《计算机世界全景图》PPT课件

5000次加法/秒 体重30吨 占地170m2 18800只电子管 1500个继电器 功率150KW
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▍第二代电子计算机
195× --196× 晶体管 计算机
❖ 主要特点
• 逻辑元件 —— 晶体管 • 主存 —— 磁芯 • 辅存 —— 磁盘 • 软件 —— 高级程序设计语言、操作系统 • 应用 —— 除科学计算外，已应用于数据处理、过程控制
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想)
现代电子计算机之父 ——冯·诺伊曼
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▍电子管计算机
❖ 1946年世界上第一台电子计算机 ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer，注意ENIAC并不是基于“存储程序”工作的 计算机！）在美国宾夕法尼亚大学研制成功。
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▍1.1 无处不在的计算机
❖ 无处不在计算的理念（－）
－ 无处不在计算(Ubiquitous Computing)是 美国施乐公司PARC研究中心的Mark Weiser ，1991年在Scientific American杂志上发表 的题为The Computer for the 21st Century 的文章中首次提出来的理念
• 逻辑元件——电子管 • 主存——磁鼓 • 辅存——磁带 • 软件——机器语言、符号语言 • 应用——科学计算
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▍第一代计算机
1946--195× 电子管 计算机 ❖ 主要成就
• 数字电子计算机的出现，揭开了人类历史新 篇章。
• 1946年6月，冯·诺依曼提出了“存储程序 ”和“程序控制”的概念以及计算机组成和 框架，奠定了现代计算机的基础。
－ hundreds of wireless computing devices per person per office, of all scales 大量遍布在每个 办公室、每个人的，各种规格的无线计算设备
－ hundreds of devices to sense and control appliances 许多传感设备和控制设备
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▍古典计算机器时代
计算设备还不是科学，而是工具。 出现一些具备计算和存储信息能力的设备。 辅助计算的基本手段出现，主要针对的是数字
主要特点：计算设备作为人脑计算的辅助工具 ，不具备自动计算能力。
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▍第一代计算机
1946--195× 电子管 计算机 ❖ 主要特点
❖ 主要成就
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• 首次将晶体管用于计算机，使计算机缩小了体积，减低 了功耗，提高了速度和可靠性。
• 发明了高级语言。
• 首次提出了计算机的兼容问题，包括硬件兼容和软件兼
容。
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▍晶体管计算机
晶体管与电子管的比较：
• 体积比电子管小很多 • 耗电大大降低 • 稳定性有很大提高
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计算机与人工 智能之父，英 国数学家、逻 辑学家 —阿兰·图灵 （Alan Turing， 1912-1954）
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▍阿塔纳索夫及ABC计算机
被“遗忘”的电子计算机之父 ——约翰·阿塔纳索夫
（202J1o/h4/n9 Atanasoff，1903-1995）
存放在衣阿华州立大学的ABC计算机
－ access anything by anybody via any devices, anywhere anytime 在任何时间和地点，人们通过任何 设备和网路，访问任何信息
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▍无处不在计算的特征（二）
－ hundreds of handheld and wearable computers 许多手持式和可穿戴式计算机
这两篇报告的综合设计思想，便是著名的“冯 ·诺依曼结 构（von Neumann Architecture）”。报告明确指出： 采用二进制，不但数据采用二进制，指令也采用二进制 ； 计算机由 5 部分构成：运算器、控制器、存储器、输入和 输出装置； 程序由指令组成并和数据一起存放在存储器中，机器按 程序指定的逻辑顺序，把指令从存储器中读出来并逐条执行 ，从而自动完成程序描述的处理工作。 ( 即，“存储程序”思
– 现在计算机使用的最大弊端是计算机本身 吸引了人们太多的注意力和使用不方便， 计算机应该融入人们的生活和工作环境， 成为一个自然、方便的工具。
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▍1.1 无处不在的计算机
– 无处不在计算的本质就是：要创造一个与 人们的生活完美结合并具备计算和通信能力 的环境
－ 1990年左右施乐公司PARC研究中心的 Weiser等人提出无处不在计算理念时,做出了 Tabs、 Pads和 Boards三种设备原型，如下图 所示。
(Atanasoff-Berry Computer)
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▍冯·诺伊曼及冯·诺伊曼结构
1945年6月30日，冯·诺依曼发表“101页报告”——First Draft of a Report on the EDVAC； 1946年7、8月间，冯·诺依曼又提出了一个更加完善的设计报告“电子 计算机逻辑设计初探”（Preliminary discussion of the the logical design of an electronic computing instrument）。
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▍无处不在计算的特征（一）
－ user-centeric，以人为中心的计算，使计算机的 使用符合人的习惯
－ invisibility 不可见的计算，将计算机自然、合 理地嵌入到人们日常工作和生活环境（办公室、家庭 ）中，使其从人们的视线中消失。人们通过新一代自 然交互界面，进行自然、方便的交互源自2021/4/97
图灵、图灵机及图灵测试
图灵是计算机逻辑的奠基者，许多人工智能的重要方 法也源自这位伟大的科学家： 24岁，提出图灵机理论； 31岁，参与Colossus（二战时英国破解德国通信密 码的计算机）的研制； 33岁，构思了仿真系统； 35岁，提出自动程序设计概念； 38岁，设计了“图灵测试”； 在后来还创造了一门新学科——非线性力学； ……
1955年，贝尔实验室使用800 只晶体管组装了世界上第一 台晶体管计算机TRADIC。