第一篇:計算機發展史簡介[定稿]
一、計算機發展史簡介
人類所使用的計算工具是隨著生產的發展和社會的進步,從簡單到復雜、從低級到高級的發展過程,計算工具相繼出現了如算盤、計算尺、手搖機械計算機、電動機械計算機等。1946年,世界上第一臺電子數字計算機(ENIAC)在美國誕生。這臺計算機共用了18000多個電于管組成,占地170m2,總重量為30t,耗電140kw,運算速度達到每秒能進行5000次加法、300次乘法。
電子計算機在短短的50多年里經過了電子管、晶體管、集成電路(IC)和超大規模集成電路(VLSI)四個階段的發展,使計算機的體積越來越小,功能越來越強,價格越來越低,應用越來越廣泛,目前正朝智能化(第五代)計算機方向發展。
1.第一代電子計算機
第一代電于計算機是從1946年至1958年。它們體積較大,運算速度較低,存儲容量不大,而且價格昂貴。使用也不方便,為了解決一個問題,所編制的程序的復雜程度難以表述。這一代計算機主要用于科學計算,只在重要部門或科學研究部門使用。
2.第二代電子計算機
第二代計算機是從1958年到1965年,它們全部采用晶體管作為電子器件,其運算速度比第一代計算機的速度提高了近百倍,體積為原來的幾十分之一。在軟件方面開始使用計算機算法語言。這一代計算機不僅用于科學計算,還用于數據處理和事務處理及工業控制。
3.第三代電子計算機
第三代計算機是從1965年到1970年。這一時期的主要特征是以中、小規模集成電路為電子器件,并且出現操作系統,使計算機的功能越來越強,應用范圍越來越廣。它們不僅用于科學計算,還用于文字處理、企業管理、自動控制等領域,出現了計算機技術與通信技術相結合的信息管理系統,可用于生產管理、交通管理、情報檢索等領域。
4.第四代電子計算機
第四代計算機是指從1970年以后采用大規模集成電路(LSI)和超大規模集成電路(VLSI)為主要電子器件制成的計算機。例如80386微處理器,在面積約為10mm X l0mm的單個芯片上,可以集成大約32萬個晶體管。
第四代計算機的另一個重要分支是以大規模、超大規模集成電路為基礎發展起來的微處理器和微型計算機。
微型計算機大致經歷了四個階段:
第一階段是1971~1973年,微處理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS4微型計算機(CPU為4040,四位機)。后來又推出以8008為核心的MCS-8型。
第二階段是1973~1977年,微型計算機的發展和改進階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。初期產品有Intel公司的MCS一80型(CPU為8080,八位機)。后期有TRS-80型(CPU為Z80)和APPLE-II型(CPU為6502),在八十年代初期曾一度風靡世界。
第三階段是1978~1983年,十六位微型計算機的發展階段,微處理器有8086、808880186、80286、M68000、Z8000。微型計算機代表產品是IBM-PC(CPU為8086)。本階段的頂峰產品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC/AT286(1986年)微型計算機。
第四階段便是從1983年開始為32位微型計算機的發展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計算機是初期產品。1993年,Intel公司推出了Pentium或稱P5(中文譯名為“奔騰”)的微處理器,它具有64位的內部數據通道。現在Pentium III(也有人稱P7)微處理器己成為了主流產品,預計Pentium IV 將在2000年10月推出。
由此可見,微型計算機的性能主要取決于它的核心器件——微處理器(CPU)的性能。
5.第五代計算機
第五代計算機將把信息采集、存儲、處理、通信和人工智能結合一起具有形式推理、聯想、學習和解釋能力。它的系統結構將突破傳統的馮·諾依曼機器的概念,實現高度的并行處理。
二、計算機的特點
計算機的基本特點如下:
1、記憶能力強
在計算機中有容量很大的存儲裝置,它不僅可以長久性地存儲大量的文字、圖形、圖像、聲音等信息資料,還可以存儲指揮計算機工作的程序。
2、計算精度高與邏輯判斷準確
它具有人類無能為力的高精度控制或高速操作任務。也具有可靠的判斷能力,以實現計算機工作的自動化,從而保證計算機控制的判斷可靠、反應迅速、控制靈敏。
3、高速的處理能力
它具有神奇的運算速度,其速度以達到每秒幾十億次乃至上百億次。例如,為了將圓周率兀的近似值計算到707位,一位數學家曾為此花十幾年的時間,而如果用現代的計算機來計算,可能瞬間就能完成,同時可達到小數點后200萬位。
4、能自動完成各種操作
計算機是由內部控制和操作的,只要將事先編制好的應用程序輸入計算機,計算機就能自動按照程序規定的步驟完成預定的處理任務。
1.2 計算機分類簡介
計算機按照其用途分為通用計算機和專用計算機。
按照1989年由IEEE科學巨型機委員會提出的運算速度分類法,可分為巨型機、大型機、小型機、工作站和微型計算機。
按照所處理的數據類型可分為模擬計算機、數字計算機和混合型計算機等等。
1.大型通用機
這類計算機具有極強的綜合處理能力和極大的性能覆蓋面。在一臺大型機中可以使用幾十臺微機或微機芯片,用以完成特定的操作。可同時支持上萬個用戶,可支持幾十個大型數據庫。主要應用在政府部門、銀行、大公司、大企業等。
2.巨型機
巨型機有極高的速度、極大的容量。用于國防尖端技術、空間技術、大范圍長期性天氣預報、石油勘探等方面。目前這類機器的運算速度可達每秒百億次。這類計算機在技術上朝兩個方向發展:一是開發高性能器件,特別是縮短時鐘周期,提高單機性能。
二是采用多處理器結構,構成超并行計算機,通常由100臺以上的處理器組成超并行巨型計算機系統,它們同時解算一個課題,來達到高速運算的目的。
3.小型機
小型機的機器規模小、結構簡單、設計試制周期短,便于及時采用先進工藝技術,軟件開發成本低,易于操作維護。它們己廣泛應用于工業自動控制、大型分析儀器、測量設備、企業管理、大學和科研機構等,也可以作為大型與巨型計算機系統的輔助計算機。近年來,小型機的發展也引人注目。特別是RISC(Reduced Instruction Set Computer縮減指令系統計算機)體系結構,顧名思義是指令系統簡化、縮小了的計算機,而過去的計算機則統屬于CISC(復雜指令系統計算機)。
RISC的思想是把那些很少使用的復雜指令用子程序來取代,將整個指令系統
限制在數量甚少的基本指令范圍內,并且絕大多數指令的執行都只占一個時鐘周期,甚至更少,優化編譯器,從而提高機器的整體性能。
4.微型機
微型機技術在近10年內發展速度迅猛,平均每2~3個月就有新產品出現,1~2年產品就更新換代一次。平均每兩年芯片的集成度可提高一倍,性能提高一倍,價格降低一半。
目前還有加快的趨勢。微型機已經應用于辦公自動化、數據庫管理、圖像識別、語音識別、專家系統,多媒體技術等領域,并且開始成為城鎮家庭的一種常規電器。
第二篇:計算機發展史簡介
一、計算機發展史簡介
人類所使用的計算工具是隨著生產的發展和社會的進步,從簡單到復雜、從低級到高級的發展過程,計算工具相繼出現了如算盤、計算尺、手搖機械計算機、電動機械計算機等。1946年,世界上第一臺電子數字計算機(ENIAC)在美國誕生。這臺計算機共用了18000多個電于管組成,占地170m2,總重量為30t,耗電140kw,運算速度達到每秒能進行5000次加法、300次乘法。從計算機的發展趁勢看,大約2010年前美國就可以研制出千萬億次計算機。
電子計算機在短短的50多年里經過了電子管、晶體管、集成電路(IC)和超大規模集成電路(VLSI)四個階段的發展,使計算機的體積越來越小,功能越來越強,價格越來越低,應用越來越廣泛,目前正朝智能化(第五代)計算機方向發展。
1.第一代電子計算機
第一代電于計算機是從1946年至1958年。它們體積較大,運算速度較低,存儲容量不大,而且價格昂貴。使用也不方便,為了解決一個問題,所編制的程序的復雜程度難以表述。這一代計算機主要用于科學計算,只在重要部門或科學研究部門使用。
2.第二代電子計算機
第二代計算機是從1958年到1965年,它們全部采用晶體管作為電子器件,其運算速度比第一代計算機的速度提高了近百倍,體積為原來的幾十分之一。在軟件方面開始使用計算機算法語言。這一代計算機不僅用于科學計算,還用于數據處理和事務處理及工業控制。
3.第三代電子計算機
第三代計算機是從1965年到1970年。這一時期的主要特征是以中、小規模集成電路為電子器件,并且出現操作系統,使計算機的功能越來越強,應用范圍越來越廣。它們不僅用于科學計算,還用于文字處理、企業管理、自動控制等領域,出現了計算機技術與通信技術相結合的信息管理系統,可用于生產管理、交通管理、情報檢索等領域。
4.第四代電子計算機
第四代計算機是指從1970年以后采用大規模集成電路(LSI)和超大規模集成電路(VLSI)為主要電子器件制成的計算機。例如80386微處理器,在面積約為10mm X l0mm的單個芯片上,可以集成大約32萬個晶體管。
第四代計算機的另一個重要分支是以大規模、超大規模集成電路為基礎發展起來的微處理器和微型計算機。
微型計算機大致經歷了四個階段:
第一階段是1971~1973年,微處理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS4微型計算機(CPU為4040,四位機)。后來又推出以8008為核心的MCS-8型。
第二階段是1973~1977年,微型計算機的發展和改進階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。初期產品有Intel公司的MCS一80型(CPU為8080,八位機)。后期有TRS-80型(CPU為Z80)和APPLE-II型(CPU為6502),在八十年代初期曾一度風靡世界。
第三階段是1978~1983年,十六位微型計算機的發展階段,微處理器有8086、1808880186、80286、M68000、Z8000。微型計算機代表產品是IBM-PC(CPU為8086)。本階段的頂峰產品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC/AT286(1986年)微型計算機。
第四階段便是從1983年開始為32位微型計算機的發展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計算機是初期產品。1993年,Intel公司推出了Pentium或稱P5(中文譯名為“奔騰”)的微處理器,它具有64位的內部數據通道。現在Pentium III(也有人稱P7)微處理器己成為了主流產品,預計Pentium IV 將在2000年10月推出。
由此可見,微型計算機的性能主要取決于它的核心器件——微處理器(CPU)的性能。
5.第五代計算機
第五代計算機將把信息采集、存儲、處理、通信和人工智能結合一起具有形式推理、聯想、學習和解釋能力。它的系統結構將突破傳統的馮·諾依曼機器的概念,實現高度的并行處理。
二、計算機的特點
計算機的基本特點如下:
1、記憶能力強
在計算機中有容量很大的存儲裝置,它不僅可以長久性地存儲大量的文字、圖形、圖像、聲音等信息資料,還可以存儲指揮計算機工作的程序。
2、計算精度高與邏輯判斷準確
它具有人類無能為力的高精度控制或高速操作任務。也具有可靠的判斷能力,以實現計算機工作的自動化,從而保證計算機控制的判斷可靠、反應迅速、控制靈敏。
3、高速的處理能力
它具有神奇的運算速度,其速度以達到每秒幾十億次乃至上百億次。例如,為了將圓周率兀的近似值計算到707位,一位數學家曾為此花十幾年的時間,而如果用現代的計算機來計算,可能瞬間就能完成,同時可達到小數點后200萬位。
4、能自動完成各種操作
計算機是由內部控制和操作的,只要將事先編制好的應用程序輸入計算機,計算機就能自動按照程序規定的步驟完成預定的處理任務。
三、計算機的應用
計算機的誕生,及其飛速的發展,正在影響著人們的生活。自1946年世界上第一臺計算機在美國問世至今不過半個多世紀,可現在人們很難設想沒有計算機的生活會怎樣。
有人會問,如此高性能的計算機與老百姓生活有什么關系呢?從應用的角度看,計算機的應用是潮流,更是財富。以日本和韓國的造船業為例,由于采用先進的計算機技術,這兩個國家的造船工人人數從十幾萬下降到2萬多,年造船排水量近千萬噸,我國有30萬造船工人,年造船300萬噸排水量,效率相差數十倍。在當今時代,制造業,拼人力是不行的,一定要靠計算機技術提高產業水平。
在談到計算機的應用時我們總會提到普及率,這與計算機對社會的影響和貢獻有什么必然的聯系嗎?當然有。簡單理解,計算機普及率低說明應用水平落后。計算機在我國的普及率不到10%,而美國是50%以上。從統計上來說,任何一項技術
普及率到50%時,才可以說對社會經濟生活產生巨大效益。在美國波音公司,飛機從設計到制造,全部是計算機來完成的,整個過程看不到一張圖紙,日本的造船也是如此,從船的設計到造完全是無紙化的。
計算機的外形也不是我們過去熟悉得樣子,對我生活的影響無處不在。未來計算機不僅具有非凡的記憶功能,而且具有判斷能力,真正成為人腦的延伸。但目前的計算機的功能與人腦相比還相差很遠。現代計算機雖然“智商”很高,具有人無法相比的計算速度,但“情商”很低。
未來的計算機網絡就像今天的電網一樣,我們一按開關,信息就流進來。
四、計算機硬件和軟件
集成電路和計算機技術的迅速發展以及計算機應用的不斷深化,使計算機系統越來越復雜。但無論系統有多復雜,任何一臺計算機系統都是由硬件和軟件組成的。
計算機硬件是指有形的物理設備,它是計算機系統中實際物理裝置的總稱,可以是電子的、電磁的、機電的或光學的元件/裝置,或者由它們所組成的計算機部件。主要由輸入設備、主機和輸出設備組成。
例如,計算機的機箱、鍵盤、鼠標器、顯示器、打印機、計算機大底板(母板)、各類擴充板卡等都是計算機硬件。
下面一一介紹:
CPU:CPU即中央處理器,是電腦的核心,電腦處理數據的能力和速度主要取決于CPU。通常用主頻評價CPU的能力和速度,如PⅢ800CPU,表示主頻為800MHz。主板:也稱主機板,是安裝在主機機箱內的一塊矩形電路板,上面安裝有電腦的主要電路系統。主板的類型和檔次決定著整個微機系統的類型和檔次,主板的性能影響著整個微機系統的性能。主板上安裝有控制芯片組BIOS芯片和各種輸入輸出接口、鍵盤和面板控制開關接口、指示燈插件、擴充插槽及直流電源供電接插件等元件。CPU、內存條插接在主板的相應插槽中,驅動器、電源等硬件連接在主板上。主板上的接口擴充插槽用于插接各種接口卡,這些接口卡擴展了電腦的功能。常見接口卡有顯示卡、聲卡等。
光盤驅動器:讀取光盤信息的設備。是多媒體電腦不可缺少的硬件配置。光盤存儲容量大,價格便宜,保存時間長,適宜保存大量的數據,如聲音、圖像、動畫、視頻信息、電影等多媒體信息。光盤驅動器主要有三種,CD—ROM、CD—R和CD—R W,CD—ROM是只讀光盤驅動器;CD—R只能寫入一次,以后不能改寫;CD—R
硬盤等
計算機軟件是指在硬件上運行的程序和相關的數據文檔。相對于硬件而言,軟件用來擴大計算機的功能和提高計算機的效率,是計算機系統中不可缺少的主要組成部分。
軟件和硬件是密切相關和互相依存的。沒有軟件的硬件機器,稱為裸機。當代的裸機只有極為有限的功能,甚至不能有效的啟動和正常的進行最起碼的數據處理工作。
軟件與硬件在邏輯上有著某種等價性,即軟件功能可以用硬件設法加以實現,硬件功能也可以用軟件加以模擬。
第三篇:計算機發展史簡介
第一章 計算機發展史簡介
一.先驅者的貢獻
帕斯卡(Biaise Pascal,1623~1662)
? 法國數學家、物理學家
?19 歲受機械時鐘的啟發發明第一個齒輪式機械計算器(1642 年),只能做加、減法 巴貝奇(C.Babbage,1791~1871)
? 英國數學家
? 公認的計算機之父 ? 研制出差分機和分析機 ?提出程序控制的思想
? 提出了完整的通用計算機的設計方案,已經有許多的現代計算機的元素在里面,最終100 年后由艾肯實現
愛達.拜倫(Ada Augusts Lovelace,1815~1852)? 英國數學家
? 為巴貝奇的分析機編制程序
? 雖然還沒出現?°循環?±,?°子程序?± 的概念,但其中已經蘊含了現在程序的思想。? 被稱為世界上第一位程序員 艾肯(Howard Aiken,1900~1973)? 美國數學教授
? 制造出第一臺機電式計算機MarkI,后又制造出MarkII ?MarkI 的一些參數:
?
以機電的方法代替機械的方法實現分析機,1944 年完成,在哈佛大學用了15 年 ? 15.5米,高2.4米,75萬個零部件 ?
乘法速度是3 秒
圖靈(Alan Turing,1912~1954)? 英國科學家
? 現代計算機誕生過程中最重要的兩個 人物之一,另一個是馮.諾依曼 ? 他對現代計算機的貢獻有兩個:
?
建立圖靈機理論模型
?
提出定義機器智能的圖靈測試
馮.諾依曼(Von.Neumann,1903~1957)? 美國數學教授 ? 現代計算機之父 ? 兩個方面的重要貢獻
?
提出了存儲程序的思想
? 在EDVAC設計中提出的計算機結構奠定了現代 計算機體系結構框架,被稱為馮.諾依曼結構
二.現代計算機的誕生
? 第一臺電子數字計算機電子計算機ENIAC的誕生
(Electronic Numerical Integrator And Computer)電子數字積分計算機 ?1946 年美國制造
? 是現代計算機的里程碑,是第一臺采用電子技術的計算機 ?ENIAC的性能
?
占地170平方米、重30 噸、耗電140 千瓦 ? 18000 個電子管、70000 個電阻、10000 個電容 ? 10 位數的乘法時間3 毫秒
?
與IBM 的超級計算機?°白色選擇?± 相比較
? 18000 個真空管---33 萬億個晶體管,18 億倍 ?
存儲容量800 字節---4 萬億字節,50 億倍 ?
計算速度5000 次/ 秒---12.3 萬億次/ 秒,25 億倍
?ENIAC的缺陷
? ENIAC 使用的是十進制數
?
存儲容量很小
?
程序不是存儲在計算機內部
?
使用的是電子管,耗電量大,性能不太穩定,馮.諾依曼與EDVAC ? 首次設計了存儲程序計算機EDVAC ?EDVAC(1952 正式投入使用)
?
人類第一臺具有內部存儲程序功能 的計算機 ?
采用二進制,速度比ENIAC 快240 倍
? EDVAC奠定了現代計算機體系結構的基礎,直到現在還是主流計算機的體系結構
三.計算機發展史
? 計算機代的劃分(代表計算機縱向的發展)
? 第一代計算機(1946~1959)—— 電子管 5 千~4 萬(次/ 秒)
? 第二代計算機(1959~1963)—— 晶體管
幾十萬~ 百萬(次/ 秒)
? 第三代計算機(1964~1975)—— 集成電路
百萬~ 幾百萬(次/ 秒)
? 第四代計算機(1975~ 至今)—— 超大規模集成電路(VLSI)
幾百萬~ 百萬億(次/ 秒)
?第五代計算機(人工智能計算機)
? 80年代初,日本曾提出尋找一種非馮.諾依曼結構的計算機,希望計算機能理解人的自然語言,但最終失敗
?并行計算機、網絡計算機、光計算機、化學和生物計算機、量子計算機等等 ? 摩爾定律
?微芯片上集成的晶體管數目每12個月翻一番
?集成電路的集成度每18個月翻一番
? 如果價錢不變的話,電腦芯片的性能每隔18 個月至兩年就會翻一番
四.計算機的發展趨勢
? 微型化
? 進一步提高集成度,利用高性能的超大規模集成電路研制質量更加可靠、性能更加優良、價格更加低廉、整機更加小巧的微型計算機 ? 巨型化
? 高速度、海量存儲、強功能 ? 網絡化
? 把各自獨立的計算機用通訊線路連結起來,形成各計算機用戶之間可以相互通訊并能使用公共資源的網絡系統 ? 智能化
?讓計算機具有模擬人的感覺和思維過程的能力 ?
多媒體化
? 讓計算機除能處理數字和文字信息、三維圖形、動畫,還可以用聽覺、觸覺、甚至嗅覺等多種媒體形式與人交換信息
總結
? 計算機的產生建立在圖靈機模型的基礎之上
? 艾肯和祖思的機電式計算機為后來的電子計算機的產生積累了經驗 ?ENIAC 采用了先進的電子技術,是現代電子計算機的里程碑
? 馮.諾依曼模型明確反映現代計算機的存儲程序工作原理以及計算機的基本體系結構
第四篇:2計算機發展史簡介
計算機發展史簡介
人類所使用的計算工具是隨著生產的發展和社會的進步,從簡單到復雜、從低級到高級的發展過程,計算工具相繼出現了如算盤、計算尺、手搖機械計算機、電動機械計算機等。1946年,世界上第一臺電子數字計算機(ENIAC)在美國誕生。這臺計算機共用了18000多個電于管組成,占地170m,總重量為30t,耗電140kw,運算速度達到每秒能進行5000次加法、300次乘法。2
計算機發展史
電子計算機在短短的50多年里經過了電子管、晶體管、集成電路(IC)和超大規模集成電路(VLSI)四個階段的發展,使計算機的體積越來越小,功能越來越強,價格越來越低,應用越來越廣泛,目前正朝智能化(第五代)計算機方向發展。
1.第一代電子計算機
第一代電于計算機是從1946年至1958年。它們體積較大,運算速度較低,存儲容量不大,而且價格昂貴。使用也不方便,為了解決一個問題,所編制的程序的復雜程度難以表述。這一代計算機主要用于科學計算,只在重要部門或科學研究部門使用。
2.第二代電子計算機
第二代計算機是從1958年到1965年,它們全部采用晶體管作為電子器件,其運算速度比第一代計算機的速度提高了近百倍,體積為原來的幾十分之一。在軟件方面開始使用計算機算法語言。這一代計算機不僅用于科學計算,還用于數據處理和事務處理及工業控制。
3.第三代電子計算機
第三代計算機是從1965年到1970年。這一時期的主要特征是以中、小規模集成電路為電子器件,并且出現操作系統,使計算機的功能越來越強,應用范圍越來越廣。它們不僅用于科學計算,還用于文字處理、企業管理、自動控制等領域,出現了計算機技術與通信技術相結合的信息管理系統,可用于生產管理、交通管理、情報檢索等領域。
4.第四代電子計算機
第四代計算機是指從1970年以后采用大規模集成電路(LSI)和超大規模集成電路(VLSI)為主要電子器件制成的計算機。例如80386微處理器,在面積約為10mm X l0mm的單個芯片上,可以集成大約32萬個晶體管。
第四代計算機的另一個重要分支是以大規模、超大規模集成電路為基礎發展起來的微處理器和微型計算機。
微型計算機大致經歷了四個階段:
第一階段是1971~1973年,微處理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS4微型計算機(CPU為4040,四位機)。后來又推出以8008為核心的MCS-8型。
第二階段是1973~1977年,微型計算機的發展和改進階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。初期產品有Intel公司的MCS一80型(CPU為8080,八位機)。后期有TRS-80型(CPU為Z80)和APPLE-II型(CPU為6502),在八十年代初期曾一度風靡世界。
第三階段是1978~1983年,十六位微型計算機的發展階段,微處理器有8086、808880186、80286、M68000、Z8000。微型計算機代表產品是IBM-PC(CPU為8086)。本階段的頂峰產品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC/AT286(1986年)微型計算機。
第四階段便是從1983年開始為32位微型計算機的發展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計算機是初期產品。1993年,Intel公司推出了Pentium或稱P5(中文譯名為“奔騰”)的微處理器,它具有64位的內部數據通道。現在Pentium III(也有人稱P7)微處理器己成為了主流產品,預計Pentium IV 將在2000年10月推出。
由此可見,微型計算機的性能主要取決于它的核心器件——微處理器(CPU)的性能。
5.第五代計算機
第五代計算機將把信息采集、存儲、處理、通信和人工智能結合一起具有形式推理、聯想、學習和解釋能力。它的系統結構將突破傳統的馮·諾依曼機器的概念,實現高度的并行處理。
二、計算機的特點
計算機的基本特點如下:
1、記憶能力強
在計算機中有容量很大的存儲裝置,它不僅可以長久性地存儲大量的文字、圖形、圖像、聲音等信息資料,還可以存儲指揮計算機工作的程序。
2、計算精度高與邏輯判斷準確
它具有人類無能為力的高精度控制或高速操作任務。也具有可靠的判斷能力,以實現計算機工作的自動化,從而保證計算機控制的判斷可靠、反應迅速、控制靈敏。
3、高速的處理能力
它具有神奇的運算速度,其速度以達到每秒幾十億次乃至上百億次。例如,為了將圓周率兀的近似值計算到707位,一位數學家曾為此花十幾年的時間,而如果用現代的計算機來計算,可能瞬間就能完成,同時可達到小數點后200萬位。
4、能自動完成各種操作
計算機是由內部控制和操作的,只要將事先編制好的應用程序輸入計算機,計算機就能自動按照程序規定的步驟完成預定的處理任務。
第五篇:計算機發展史
計算機發展歷程的啟示
我們生活在一個高速發展的信息時代,通過計算機的革新我們的生活有了翻天覆地的變化,我們通過計算機了解新聞大事,和遠在國外的家人朋友進行視頻通話,在網上進行購物,等等。計算機引領了一個新的時代。我很早接觸計算機,通過這學期的學習,我了解了計算機的基本發展歷史,最早的計算機起源于公元前5世紀,中國人發明的,就是算盤,并一直沿用至今,在某些運算上使用算盤甚至比現代計算機還要快捷,在此我要歌頌一下我國古代人民的偉大智慧。直到17世紀,計算設備才有了第二次重要的進步,1645年,法國人Blaise Pascal發明了自動進位加法器,這項技術在現在看來很笨拙,但是他對計算設備來說是有本質突破的,從手動到自動了。文藝復興時期,人們長期被神權壓抑的創造力得到空前釋放。其中制造一臺能幫助人進行計算的機器,就是最耀眼的思想火花之一。當時無數偉大的科學家為了這一目標努力著,但是局限于當時科學技術整體的不成熟,所以他們都失敗了,但是正是得益于他們的探索,使“計算機”這個新興思想得以保存并不斷發展至今,使后人受益。所以,當我們感嘆成功者的智慧時,也不能忘了這些探索者們的辛勤。而給我啟示更多的是這個世界是一個相互關聯的世界,計算機在當時沒有發展起來,也許并不是研究計算機的科學家的思想不夠成熟,而是與計算機關聯的技術領域還不成熟。就像人們探測到了地底一萬里有巨大寶藏,但是沒有工具能讓我們一下就到了埋寶藏的地方,所以只能用鏟子挖,等有了挖掘機時用挖掘機挖。科學發展是這樣的,整個社會也是這樣的,事物與事物,人與人之間都有千絲萬縷的關系,互相促進,互相制約的。在計算機學習中,我最大的啟示就是:
1.乘法與加法
從上計算機的第一課,老師就開始和我們說計算機的加法運算比乘法運算快得到,可能會快100倍,因為早期的計算機乘法都是轉換成加法指令實現的,因此我們在程序設計時盡量不使用乘法,i*2,改為i+i等等。但是隨著CPU的不斷發展,乘法運算已經是CPU的內置指令,現在CPU加法運算也只是比乘法效率快3倍,所以我們不需要害怕做乘法了。
2.PC服務器與小型機
PC簡稱個人電腦,PC服務器一般指采用個人電腦的技術架構生產的服務器。小型機是60,70年代遺留的名詞,因為那時大型機是主角,小型機是指相對大型機更輕量級的服務器,80年代開始小型機充當大量應用的核心服務器,如數據庫服務器,中間件服務器等等。
從80年代開始,PC與小型機就不是一個檔次的計算機,小型機具有高性能的運算能力,PC的能力不及小型機的1/100,隨著PC的迅速發展,小型機的價格高高在上,PC服務器在90年代也開始有了應用,2000年以后PC服務器開始大量普及,10000元的PC服務器也開始出現,相比上百萬的小型機,PC服務器的性價比決對超值。隨著INTEL及AMD的CPU雙核,三核,四核的出現,PC服務器與IBM,HP等小型機的性能進一步縮小,大量評測顯示現在PC的四核CPU與IBM POWER6性能完全相當,小型機在性能上的優勢已經完全失去。從現在來看,小型機最大的優勢是穩定性及可擴展性,這些只是高端系統才會考慮,這方面同樣受到PC分布式架構系統的挑戰,因此也出現了現在大家看到的小型機的沒落,逐漸變成了IT領域的奢侈品,只有有錢國企還在為小型機買單。
3.拼音與五筆
1983年王永民先生發明了五筆漢字輸入法,被國內外專家評價為“其意義不亞于活字印刷術”的“五筆字型”,讓國人看到了漢字輸入的希望,經過多年的發展,90年代國內90%以上的用戶漢字輸入都使用五筆輸入法,一時間也讓人形成不會五筆就不會計算機一樣的感覺,看到別人用拼音輸入法就知道這是一個小菜鳥。用五筆輸入法一般人可以比較輕松的一分鐘打60字,專業打字員可以每分鐘到150字以上,而那時的拼音輸入法也有很多種,如普通拼音,雙拼,模糊音等等,但是普通人一分鐘只能達到30字左右,主要是因為拼音輸入法重碼率太高,選字消耗的時間太多。
2000年左右拼音輸入法出現了新的生機,微軟拼音,拼音之星,拼音加加,紫光拼音等輸入法開始流行,主要原因是使用計算機的人越來越多,互聯網的應用,五筆輸入法的學習成本太高,所以很多人依然選擇了拼音輸入法,這時期的拼音輸入法的詞匯量非常多,所以詞語或短語輸入效率比較高,加上互聯網的普及,詞庫更新更方便,所以拼音輸入法的速率與五筆相差無幾。
五筆輸入法后來也推出了98版,雖然輸入效率可以進一步提高,但是由于要重新記憶新的字根法則比較麻煩,所以很多人還是用老版的字根法則,當然也出現了一些新的流行軟件,如陳橋五筆,極品五筆等,但是沒有本質的格新。
2000年期間應該是五筆與拼音55開的局面,在這個特殊的時候也產生了智能混合輸入法,就是會根據你的輸入字母顯示五筆碼漢字和拼音碼漢字,典型的代表是萬能五筆,萬能五筆因為這個特性也紅級一時,現在也還有不少人在使用。隨著互聯網的大量普及,拼音輸入法在2007年左右迎來了新的春天,詞庫的進一步加大,在線自動詞庫更新,智能組詞等特性,一般人用拼音輸入法的效率已經與五筆輸入法不相上下,零學習成本讓新一代網民自然選擇了拼音輸入法,再也沒有人鄙視你用拼音輸入法。隨著云輸入法的應用,拼音輸入法將會再有一次質的飛越,但五筆輸入法依然只會被專業打字員相中。
4.串行與并行
并行與串行是一個永恒的話題,也許你會認為并行一定比串行快,但是實現上是什么樣呢,在計算機系統里你可以看大量并行與串行的架構轉變。10年以前,硬盤接口是并行一統天下,并行接口速率從8MB/s一路高歌猛進,但是到了
133MB/s后發現舉步維艱,由于并行接口的總線達到80根,隨著傳輸速率的提高,傳輸過程中線路之間的干擾非常厲害。這時SATA(串行接口)硬盤開始登場,SATA1.0的速率就已經是1.5Gb/s,由串行接口沒有傳輸信息號的干擾,3Gb/s,6Gb/s已經輕松實現,現在PC的并行接口的硬盤也基本淘汰,服務器SCSI也大量轉向SAS硬盤。
5.CPU單核與多核
單核CPU經歷了頻率快速發展,在1G的時候出現了一個坎,經過架構調整后繼續前進,終于發現到了4G以后前途暗淡,通過增加頻率帶來了更多穩定性與功耗問題。多核讓CPU重新找到了暫時的方向,2核,3核,4核,到6核,8核,CPU終于從單核正式跨入了多核時代。
6.簡單與復雜
SQL語言因為簡單快速普及,JavaEE里亂七八糟的框架讓初學者要崩潰,但是現在依然活力四射。Google的簡易讓Yahoo搜索應用一路千丈,Oracle數據庫的復雜架構讓其它數據庫只能奮力追趕。iPhone因為她的簡單美讓無數人瘋狂,一夜之間讓微軟和諾基亞從智能手機的領跑者變成追隨者,微軟一個Office軟
件你可能用了10年還只是用了五分之一的功能,以至于讓其它辦公軟件難以超越。
我想,在未來的計算機發展中可能出現的以下的趨勢:1)模塊化,PC之所以有今天這么大的普及度,就是因為他的通用模塊化設計起了決定性的推動作用,以后的PC同樣也不會犧牲這方面優點,而且還會將它發揚光大,不但在內置板卡中實現模塊化,甚至可以提供多個外接插槽,以供使用人加入新的模塊,增加性能或功能使用起來和現在筆記本中的PCMICA有點接近。2)無線化,追求自由一直是人類的夢想,計算機的無線化風潮同樣也是人們夢寐以求的,和現在筆記本講的“無線你的無限”有所不同的是:未來的計算機將實現網絡和設備間的無線連接,這將意味著未來在家中使用臺式機比現在的筆記本還方便,因為顯示器(當然不會是CRT的)與主機之間也是通過無線來連接的,無線顯示器實現這種夢想的技術稱為UWB技術,它是一種與其它技術有很大不同的無線通信技術,它可以為無線局域網WLAN和個人局域網的接口卡和接入技術帶來低功耗、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術,所以INTEL稱他為無線USB,希望能夠成為計算機與計算機或是計算機與消費電子產品(如數字相機)間的高頻寬的無線連結。
3)專門化,其實并不是每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成,甚至是有時候采用高性能的計算機還有可能帶來麻煩,因為高性能勢必帶來高能耗、高發熱量等不良的負面效應。將來的計算機由于從事的工作不同,在性能上在外形上都會有很大的不同。通用PC將逐漸由專用設備(軟硬件一體化的計算機)所代替,以提高工作效率。4)網絡化,計算機已經越來越普及,各種家用電器也開始具備了智能化,這些現象將促進家電與計算機的網絡化進程,家庭網絡分布式系統將逐漸取代目前單機操作的模式,計算機可以通過網絡控制著各種家電的運行,并通過互聯網下載各種新的家電應用程序,以增加家電的功能,改善家電的性能等等。也可以通過互聯網遠程遙控家中的家電,在辦公室的時候就可以提前讓家中的電器做好飯,煮好菜,開空調等等。5)環保化,隨著計算機的性能的提高,能耗也將越來越大;而且計算機在家庭生活中的扮演的角色越來越重要,運行的時間也將變長。為了不讓計算機成為家中用電量最大的電器,技術人員也先進各種方法讓計算機的能耗降低,比如通過上面提到的專門化的計算機,讓計算機的效率大幅提高,從而可以讓低性能的硬件系統具備專業的功能,減少能耗。6)人性化,未來人類的工具和家中的控制中心,計算機需要和使用人進行非常多的交流,才能更為使用人服務。這就要求計算機和人之間的交流要人性化,才能讓使用人真正樂意使用計算機。為了實現這個目標,未來的計算機的交互方式將會多樣化,不但可以通過書寫控制,還可以通過語言控制,甚至可以通過眼睛進行控制,因為智能化的提高,多數工作計算機可以自動選擇操作的流程,過程無需人們參與,所以軟件的界面也越來越簡單,使用起來就像現在家用電器或者手機一樣簡單,使用人無需再進行專門的學習,就連老人都能運用自如。
我相信,新型計算機與相關技術的研發和應用,是二十一世紀科技領域的重大創新,必將推進全球經濟社會高速發展,實現人類發展史上的重大突破。科學在發展,人類在進步,歷史上的新生事物都要經過一個從無到有的艱難歷程,隨著一代又一代科學家們的不斷努力,未來的計算機一定會是更加方便人們的工作、學習、生活的好伴侶。