2018年计算机导论第一章计算机发展历程-精心整理

图灵与图灵机
计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。
图灵机是一种思想模型， 它由三部分组成： 一个控制器，一条可以无限延伸的 带子和一个在带子上左右移动的读 写头。
为纪念图灵对计算机的贡献， 美国计算机博物馆于1966年 设立了“图灵奖”
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冯· 诺依曼计算机
存储程序工作原理
计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二 是能够自动地执行程序。

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1.1计算机的由来和发展
史前世 布 莱 斯 . 帕 斯 卡
计算机的产生是人来对计算工具不懈追求所得到的产物。
机 械 计 算 器 第 一 人
祖冲之(429—500年 筹算法计算出了圆周 率
使用了上千年的珠算
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加法器
近代史
Babbage(1792—1871年)
查理斯•巴贝奇1822年制 作了第一台差分机
1938年，楚泽(K.Zuse) 完成了一台可编程 数字计算机Z-1的设计
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艾肯(H.Aiken)1944年 电磁式计算机叫MarkⅠ， 也叫“自动序列受控计算机”。
第一台现代电子计算机（ENIAC）
5000次加法/秒 体重28吨 占地170m2
18800只电子管
1500个继电器 功率150KW 1946年建于宾夕法尼亚大 学

ຫໍສະໝຸດ Baidu
中科院计算技术研究所国 家智能机中心研制的每秒 200亿次的曙光2000型超 级服务器
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小型计算机

具有比微机更强的数据处理能力和 数据存储能力。 多个用户可以同时使用 （多用户， Multi-user）。 目前主要用作服务器。


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微型计算机（微机，Microcomputer）
台式计算机（Desktop）
根据冯诺依曼原理计算机的构成就该包括 运算器，控制器，存储设备，输入设备，输出设备。

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运算器+控制器 存储器 内存储器 外存储器
输入设备
输出设备
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计算机系统论


冯诺依曼所提出的计算机五大构成，形成了计算机硬件的理 论支持，可是只有硬件是构成不了计算机的。好比只拥有的 烤箱，却没有面粉，这样是做不了面包的，我们还需要软件 系统的帮助。可在最初的计算机发展中，它好像被忽略了。 我们要从系统论的角度来审视计算机。那么计算机应该有硬 件系统和软件系统两部分组成。
计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执 行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存 储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和 执行，直至完成全部指令任务为止。
1949 EDSAC
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John von Neumann 冯诺依曼
1.2计算机的组成

根据冯诺依曼的原理—计算机是一种在存储的指令 集控制下，接受输入、处理数据、存储数据、并产 生输出的设备。
功能与台式机类似。 一体化结构。 耗电更少，并配有电池，可在 没有交流电源的场合使用。

可装在文件包中。
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微型计算机（微机，Microcomputer） 掌上型电脑（Palmtop）、个人数字助理（PDA, Personal Digital Assistant）

向用户提供专门的功能。 靠电池供电。 可装在衣袋中。 有些已具有无线通信能力。
第一章 概述
主讲师：董 涛 郑州大学软件学院
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教学目标
•了解计算机发展的历史
•计算机分类
•知道计算机的设备组成 •了解计算机工作过程 •学习掌握二级制码的计算 •了解信息数字化处理的工程
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教学重、难点
重点： 1. 现代计算机的构成 2. 计算机的工作过程 3. 计算机中的二进制 难点： 二进制中的转换计算 计算机的构成

是通用计算机。

通常是由一个用户来使用 （单用 户，Single-user）。
配有文字、声音、图像等输入输 出设备。 可通过网络与其他计算机相连。 高档台式机可充当服务器。


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微型计算机（微机，Microcomputer） 膝上型电脑（Laptop）/ 笔记本计算机（Notebook）

IBM z 系列z900 服务器
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IBM z系列z990服务器
网络计算机（net
computer）
一种在网络环境下使用的终端设备，其特点是内容量大、 显示器的性能高、通信功能强，但本机中不一定配置外 存，所需要的程序和数据存储在网络的服务器中。
在气象、军事、能源等领域承担 大规模、高速度的计算任务。 趋势是用许多台计算机构成一台 超级计算机。 92年银河-II 10亿次机

83年银河-I 亿次机

97年银河-III 百亿次机
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大中型计算机

具有比小型机更强的数据处理 能力。 价格比小型机高。 在银行等最早使用计算机的行 业中广泛使用。
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计算机发展史
现代电子计算机发展的几个阶段
第一代 （1946~1956） 电子管 5千~4万（次/秒） 1964年911机 第四代 （1971~90年代） 集成电路 几百万~几亿（次/秒）
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第二代 （1957~1964） 晶体管 几十万~百万（次/秒） 1966年112机 第三代 （1965~1970） 集成电路 百万~几百万（次/秒）
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1.3计算机分类
1989年IEEE（美国电子工业委员会）提出了
按照运算速度来分类的方式。 计算机分为了：
巨型计算机 大型计算机 小型计算机
网络计算机
微型计算机
常见的微型机还可以分为台式机、便携机、笔记本电脑、掌上 型电脑等多种类型
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巨型计算机

拥有最强的并行计算能力，主要 用于科学计算。
计算机发展史
奠定现代计算机发展的重要人物和思想
香侬是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表的论文 中，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻 辑运算可以通过继电器电路来实现。而且是被称为人工智能之 父。
阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则： 1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证精度； 2）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运算，以保证 计算速度； 3）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分离的结构。 幸运

是嵌入式计算机的一类。
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工作站（Workstation）

以联网为标志。 计算能力比台式机更强，特别 是在图形处理方面。 价格比台式机高得多。 随着台式机能力的不断提高， 有可能被台式机所替代。

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服务器（Server） 一种在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备。 可分为文件服务器、通信服务器、打印服务器等。