计算机发展史简介

第一章计算机发展史简介

一．先驱者的贡献

帕斯卡（Biaise Pascal，1623~1662）

↖法国数学家、物理学家

↖19 岁受机械时钟的启发发明第一个齿轮式机械计算器（1642 年），只能做加、减法

巴贝奇（C.Babbage，1791～1871）

↖英国数学家

↖公认的计算机之父

↖研制出差分机和分析机

↖提出程序控制的思想

↖提出了完整的通用计算机的设计方案，已经有许多的现代计算机的元素在里面，最终100 年后由艾肯实现

爱达.拜伦(Ada Augusts Lovelace，1815～1852)

↖英国数学家

↖为巴贝奇的分析机编制程序

↖虽然还没出现¡°循环¡±，¡°子程序¡±的概念，但其中已经蕴含了现在程序的思想。

↖被称为世界上第一位程序员

艾肯（Howard Aiken，1900～1973)

↖美国数学教授

↖制造出第一台机电式计算机MarkI ，后又制造出MarkII

↖MarkI 的一些参数：

➢以机电的方法代替机械的方法实现分析机，1944 年完成，在哈佛大学用了15 年

➢15.5米,高2.4米,75万个零部件

➢乘法速度是3 秒

图灵(Alan Turing，1912～1954)

↖英国科学家

↖现代计算机诞生过程中最重要的两个

人物之一，另一个是冯. 诺依曼

↖他对现代计算机的贡献有两个：

➢建立图灵机理论模型

➢提出定义机器智能的图灵测试

冯.诺依曼(Von.Neumann,1903～1957)

↖美国数学教授

↖现代计算机之父

↖两个方面的重要贡献

➢提出了存储程序的思想

➢在EDVAC设计中提出的计算机结构奠定了现代

计算机体系结构框架,被称为冯.诺依曼结构

二．现代计算机的诞生

❖第一台电子数字计算机电子计算机ENIAC的诞生

(Electronic Numerical Integrator And Computer) 电子数字积分计算机

↖1946 年美国制造

↖是现代计算机的里程碑，是第一台采用电子技术的计算机

↖ENIAC的性能

➢占地170 平方米、重30 吨、耗电140 千瓦

➢18000 个电子管、70000 个电阻、10000 个电容

➢10 位数的乘法时间3 毫秒

➢与IBM 的超级计算机¡°白色选择¡±相比较

⇧18000 个真空管 --- 33 万亿个晶体管，18 亿倍

⇧存储容量800 字节 --- 4 万亿字节，50 亿倍

⇧计算速度5000 次/ 秒 --- 12.3 万亿次/ 秒，25 亿倍

↖ENIAC的缺陷

➢ENIAC 使用的是十进制数

➢存储容量很小

➢程序不是存储在计算机内部

➢使用的是电子管，耗电量大，性能不太稳定，

冯.诺依曼与EDVAC

↖首次设计了存储程序计算机EDVAC

↖EDVAC （1952 正式投入使用）

➢人类第一台具有内部存储程序功能的计算机

➢采用二进制，速度比ENIAC 快240 倍

➢EDVAC奠定了现代计算机体系结构的基础，直到现在还是主流计算机的体系结构

三．计算机发展史

❖计算机代的划分（代表计算机纵向的发展）

↖第一代计算机(1946~1959) ——电子管

5 千~4 万（次/ 秒）

↖第二代计算机(1959~1963) ——晶体管

几十万~ 百万（次/ 秒）

↖第三代计算机(1964~1975) ——集成电路

百万~ 几百万（次/ 秒）

↖第四代计算机(1975~ 至今) ——超大规模集成电路（VLSI ）

几百万~ 百万亿（次/ 秒）

↖第五代计算机（人工智能计算机）

➢80年代初，日本曾提出寻找一种非冯.诺依曼结构的计算机，希望计算机能理解人的

自然语言，但最终失败

↖并行计算机、网络计算机、光计算机、化学和生物计算机、量子计算机等等

❖摩尔定律

↖微芯片上集成的晶体管数目每12个月翻一番

↖集成电路的集成度每18个月翻一番

↖如果价钱不变的话，电脑芯片的性能每隔18 个月至两年就会翻一番

四．计算机的发展趋势

❖微型化

↖进一步提高集成度，利用高性能的超大规模集成电路研制质量更加可靠、性能更加优良、价格更加低廉、整机更加小巧的微型计算机

❖巨型化

↖高速度、海量存储、强功能

❖网络化

↖把各自独立的计算机用通讯线路连结起来，形成各计算机用户之间可以相互通讯并能使用公共资源的网络系统

❖智能化

↖让计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力

❖多媒体化

↖让计算机除能处理数字和文字信息、三维图形、动画，还可以用听觉、触觉、甚至嗅觉等多种媒体形式与人交换信息

总结

↖计算机的产生建立在图灵机模型的基础之上

↖艾肯和祖思的机电式计算机为后来的电子计算机的产生积累了经验

↖ENIAC 采用了先进的电子技术，是现代电子计算机的里程碑

↖冯. 诺依曼模型明确反映现代计算机的存储程序工作原理以及计算机的基本体系结构