计算机发展史(图片版)
计算机发展史PPT课件免费
二进制原理的应用
德国数学家莱布尼茨在17世纪提出二进制原 理,为电子计算机的运算方式提供了理论支 持
电子计算机的雏形
20世纪30年代,美国科学家阿塔纳索夫和贝 瑞计算机,使用了电子管和二进制原理,实 现了基本的运算功能。
真空管计算机
真空管的应用
真空管计算机的局限性
20世纪40年代,真空管在计算机中得 到广泛应用,提高了计算机的运算速 度和可靠性
。
操作系统与软件产业崛起
MS-DOS与PC-DOS
微软和IBM分别推出MS-DOS和PC-DOS操作系统,成为早期个人电脑的标配。
图形用户界面的普及
Apple的Mac OS和微软的Windows操作系统推动图形用户界面的普及,提高用户体验。
软件产业的崛起
随着个人电脑的普及,软件产业迅速崛起,包括办公软件、游戏、教育软件等各个领域。
在密码学、化学模拟、优化问题等领域具有广泛应用前景,有望 解决传统计算机难以解决的问题。
生物计算和光计算的探索方向
生物计算原理及优势
借鉴生物大脑处理信息的方式,实现更高效、更智能的计算。
光计算原理及优势
利用光的并行性、高速传输和低功耗等特点,提升计算机性能。
探索方向
研发生物计算和光计算的关键技术,如生物芯片、光逻辑门等,推 动计算机硬件的创新发展。
输入输出设备的多样化发展
1
显示设备的进步
从阴极射线管(CRT)到液晶显示(LCD )、有机发光显示(OLED)等技术的转 变,显示设备在分辨率、色彩表现和轻 薄化方面取得了显著进步。
2
输入设备的创新
鼠标、键盘等传统输入设备不断改良, 同时触摸屏、语音识别、手势控制等新 型输入方式也逐渐普及,提高了人机交 互的便捷性和自然性。
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02
03
定了基础。
推动了计算机应用的普及, 使计算机从实验室走向社会
各个领域。
04
05
为后来的集成电路计算机和 微处理器的发展奠定了基础
。
04
第三代计算机:集成 电路时代
集成电路计算机原理及特点
01
02
03
04
集成电路原理
将晶体管、电阻、电容等电子 元件及布线集成于一块半导体 基片上,实现复杂逻辑功能。
17世纪机械计算机
02
由齿轮和杠杆组成,可进行基本的数学运算。
代表作品
03
帕斯卡的加法机、莱布尼茨的乘法机等。
电子计算机雏形
电磁学理论的建立
为电子计算机的发展奠定了基础 。
电子元件的发明
真空管、晶体管等电子元件的发明 ,为电子计算机的诞生创造了条件 。
代表作品
阿塔纳索夫的ABC计算机、艾肯的 Mark I计算机等。
DEC PDP-8
采用8位字长的集成电路 计算机,体积小、价格低 ,广泛应用于科研、教育 等领域。
Intel 4004
世界上第一款商用微处理 器,集成了2300个晶体管 ,主频为740kHz。
应用领域及影响
科研领域
集成电路计算机促进了计算机科 学、工程学等领域的发展,推动
了人类科技进步。
工业领域
集成电路计算机在自动化生产、 过程控制等方面发挥了重要作用
每秒5000次加法或400次乘法
占地面积
约170平方米
功耗
约150千瓦
重量
约30吨
应用领域及影响
应用领域:主要用于军事 和科学计算,如弹道计算 、天气预报等。
开创了计算机时代,奠定 了计算机发展的基础。
计算机技术发展史共15张
TCP/IP协议族包括传输控制协议( TCP)和网络协议(IP)两个核心协 议,以及一系列辅助协议,如UDP、 ICMP、ARP等,构成了一个完整的 网络协议体系。
TCP/IP协议族的出现使得不同厂商生 产的计算机和网络设备能够相互通信 ,推动了计算机网络的普及和发展, 成为了当今互联网的基础协议。
从DOS到Windows、MacOS等图形化操 作系统的演变,提高了用户体验和易用性 。
硬件设备的进步
互联网与移动设备的兴起
硬盘、内存、显卡等硬件设备的不断升级 ,推动了个人电脑的性能提升和应用拓展 。
互联网的发展使得个人电脑成为信息获取和 交流的重要工具,而移动设备的兴起则改变 了人们的使用习惯和需求。
运算速度较慢
受限于当时的技术水平, 早期计算机的运算速度相 对较慢,无法满足大规模 数据处理的需求。
编程方式复杂
早期计算机的编程方式复 杂繁琐,需要专业的编程 人员使用机器语言或汇编 语言进行编程。
02
CATALOGUE
真空管与晶体管时代
真空管计算机的原理及应用
真空管计算机的原理
真空管计算机利用真空管作为开关元 件,通过控制真空管的导通与截止来 实现二进制数的运算和逻辑操作。
对象数据库
随着面向对象编程的流行,对象数据库开始兴起 ,它们能够直接存储和管理对象,支持对象的复 杂关系和继承等特性。
关系数据库
关系数据库的出现是数据库技术的一次重大飞跃 ,它采用二维表格的形式存储数据,支持复杂的 查询和数据处理操作。
分布式数据库和云数据库
随着计算机网络和云计算的发展,分布式数据库 和云数据库逐渐兴起,它们能够支持大规模数据 存储和处理、提供高可用性和可扩展性支持等。
以知识表示和推理为核心,通过符号逻辑来模拟人类思维。
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真空管计算机
1 2 3
真空管的应用 20世纪40年代,真空管作为电子开关元件被广 泛应用于计算机中,取代了早期的机械开关。
第一台真空管计算机 1946年,美国宾夕法尼亚大学研制出第一台真 空管计算机ENIAC,用于弹道计算,标志着电子 计算机时代的到来。
真空管计算机的发展 20世纪50年代,真空管计算机逐渐发展成熟, 运算速度和存储容量不断提高,应用领域也不断 扩展。
高级语言编程应用
FORTRAN、ALGOL等高级编程语言出现 提高了编程效率和程序可读性
促进了计算机在科学研究、工程设计等领域的应用
04
CATALOGUE
第三代电子计算机(1960s1970s)
大规模集成电路技术成熟
01
集成电路技术的飞速发展
在1960年代,集成电路技术开始逐渐成熟,使得电子计算机得以进一
摩尔定律的验证 在一个芯片上集成的晶体管数量每18个月翻一倍,验证了 摩尔定律的正确性,也推动了计算机硬件行业的飞速发展。
个人电脑普及和多样化
个人电脑的出现
Apple I和IBM PC等个人电脑的 出现,打破了计算机只是大型企 业或政府机构才能拥有的局面,
个人电脑开始进入家庭。
操作系统的发展
MS-DOS、Windows、Mac OS 等操作系统的出现和完善,使得计 算机更加易用和普及,也促进了软 件行业的发展。
存储程序概念提
存储程序概念的提出
01
1945年,匈牙利数学家冯·诺依曼提出了“存储程序”概念,为
计算机的发展奠定了基础。
存储程序的意义
02
将程序和数据存储在计算机内部,实现了程序的可重复使用和
数据的共享,提高了计算机的效率和灵活性。
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生物计算和光计算是新兴的计算技术,具有巨大的发展潜力,未来有 望与传统计算技术相互补充,共同推动计算技术的进步。
边缘计算和云计算
随着物联网、5G等技术的普及,边缘计算和云计算将成为主流计算模 式,提高数据处理和传输效率。
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THANKS
1990年代
Windows操作系统普及,个人 电脑进入家庭。
2000年代至今
笔记本电脑、平板电脑等便携 式设备逐渐流行。
互联网兴起对社会影响
信息传播革命
互联网使得信息传播速度加快, 范围扩大。
社交方式变革
社交媒体的出现改变了人们的社 交新的平 台,电子商务逐渐兴起。
ENIAC的特点
采用真空管作为电子元件, 体积庞大、功耗高
ENIAC的意义
标志着电子计算机时代的 到来,奠定了计算机发展 的基础
02
真空管与晶体管时代
真空管计算机特点及应用
体积庞大且耗能高
军事和科研领域应用
真空管计算机由大量的真空管组成, 导致计算机体积庞大,同时真空管的 高能耗也使得计算机运行成本高昂。
远程教育与在线学习
互联网使得教育资源更加普及, 远程教育和在线学习成为可能。
第四代计算机智能化趋势
人工智能的发展
计算机能够模拟人类智能,进行语音识别、 图像识别等任务。
自然语言处理
计算机能够理解人类语言,进行自然语言处 理任务。
机器学习技术的应用
计算机能够通过学习数据自动改进算法,提 高性能。
智能硬件与物联网
生物计算和光计算前景展望
生物计算
利用生物分子进行计算,如DNA 计算和蛋白质计算
光计算
利用光的物理性质进行计算,如光 子晶体和光量子计算
计算机发展史(图片版)
[史前时代:1623——1895]1623年:德国科学家契克卡德(W. Schickard)制造了人类有史以来第一台机械计算机,这台机器能够进行六位数的加减乘除运算。
1642年:法国科学家帕斯卡(B.Pascal)发明了著名的帕斯卡机械计算机,首次确立了计算机器的概念。
1674年:莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机,使之成为一种能够进行连续运算的机器,并且提出了“二进制”数的概念。
(据说这个概念来源于中国的八卦)1725年:法国纺织机械师布乔(B.•Bouchon)发明了“穿孔纸带”的构想。
1805年:法国机械师杰卡德(J.Jacquard)根据布乔“穿孔纸带”的构想完成了“自动提花编织机”的设计制作,在后来电子计算机开始发展的最初几年中,在多款著名计算机中我们均能找到自动提花机的身影。
1822年:英国科学家巴贝奇(C.•Babbage)制造出了第一台差分机,它可以处理3个不同的5位数,计算精度达到6位小数。
1834 年:巴贝奇提出了分析机的概念,机器共分为三个部分:堆栈,运算器,控制器。
他的助手,英国著名诗人拜伦的独生女阿达.奥古斯塔(Ada Augusta)为分析机编制了人类历史上第一批计算机程序。
阿达和巴贝奇为计算机的发展创造了不朽的功勋,他们对计算机的预见起码超前了一个世纪以上,正是他们的辛勤努力,为后来计算机的出现奠定了坚实的基础。
1847年:英国数学家布尔(G.Boole)发表著作《逻辑的数学分析》。
1854年:布尔发表《思维规律的研究——逻辑与概率的数学理论基础》,并综合自己的另一篇文章《逻辑的数学分析》,从而创立了一门全新的学科-布尔代数,为百年后出现的数字计算机的开关电路设计提供了重要的数学方法和理论基础。
1868年:美国新闻工作者克里斯托夫.肖尔斯(C.Sholes)发明了沿用至今的QWERTY键盘。
1873年:美国人鲍德温(F. Baldwin)利用自己过去发明的齿数可变齿轮制造了第一台手摇式计算机。
计算机发展史图片版
计算机发展史图片版计算机发展史1.电子计算机的发明20世纪30年代的美国,最先发明电子计算的机器是史密斯卡罗那公司(Sperry Rand),这种机器由于经常崩溃,精度也无法满足计算要求,所以并未得到广泛应用。
2.冯·诺伊曼体系结构的提出1944年,研究计算问题的冯·诺伊曼教授提出了冯·诺伊曼体系结构,它改变了以前各个部分的计算机并没有共同思想的状况。
冯·诺伊曼体系结构通过存储程序和数据的方式更有效地处理数据。
3.第一台商业计算机EDVAC1949年,利用冯·诺伊曼体系结构设计生产出第一台商业计算机EDVAC,可以执行任意数学运算,大大提高了计算机的可编程性。
4. 第一台磁盘存储的计算机IBM 305 RAMAC1956年,IBM公司推出了第一台采用磁盘存储的计算机IBM 305 RAMAC,其磁盘可储存5MB的数据,对于数据贮存和访问的效率大为提高。
5. 第一台微型计算机的问世1971年,英特尔公司推出一种全新的芯片:4004微处理器,它的问世标志着微型计算机的诞生,其内部存储能力达到了1K位,同时价格也相对较便宜,大大降低了通用计算机成本,推动了通用计算机向个人化转变的进程。
6. 第一台个人计算机的推出1975年,亨德森推出了Altair 8800 这台个人计算机,这台计算机并不直接面向消费者,但是这部电脑激化了业余爱好者和创客们的需求,推动了个人计算机市场向消费市场的推进。
7. MAC和IBM的对抗中的PC1981年8月12日,IBM推出了PC计算机,大大推动了硬件和软件行业的快速发展,但是还有另一家公司,苹果,推出了其首款MAC计算机,Mac计算机的操作系统非常友好,用户界面直观,使其受到了科学研究领域、艺术创作领域的高度赞誉,但相对的,PC市场的性价比更高,生态更完善,渐渐成为了影响全球电脑市场的霸主。
8.移动计算机和物联网的发展随着智能手机的普及,移动计算已经成为了电脑发展的重要领域之一,物联网的发展更是加速了移动计算领域的发展,现在越来越多的家庭电器都实现了互联,也广泛应用于制造业,农业和医疗等各个领域,为人们提供更便利的生活方式,更高效的工作方式。
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机械计算机的诞生17世纪19世纪20世纪初1930年代1940年代030201电子计算机的雏形010204早期计算机的特点与局限体积庞大、功耗高、速度慢。
使用机器语言或汇编语言编程,编程效率低下。
存储容量有限,输入输出设备简陋。
可靠性差,维护成本高。
03真空管计算机的原理与结构真空管作为电子开关真空管利用电子在真空中的运动实现开关功能,从而控制电流的通断。
二进制运算真空管计算机采用二进制数制进行运算,通过逻辑电路实现基本的算术和逻辑操作。
庞大而复杂的结构真空管计算机由大量的真空管、电阻、电容等电子元件组成,体积庞大且结构复杂。
代表性机器:ENIAC与UNIVACENIAC(电子数值积分计算机)ENIAC是世界上第一台通用电子计算机,于1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生。
它使用了17468个真空管,占地170平方米,重达30吨,每秒可进行5000次加法运算。
UNIVAC(通用自动计算机)UNIVAC是第一台商用电子计算机,由美国雷明顿兰德公司推出。
它采用了更为先进的电路设计,提高了运算速度和可靠性,被广泛应用于军事、科研和商业领域。
军事应用商业应用对后世计算机发展的影响科学研究真空管计算机的应用与影响晶体管计算机的原理与结构晶体管原理计算机结构采用晶体管逻辑电路,实现了计算机的运算器、控制器、存储器等主要部件,提高了计算机的可靠性和性能。
代表性机器IBM 7090CDC 6600晶体管计算机的应用与影响应用领域对后世影响集成电路计算机的原理与结构集成电路技术微处理器出现计算机体系结构代表性机器Apple IIntel 4004由史蒂夫·沃兹尼亚克设计,采用Intel 8080微处理器,是第一台个人电脑的雏形。
机器特点集成电路计算机的应用与影响应用领域对社会的影响对计算机产业的影响大规模集成电路计算机的原理与结构大规模集成电路技术01计算机体系结构02指令系统03代表性机器IBM PCMacintosh互联网革命随着计算机网络技术的发展,大规模集成电路计算机成为互联网的基础设施,推动了互联网革命的爆发。
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03局限性功能单一,运算速度慢,精度有限。
0117世纪机械计算器出现由齿轮、杠杆等机械部件组成,可进行基本的数学运算。
02代表作品帕斯卡的加法器、莱布尼茨的乘法器等。
机械计算器的诞生03真空管、晶体管等电子元件的发明为电子计算机的出现奠定了基础。
20世纪初电子技术的发展1946年,美国宾夕法尼亚大学研制成功ENIAC (电子数值积分计算机),标志着电子计算机的正式诞生。
第一台电子计算机的诞生采用真空管作为逻辑元件,运算速度快,但体积庞大、功耗高、可靠性差。
ENIAC 的特点电子计算机的雏形导致计算机体积庞大、功耗高、可靠性差。
采用真空管或晶体管等分立元件受限于当时的技术水平,计算机的运算速度较慢,无法满足大规模数据处理的需求。
运算速度较慢早期计算机采用机器语言或汇编语言编程,编程效率低下,易出错。
编程方式繁琐早期计算机主要应用于科学计算、军事等领域,尚未普及到社会各个领域。
应用范围有限早期计算机的特点与局限电子管计算机的原理与结构电子管计算机的原理利用电子管作为开关元件,通过控制电子的流动来实现逻辑运算。
电子管计算机的结构主要包括输入设备、输出设备、运算器、控制器和存储器等五个部分。
其中,运算器和控制器是计算机的核心部件,负责执行各种算术和逻辑运算,以及控制计算机各部件的工作。
0102世界上第一台电子计算机,于1946年在美国诞生,主要用于计算弹道轨迹。
第一台商用计算机,于1951年推出,被广泛应用于商业、政府和军事领域。
ENIAC UNIVAC第一代计算机的代表作品电子管计算机的应用与影响应用领域电子管计算机在军事、科研、工程等领域得到了广泛应用,如天气预报、核能研究、火箭设计等。
对后世的影响电子管计算机的诞生标志着人类进入了电子计算机时代,为后来的计算机发展奠定了基础。
同时,电子管计算机的应用也推动了相关领域的发展,如计算机科学、软件工程等。
1 2 3晶体管是一种半导体器件,通过控制电流的通断来实现开关功能,具有体积小、重量轻、功耗低等优点。
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关注P2P- 回顾计算机的发展史
• 最早关注P2P是因为Groove,这个新的基于
P2P的协作工具。当时看了Groove以及相关 介绍以后,特别是Ray Ozzie的介绍后,相 当吃惊。于是给公司里的讨论组发了一封 信:建议大家试一下并保持关注,Groove 有可能会是微软的一个潜在的竞争。当然 这个预言没有变成现实,一年多以后, Groove被微软收购,Ray Ozzie一起进入微 软。
苹果电脑的传奇发展史
1987年,苹果发布其Mac II,功能强大的家用计算机,
月销售达到5万台。苹果又过了几年好日子。
1991年苹果电脑的操作系统是Mac OS,但其与流行的兼
容机软硬件不兼容。这大大束缚了它的发展,让它吃尽了苦
头,微软的操作系统很快占领了广大的市场。
1994年苹果发布其家用机PowerMac。第一台基于IBM和
• 1911年,荷兰物理学家
Kamerlingh Onnes 在 Leiden Unversity 发现超导电。
计算机的发展
1977年,苹果--II型微电脑诞生。 1978年,超大规模集成电路开始应用。 1979年,夏普公司宣布制成第一台手提式微 电脑。 1982年,微电脑开始普及,大量进入学校和 家庭。 1984年,日本计算机产业着手研制“第五代计 算机"---具有人工智能的计算机。
关注P2P- 回顾计算机的发展史
• 看P2P, 就好像在看一个计算机的发展史:很多年
以前,统治世界的是大型机,提倡的是中心化的 应用,所有应用都是在主机完成,于是有分时操 作系统的产生,于是有了IBM创始人老沃森的断 言:全球对于个人电脑的需求量不会超过5台!我 们现在都知道,这是一个可笑的预言。大型机的 主导不是必然的,当时有这样的情况,只是因为
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TRADIC计算机的研制成功标志 着晶体管计算机时代的到来。
晶体管计算机的特点与局限
特点 体积小、重量轻、功耗低。
运算速度快、可靠性高。
晶体管计算机的特点与局限
• 采用模块化设计,易于维护和升级。
晶体管计算机的特点与局限
01
局限
02
03
04
晶体管计算机的价格昂贵,只 有少数大型公司和政府机构才
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目
CONTENCT
录
• 计算机的起源与早期发展 • 第一代电子计算机:晶体管时代 • 第二代电子计算机:集成电路时代 • 第三代电子计算机:微处理器时代 • 第四代电子计算机:超大规模集成
电路时代 • 计算机发展史上的里程碑事件与人
物
01
计算机的起源与早期发展
机械计算机时代
当代计算机的发展趋势与挑战
微型化、便携化
随着移动设备的普及,计算机正朝着微型化、便携化的方向发展 。
智能化、网络化
人工智能、大数据等技术的融合应用,推动计算机向智能化、网 络化方向发展。
当代计算机的发展趋势与挑战
• 高性能、高效率:计算机硬件性能的不断提升,使得计算机能够处理更加复杂、庞大的数据任务。
MS-DOS和IBM PC,奠定了个人电脑的产业标准。
02
惠普与康柏的合并
2002年,惠普与康柏合并,成为全球最大的计算机制造商之一,加强
了市场竞争力和产品线。
03
联想收购IBM PC业务
2005年,联想收购IBM的PC业务,成为全球第三大PC制造商,加速了
国际化进程和品牌提升。
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当代计算机的发展趋势与挑战
2024年度-计算机发展历程图片
集成电路与微型化趋势
集成电路原理
将多个晶体管、电阻、电容等元件集成在一块硅片上,形成复杂 的电路系统。
集成电路计算机发展
从20世纪60年代开始,集成电路计算机逐渐成为主流。
微型化趋势
随着集成电路技术的不断发展,计算机体积不断缩小,逐渐实现 微型化,为个人计算机的普及奠定了基础。
7
02
硬件技术演进及影响
3
机械式计算机时代
早期计算工具
01
如算盘、计算尺等,用于辅助数学运算。
机械式计算机原理
02
通过齿轮、杠杆等机械部件实现计算功能。
代表性机械式计算机
03
如帕斯卡计算器、差分机等。
4
电子管计算机诞生
电子管原理
利用电子在真空管中的流动来控制电 流,从而实现开关和计算功能。
电子管计算机特点
体积庞大、功耗高、运算速度相对较 慢。
9
存储设备容量增长与价格下降
早期存储设备
早期的计算机存储设备主要是磁 带和磁盘,容量有限且价格昂贵
。
闪存技术
随着闪存技术的发展,存储设备的 容量不断增长,价格也不断下降, 使得大容量存储设备成为个人电脑 的标配。
云存储
云存储技术的出现,使得用户可以 随时随地访问自己的数据,同时也 为企业提供了更加灵活和高效的存 储解决方案。
推动了计算机软件的繁荣
互联网的普及使得计算机软件需求激增,各种应 用软件、操作系统、数据库等得到了广泛应用和 发展。
改变了计算机产业格局
3
互联网的发展使得计算机产业从传统的硬件制造 向软件和服务转型,形成了新的产业格局和竞争 态势。
19
移动互联网推动智能终端市场繁荣
计算机发展历程ppt课件
第二代 晶体管时代 以晶体管为基本元件,每秒运算几时过程控制等。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
计算机的发展历程
第三代 集成电路时代
以集成电路为基本元件,集成电路比晶体管、电阻等分立元件 构成的电路小得多,可靠性和运算速度又有显著提高,为每秒几百 万次,采用多种高级语言并有成熟的操作系统,主要用于企业管理、 辅助设计和辅助系统。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
计算机的发展历程
第四代 大规模集成电路时代
以大规模集成电路为计算机的主要元件,使计算机的性能更高,更为 可靠,体积更小,价格更便宜,计算速度每秒达上亿次,采用多种高级语 言,操作系统不断改进,主要用于办公自动化、数据库管理、图像处理、 语音识别、信息处理等领域。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1、电子管计算机(1946~1957)称为电子管时代。 2、晶体管计算机(1958~1964)称为晶体管时代。 3、集成电路计算机(1965~1969)称为集成电路时代。 4、大规模集成电路计算机(1970年至今)
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
计算机发展历史PPT课件
在一个时钟周期内同时执行多 条指令,提高了处理器的并行
处理能力。
操作系统发展历程及特点
早期操作系统
以批处理为主,用户无法直接干预计算机的 运行。
实时操作系统
能够及时响应外部事件并对其进行处理,适 用于工业控制、航空航天等领域。
分时操作系统
允许多个用户同时使用计算机,每个用户都 有自己的终端和会话。
结构化分析方法
通过数据流图和数据字典等工具 对系统进行详细分析,为后续编 程提供清晰的需求说明。
面向对象编程概念及实践应用
01
面向对象编程概念
以对象为基础,利用类和继承等机制构建程序,提高代码重用性和可维
护性。
02
类与对象
类是对象的模板,定义了一类对象的共同属性和方法;对象是类的实例
,具有类所描述的属性和行为。
互联网架构
由多个不同网络互联而成的全球性网络,基于TCP/IP协议族。
TCP/IP协议族和OSI参考模型解读
TCP/IP协议族
包括TCP(传输控制协议)和IP(网 际协议),以及其他相关协议,用于 实现互联网上的数据传输和通信。
OSI参考模型
开放系统互联参考模型,包括物理层 、数据链路层、网络层、传输层、会 话层、表示层和应用层七个层次,用 于描述网络通信过程中的功能和协议 。
起源
20世纪70年代初,集成电路技术 开始应用于计算机领域。
代表作品
Intel的4004微处理器(1971年发 布,标志着微型计算机时代的到来 )。
优势
集成电路计算机具有更高的集成度 、更低的功耗和更高的性能。同时 ,微型计算机的出现使得计算机的 应用范围更加广泛。
02 计算机体系结构与操作系统演变
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[史前时代:1623——1895]1623年:德国科学家契克卡德(W. Schickard)制造了人类有史以来第一台机械计算机,这台机器能够进行六位数的加减乘除运算。
1642年:法国科学家帕斯卡(B.Pascal)发明了著名的帕斯卡机械计算机,首次确立了计算机器的概念。
1674年:莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机,使之成为一种能够进行连续运算的机器,并且提出了“二进制”数的概念。
(据说这个概念来源于中国的八卦)1725年:法国纺织机械师布乔(B.•Bouchon)发明了“穿孔纸带”的构想。
1805年:法国机械师杰卡德(J.Jacquard)根据布乔“穿孔纸带”的构想完成了“自动提花编织机”的设计制作,在后来电子计算机开始发展的最初几年中,在多款著名计算机中我们均能找到自动提花机的身影。
1822年:英国科学家巴贝奇(C.•Babbage)制造出了第一台差分机,它可以处理3个不同的5位数,计算精度达到6位小数。
1834 年:巴贝奇提出了分析机的概念,机器共分为三个部分:堆栈,运算器,控制器。
他的助手,英国著名诗人拜伦的独生女阿达.奥古斯塔(Ada Augusta)为分析机编制了人类历史上第一批计算机程序。
阿达和巴贝奇为计算机的发展创造了不朽的功勋,他们对计算机的预见起码超前了一个世纪以上,正是他们的辛勤努力,为后来计算机的出现奠定了坚实的基础。
1847年:英国数学家布尔(G.Boole)发表著作《逻辑的数学分析》。
1854年:布尔发表《思维规律的研究——逻辑与概率的数学理论基础》,并综合自己的另一篇文章《逻辑的数学分析》,从而创立了一门全新的学科-布尔代数,为百年后出现的数字计算机的开关电路设计提供了重要的数学方法和理论基础。
1868年:美国新闻工作者克里斯托夫.肖尔斯(C.Sholes)发明了沿用至今的QWERTY键盘。
1873年:美国人鲍德温(F. Baldwin)利用自己过去发明的齿数可变齿轮制造了第一台手摇式计算机。
1886年:美国人Dorr E. Felt (1862-1930), 制造了第一台用按键操作的计算器。
1890年:美国在第12次人口普查中使用了由统计学家霍列瑞斯(H.Hollerith)博士发明的制表机,从而完成了人类历史上第一次大规模数据处理。
此后霍列瑞斯根据自己的发明成立了自己的制表机公司,并最终演变成为IBM公司。
1893年:德国人施泰格尔研制出一种名为“大富豪”的计算机,该计算机是在手摇式计算机的基础上改进而来,并依*良好的运算速度和可*性而占领了当时的市场,直到1914年第一次世界大战爆发之前,这种“大富豪”计算机一直畅销不衰。
1895年:英国青年工程师弗莱明(J.•Fleming)通过“爱迪生效应”发明了人类第一只电子管。
[电子管时代:1911——1946]1911年:6月15日,美国华尔街金融投资家弗林特(C.Flent)投资霍列瑞斯的制表机公司,成立了全新的CTR公司,但公司创立之初并没有涉足任何电子领域,反而生产诸如碎纸机或者土豆削皮机之类的产品。
1912年:美国青年发明家德.福雷斯特(L.•De Forest)在帕洛阿托小镇首次发现了电子管的放大作用,为电子工业奠定了基础,而今日的帕洛阿托小镇也已成为硅谷的中心地带。
1913年:美国麻省理工学院教授万.布什(V.Bush)领导制造了模拟计算机“微分分析仪”。
机器采用一系列电机驱动,利用齿轮转动的角度来模拟计算结果。
1924年:硅谷之父特曼担任斯坦福大学教授,对创建HP、成立斯坦福工业园区起到决定性作用。
2月,由霍列瑞斯创办的制表机公司几经演变,最终更名为国际商用机器公司,即我们今天看到的IBM。
1935年:IBM制造了IBM601穿孔卡片式计算机,该计算机能够在一秒钟内计算出乘法运算。
20多岁的德国工程师楚泽(K.Zuse)研制出了机械可编程计算机Z1,并采用了二进制形式,其理论基础即来源于布尔代数。
1937年:11月,美国AT&T贝尔实验室研究人员斯蒂比兹(G. Stibitz)制造了电磁式数字计算机“Model-K”。
1939年:元旦,美国斯坦福大学研究生比尔.休利特(B.Hewllet)和戴维.帕卡德(D.Packard)正式签署企业合伙协议,创办了Hewllet-Packard(HP)公司,即国内通称的惠普公司。
9月,贝尔实验室研制出M-1型计算机。
10 月,约翰.阿塔纳索夫(John Vincent Atanasoff(1903-1995))制造了后来举世闻名的ABC计算机的第一台样机,并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贮的功能相分离的结构。
这就是著名的计算机三原则。
1940 年:9月,贝尔实验室在美国达特默思大学演示M—1型机。
他们用电报线把安置在校园内的M—1型机和相连,当场把一个数学问题打印出来并传输到纽约,M—1型机在达特默思大学的成功表演,首次实现了人类对计算机进行的远距离控制的梦想。
控制论之父维纳提出了计算机五原则,(1)不是模拟式,而是数字式;(2)由电子元件构成,尽量减少机械部件;(3)采用二进制,而不是十进制;(4)内部存放计算表;(5)在计算机内部存贮数据。
1941年:楚泽完成了Z3计算机的研制工作,这是第一台可编程的电子计算机。
可处理7位指数、14位小数。
使用了大量的真空管。
每秒种能作3到4次加法运算,一次乘法需要3到5秒。
1942 年:时任美国依阿华州立大学数学物理教授的阿塔纳索夫(John V. Atanasoff)与研究生贝瑞(Clifford Berry)组装了著名的ABC (Atanasoff-Berry Computer)计算机,共使用了300 多个电子管,这也是世界上第一台具有现代计算机雏形的计算机。
但是由于美国政府正式参加第二次世界大战,致使该计算机并没有真正投入运行。
1943年:10月,绰号为“巨人”的用来破译德军密码的计算机在英国布雷契莱庄园制造成功,此后又制造多台,为第二次世界大战的胜利立下了汗马功劳。
1944 年:8月7日,由IBM出资,美国人霍德华.艾肯(H.Aiken)负责研制的马克1号计算机在哈佛大学正式运行,它装备了15万个元件和长达800公里的电线,每分钟能够进行200次以上运算。
女数学家格雷斯.霍波(G.•Hopper)为它编制了计算程序,并声明该计算机可以进行微分方程的求解。
马克1号计算机的问世不但实现了巴贝奇的夙愿,而且也代表着自帕斯卡计算机问世以来机械计算机和电动计算机的最高水平。
1946 年:2月14日,美国宾西法尼亚大学摩尔学院教授莫契利(J. Mauchiy)和埃克特(J.Eckert)共同研制成功了ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer):计算机。
这台计算机总共安装了17468只电子管,7200个二极管,70000多电阻器,10000多只电容器和6000只继电器,电路的焊接点多达 50万个,机器被安装在一排2.75米高的金属柜里,占地面积为170平方米左右,总重量达到30吨,其运算速度达到每秒钟5000次加法,可以在 3/1000秒时间内做完两个10位数乘法。
[晶体管时代:1947——1958]1947年:12月23号,贝尔实验室的肖克利 (William B. Shockley),布拉顿(John Bardeen),巴丁 (Walter H. Brattain)创造出了世界上第一只半导体放大器件,他们将这种器件重新命名为“晶体管”从上到下依次为:肖克利,布拉顿和巴丁1948 年:6月10日,香农在《贝尔系统技术杂志》(Bell System Technical Journal)上连载发表了他影像深远的论文《通讯的数学原理》,并于次年在同一杂志上发表了自己的另一著名论文《噪声下的通信》。
在这两篇论文中,香农阐明了通信的基本问题,给出了通信系统的模型,提出了信息量的数学表达式,并解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等一系列基本技术问题。
两篇论文成为了信息论的奠基性著作,此时尚不足三十岁的香农也成为了信息论的奠基人。
12月,ENAIC的两位缔造者共同创办了世界上第一家电脑公司“埃克特—莫契利计算机公司”(EMCC)。
莫契利埃克特1949 年:当时尚在美国哈佛大学计算机实验室的上海籍华人留学生王安向美国国家专利局申请了磁芯的专利。
贝尔实验室制造了M系列计算机的最后一个型号:M-6,并从此不在涉足计算机的研制与生产。
贝尔实验室所研制的M系列继电器计算机,是从机械计算机过波到电子计算机的重要桥梁。
9月,“马克”3号计算机研制成功,“马克”3号也是霍德华.艾肯研制的第一台内存程序的大型计算机,他在这台计算机上首先使用了磁鼓作为数与指令的存储器,这是计算机发展史上的一项重大改进,从此磁鼓成为第一代电子管计算机中广泛使用的存储器。
英国剑桥大学数学实验室的Wilkes和他的小组建成了一台存储程序的计算机EDSAC,输入输出设备仍是纸带。
1950年:东京帝国大学的Yoshiro Nakamats发明了软磁盘,从而开创了计算机存储的新纪元。
10月,阿兰.图灵发表自己另外一篇及其重要的论文《机器能思考吗》,从而为人工智能奠定了基础,图灵也获得了“人工智能之父”的美誉。
甚至有人说在第一代电脑占统治地位的那个时代,这篇论文我们可以把它看作第五代,第六代电脑的宣言书。
1951年:6月14日,当时已在雷明顿—兰德(Remington-Rand)公司任职的莫契利和埃克特再次联袂制造的UNIVAC计算机正式移交美国人口普查局使用,从而使电脑走出了实验室,开始为人类社会服务,从此人类社会进入了计算机时代。
6月,王安创办了王安实验室,即王安电脑公司的前身,从此开始了王安电脑传奇般的历程。
1952 年:1月,由计算机之父,冯.诺伊曼(Von Neumann)设计的IAS电子计算机EDVAC问世。
这台IAS计算机总共采用了2300个电子管,运算速度却比拥有18000个电子管的“埃尼阿克”提高了10倍,冯.诺伊曼的设想在这台计算机上得到了圆满的体现。
1953年:4月7日,IBM正式对外发布自己的第一台电子计算机IBM701。
并邀请了冯.诺依曼、肖克利和奥本海默等人共150名各界名人出席揭幕仪式,为自己的第一台计算机宣传。
8月,IBM发布了应用与会计行业的IBM702计算机。
IBM推出了中型计算机IBM650,以低廉的价格和优异的性能在市场中获得了极大的成功,至此,IBM在市场中确立了领导者的地位。