计算机与信息社会
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1.1计算机的发展史
1)中国唐代发明的算盘是世界上第一种手动式计算器。
2)1622年,英国数学家奥特瑞德根据对数表设计了计算尺。
3)1642年,法国哲学家、数学家帕斯卡发明了世界上第一个加法
器。
4)1673年,德国数学家莱布尼茨在帕斯卡加法器的基础上设计制
作了一种能演算加减乘除和开方的计算器。
5)19世纪,英国剑桥大学的查尔斯·巴贝奇设计的差分机和分析
机是今天电子计算机的直系祖先。
1.1.1近代计算机
1)1834年巴贝奇设计的分析机是现代通用计算机的雏形。巴贝奇
是国际计算机界公认的计算机之父.
分析机有三个主要部分:①有许多轮子组成的保存数据的存储库;②运算装置;③对操作顺序进行控制,并能选择所需处理的数据以及输出结果的装置。b5E2RGbCAP
3)巴贝奇把程序控制的思想引入了分析机,他的设想是采用穿孔卡
片把指令存到存储库中。
计算机科学奠基人是英国科学家艾兰·图灵。他在计算机科学方面的主要贡献有两个:①建立了图灵机 p1EanqFDPw 5)图灵机 6)图灵测试奠定了人工智能的理论基础。 最近的研究表明,电子计算机的雏形应该是由保加利亚裔美国人、衣阿华大学教授约翰·阿塔诺索夫和他的研究生克里福特·伯瑞在1941年制作成功的ABC计算机,ABC计算机应该被称为世界上第一台电子计算机DXDiTa9E3d 计算机之父美籍匈牙利数学家冯·诺依曼和他的同事研制出了人类第二台电子计算机EDVAC。EDVAC采用了“存储程序”的概念。RTCrpUDGiT 1.1.2电子计算机的问世 大家公认的第一台计算机是在1946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC<电子数字积分计算机)。ENIAC的发明为现代计算机在体系结构和工作原理上奠定了基础。缺点:①没有存储器;②用布线接板进行控制,计算速度被这一工作抵消了。5PCzVD7HxA 第一台商用计算机是1951年开始生产的UNIVAC计算机,莫奇莱和埃克特创立的公司,他们以及UNIVAC奠定了计算机工业的基础。jLBHrnAILg 1.1.3计算机的分代 根据计算机采用的物理器件,一般计算机的发展分成四个阶段: 1)第一代电子计算机:电子管计算机<1946年-1958年) ①①电子管作为计算机的逻辑元件 ②②数据表示主要是定点数 ③③用机器语言或汇编语言编写程序 ④④每秒运算速度仅为几千次 ⑤⑤内存仅有几KB 2)第二代电子计算机:晶体管电路电子计算机<1958年-1964年) ①体管作为计算机的逻辑元件 ②内存大多采用磁芯存储器 ③外存储器有了磁盘、磁带 ④运算速度每秒几十万次 ⑤内存容量扩大到几十KB ⑥出现了FORTRAN、COBOL等等高级语言 ⑦与第一代相比晶体管电路电子计算机体积小、成本低、 功能强、可靠性大大提高。 3)第三代电子计算机:集成电路计算机<1964年-1970年) ①小规模集成电路和中规模集成电路成为计算机的逻辑元 件 ②运算速度每秒可达几十万次到几百万次 ③存储器体积越来越小、价格越来越低 ④出现了操作系统和会话式语言 4)第四代电子计算机:大规模集成电路电子计算机<1971年至今) ①大规模集成电路和超大规模集成电路成为计算机的逻辑 元件 ②半导体存储器代替了磁芯存储器 ③运算速度最高可达每秒几十万亿次浮点运算 1.1.4计算机的分类 1)根据用途及其使用的范围,计算机可分为通用机和专用机。 ➢通用机:通用性强,具有很强的综合处理能力,能够解决各种类型的问题。 ➢专用机:功能单一,配有解决特定问题的软、硬件,但能够高速、可靠地解决特定的问题。 根据计算机的运算速度等性能指标来看,计算机主要有:高性能计算机、微型机、工作站、服务器、嵌入式计算机等。 xHAQX74J0X 高性能计算机:目前速度最快、处理能力最强的计算机,在过 去被称为巨型机或大型机。目前计算机运算速度最高的是日 本NEC的Earth Simulator<地球模拟器)。我国有“曙 光”、“联想”等大型机。金怡濂是我国巨型机之父。 LDAYtRyKfE 微型计算机<个人计算机):1971年,Intel公司的工程师马 西安·霍夫制作了世界上第一片4位微处理器Intel 4004, 组成了世界上第一台4位微型计算机MCS-4。微型计算机具 有小、巧、轻、使用方便、价格便宜等优点。主要分三类: 台式机 人数字助理PDA。Zzz6ZB2Ltk 工作站:介于微机与小型机之间的高档微机系统,通常配有高 分辨率的大屏幕显示器和大容量的内、外存储器,具有较高 的数据处理能力与高性能的图形功能。1980年,美国Appolo 公司推出世界上第一个工作站DN-100。dvzfvkwMI1 服务器:是一种在网络环境中为多个用户提供服务的计算机系 统。IBM公司的POWER、IBM的System x系列服务器。服务 器提供的管理和服务有:文件、数据库、图形、图像以及打 印、通信、安全、保密和系统管理、网络管理等服务。服务 器根据提供的服务分为:文件服务器、数据库服务器、应用 服务器和通信服务器。rqyn14ZNXI 1.1.5计算机的新技术 1)嵌入式技术 嵌入式技术是将计算机作为一个信息处理部件,嵌入到应用系 统中的一种技术,它将软件固化集成到硬件系统中,将硬件 系统与软件系统一体化。EmxvxOtOco ➢嵌入式具有软件代码小、高度自动化和响应速度快等特点。 嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作 系统以及特定的应用程序四部分组成,是集软硬件于一体的 可独立工作的“器件”,用于实现对其他设备的控制、监视 或管理等功能。SixE2yXPq5 2)网格计算