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CRAY-Ⅱ 银河Ⅱ
计算机发展趋势
计算机发展——网络化
计算机网络： 计算机技术与通信技术结合 的产物。 计算机网络的发展动力： 使用远程资源，共享程序、 数据和信息资源，网络用户 的通讯和合作。
计算机发展趋势
计算机发展——智能化
“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的 ‘没有灵魂的机械’来”。
——笛卡尔（1637）
计算机硬件基本组成
输入 设备
（外）存储器 （内）存储器
计算机工作原理
输出 设备
运算器
控制器
中央处理器（CPU）
数据流 地址 控制流
计算机的工作原理
计算机工作原理
运算（处理） 存储（记录） 控制（协调）
软件的概述
计算机软件概述
存储程序工作原理的计算机决定了它的使用方式： 编写程序和运行程序
硬件
“吃软不吃硬”的EDSAC 软件
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。 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。
计算机工作原理
1949 EDSAC
John von Neumann 冯•诺依曼
二进制概念
计算机软件概述
128瓦 64瓦 32瓦 16瓦 8瓦 4瓦 2瓦 1瓦
1
1
1
0
1
01
0
信息复制的精确性
运算规则简单（R(R+1)/2）
电子线路制造计算机成为可能
我认识她已有1111年了。
程序和指令
计算机软件概述
PC +1
指令是对计算机进行程序控制的最小单位。 所有的指令的集合称为计算机的指令系统。
软件史上的重要人物 阿黛·拜伦 格雷斯·霍普 威尔克斯 戴维·韦勒
wk.baidu.com
计算机软件概述
计算机的语言——二进制
进制的概念
“逢R进一，借一当R”
十进制
R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
二进制
R=2 ，可使用0,1
八进制
R=8 ，可使用0,1,2,3,4,5,6,7
十六进制 R=16 ，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F
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。
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的
Claude Shannon
机器指令格式 操作码 操作数
机器执行什么操作
执行对象（具体数、存放位置）
程序是为完成一项特定任务而用某种语言 编写的一组指令序列。
信息的存储单位
计算机软件概述
位（Bit）：度量数据的最小单位 字节（Byte）：最常用的基本单位
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
1 0 0 1 0 1 0 1 =27+ 24+ 22+ 20 =149
K 字节
1K = 1024 byte
M（兆）字节 1M = 1024 K
G（京） 字节 1G = 1024 M
T（垓）字节 1T = 1024 G
计算机发展趋势
计算机发展——微型化
计算机不再是单一的计算机器，而是一种 信息机器，一种个人的信息机器。
Altair 8800
计算机发展趋势
计算机发展——巨型化
ENIAC
划时代的实验装置
计算机发展史
将电脑浓缩在一颗芯片上
420,000,000 晶
体
管
数
0.18微米芯片
目
2,300
10微米芯片 4004
奔腾4
计算机发展史
计算机第一定律——摩尔定律
单
晶 体 管 数
位
时
间百
执
万 条
/
行每
的秒
指
令
数
每18个月芯片能力增长一倍。
计算机发展史
计算机发展的几个阶段
运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机
1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I” 超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、 石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计 算的高科技领域。
中国超级计算机： 国防科技大学研制的 “银河1号”、 “银河2号”和“银河3号” 国家职能计算机中心推出的 “曙光1000”和“曙光2000I”
1833 分析机
计算机发展史
第一台电子计算机（ENIAC）
5000次加法/秒 体重28吨 占地170M2 18800只电子管 1500个继电器 耗电150KW
计算机发展史
电子恐龙的缩骨法——晶体管
晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。
电子管的缺点： 体积大； 耗能高、散热量大；
晶体管的优点： 体积小； 耗能低； 性能稳固；
人类第一个“工业机器人”： 一头在纺织机上挑纱的“驴”（1742年）
第一代机器人 机械手（1962年出现）
第二代机器人
具有“感觉”的机器人
第三代机器人
Deepblue
装有启发式计算机的“智能机器人”
功能相分离的结构。
图灵与图灵机
计算机工作原理
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 写头组成。
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”
冯·诺依曼计算机
计算机的第一个商业顾客——烤面包卖茶点的利昂（lyons）
ENIAC
进入社会，开启办公 自动化理念
改进 lyons参与部分投资
LED充当会计师
EDSAC Lyons复制EDSAC
LEO
(Lyons Electronic Office)
计算机工作原理
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，香农在发表的论文中，
计算机基础知识
计算机文化基础 计算机与信息管理中心 2001年
内容提要
计算机发展史 计算机工作原理 计算机软件概述 计算机发展趋势 计算机文化与道德
人类追求的计算工具
计算机发展史
加法器
Charles Babbage
1642 Blaise Pascal 1822 差分机
电子计算机时代
ENIAC
MARK I
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）
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）
计算机的商用化
计算机发展史