并且进一步明 确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成： 运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。
微型计算机
▪ 微型计算机简称“微型机”、“微机”， 由于其具备人脑的某些功能，所以也称其 为“微电脑”。是由大规模集成电路组成 的、体积较小的电子计算机。它是以微处 理器为基础，配以内存储器及输入输出接 口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。
标志性指标：主要是五项指标：主频，字 长，内核，内存容量，运算速度。
▪ 它使用了18800个真空电子管，耗电150千瓦，占地 170平方米，重达30吨，每秒钟可进行5000次加法运 算,300多次乘法运算，耗资40万美元。
世界上第一台电子计算机
▪ 虽然它还比不上今天最普通的一台微型计算机，但在当时 它已是运算速度的绝对冠军，并且其运算的精确度和准确 度也是史无前例的。
第一代
第二代
第三代
第四代
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1946-1958
1958-1964
1964-1970
1970-现在
电子管
晶体管
水银延迟线、磁鼓、 纸带
机器语言、汇编语言
5000至 3万次/秒
磁芯、磁带
监控程序、高 级语言
几十万至 百万次/秒
中、小集成电路 磁芯、磁带、 磁盘、半导体存储器
操作系统、应用程序
百万至 几百万次/秒
计算机发展史
计算机发展史
1
人类早期的计算工具
2
计算机发展的几个阶段
3
世界上第一台电子计算机
4
我国计算机发展历程
人类早期的计算工具
▪ 算盘
据史载，早在汉朝末期，中国人就 在长期使用算筹的基础上发明了珠算， 即是我们现在所称的“算盘”。
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。
华北计算所先后研制成功108机、 108乙机(DJS-6)、121机(DJS-21)和 320机(DJS-8)，并在738厂等五家工 厂生产。
我国计算机发展历程
▪ 第三代中小规模集成电路计算机 (1973-80年代初)
1973年年初，由北京大学、北京有线电厂和燃 化部等有关单位共同研制成功中国第一台百万次集 成电路电子计算机150机，该机字长数48位，每秒运 算100万次，主内存130K。主要用于石油、地质、气 象和军事部门。
目前各国都在开发三网合一的系统工程，即将计算机网、电信网、 有线电视网合为一体。将来通过网络能更好的传送数据、文本资料、 声音、图形和图象，用户可随时随地在全世界范围拔打可视电话或收 看任意国家的电视和电影。
我国计算机发展历程
1956年周恩来总理亲自提议、主持、制定我国《十二年科学技术 发展规划》，选定了“计算机、电子学、半导体、自动化”作为“发 展规划”的四项紧急措施，并制定了计算机科研、生产、教育发展计 划，我国计算机事业由此起步。
它是中国古代的一项伟大、重要的发明，在阿拉伯数字出 现前是全世界广为使用的计算工具，是计算工具发展史上的第 一项重大发明。
人类早期的计算工具
▪ 滚轮式加法器
1642年，法国数学家和物理学家 帕斯卡设计并制作了一台能自动进位 的加减法计算装置（Pascaline）。
当初发明它的目的是为了帮助父亲解决税务上的计算。其 外观上有6个轮子，分别代表着个、十、百、千、万、十万等。 只需要顺时针拨动轮子，就可以进行加法，而逆时针则进行减 法。原理和手表相似，可以说是计算机的开山鼻祖了。
标志性指标：（1）采用8-32颗处理器，实现多 CPU协同处理功能。IXPUB技术博客BJFp-A3~r v（2）配置超过32GB的海量内存容量。（+e T;Y#I$I3By03）系统设计有专用高速I/O通道。
应用场合：目前己广泛应用于工业自动控制、大 型分析仪器、测量设备、企业管理、大学和科研 机构等，也可以作为大型与巨型计算机系统的辅 助计算机
应用场合：微型计算机的应用范围很广， 例如科学计算、信息处理和事务管理、过 程控制、仪器、仪表控制、家用电器和民 用产品控制、计算机辅助设计|计算机辅助 制造、人工智等等都需要微型计算机。
计算机发展的几个阶段
▪ 微型机（又称电脑）阶段
二十世纪七十年代以来，由于大规模和超大规模集成 电路的飞速发展，微处理器芯片连续更新换代，微型计算 机连年降价，加上丰富的软件和外部设备，操作简单，使 微型计算机很快普及到社会各个领域并走进了千家万户。
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人类早期的计算工具
▪ 机电式计算机
1938年，德国科学家朱斯成功制造了第一台二进制Z-1型计 算机，这还是一台纯机械的计算机。
此后，他又研制了Z系列计算机，其中，Z-3型计算机除了所 用的元件是电器元件之外，其余的设计思想和电子计算机几乎没 有什么差别，可以说是世界上第一台通用程序控制机电式计算机。