计算机的前世今生PPT文件格式下载.ppt

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l1946年年7、8月月间间，冯冯诺诺依依曼曼又又提提出出了了一一个个更更加加完完善善的的设设计计报报告告“电电子子计计算算机机逻逻辑辑设设计计初初探探”（Preliminarydiscussionofthethelogicaldesignofanelectroniccomputinginstrument）。

）。

现代电子计算机之父现代电子计算机之父冯冯诺伊曼诺伊曼这这两两篇篇报报告告的的综综合合设设计计思思想想，便便是是著著名名的的“冯冯诺诺依依曼曼结结构构（vonNeumannArchitecture）”。

报告明确指出：

。

l采用二进制，不但数据采用二进制，指令也采用二进制；

采用二进制，不但数据采用二进制，指令也采用二进制；

l计算机由计算机由5部分构成：

运算器、控制器、存储器、输入和输出装置；

部分构成：

l程程序序由由指指令令组组成成并并和和数数据据一一起起存存放放在在存存储储器器中中，机机器器按按程程序序指指定定的的逻逻辑辑顺顺序序，把把指指令令从从存存储储器器中中读读出出来来并并逐逐条条执执行行，从从而而自自动动完完成成程程序序描描述述的的处处理理工工作作。

（即即即即，“存存存存储程序储程序储程序储程序”思想思想思想思想）电子电子管管计算机计算机1946年世界上第一台电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，注意ENIACENIAC并不是基于并不是基于并不是基于并不是基于“存存存存储储程序程序程序程序”工作的工作的工作的工作的计计算机！

算机！

）在美国宾夕法尼亚大学研制成功。

5000次加法次加法/秒秒体重体重30吨吨占地占地170m218800只只电子管子管1500个个继电器器功率功率150KW第二代电子计算机第二代电子计算机主要特点主要特点逻辑元件晶体管主存磁芯辅存磁盘软件高级程序设计语言、操作系统应用除科学计算外，已应用于数据处理、过程控制主要成就主要成就首次将晶体管用于计算机，使计算机缩小了体积，减低了功耗，提高了速度和可靠性。

发明了高级语言。

首次提出了计算机的兼容问题，包括硬件兼容和软件兼容。

晶体管计算机晶体管计算机晶体管与电子管的比较：

晶体管与电子管的比较：

体积比电子管小很多体积比电子管小很多耗电大大降低耗电大大降低稳定性有很大提高稳定性有很大提高1955年年，贝贝尔尔实实验验室室使使用用800只只晶晶体体管管组组装装了了世世界界上上第第一一台台晶晶体体管管计计算算机机TRADIC。

（TransistorDigitalComputer）集成电路计算机集成电路计算机集成电路与晶体管的比较：

集成电路与晶体管的比较：

1964年年4月月7日日，在在IBM公公司司成成立立50周周年年之之际际，由由年年仅仅40岁岁的的吉吉恩恩阿阿姆姆达达尔尔（GeneAmdahl）担担任任主主设设计计师师，历历时时四四年年研研发发的的IBM360计计算算机机问问世世，标标志志着着第第三三代代计计算算机机的的全全面面登登场场，这这也也是是IBM历历史史上上最最为为成功的机型之一。

成功的机型之一。

第四代电子计算机第四代电子计算机主要特点主要特点逻辑元件大规模/超大规模集成电路（LSI/VLSI）主存LSI/VLSI半导体芯片辅存磁盘、光盘软件高级程序设计语言、操作系统应用科学计算、数据处理、过程控制，并进入以计算机网络为特征的应用时代各种第四代计算机各种第四代计算机我国计算机的发展我国计算机的发展1958年研制出第一台电子管计算机1964年研制出第二代晶体管计算机1971年研制出第三代集成电路计算机1977年研制出第一台微机DJS0501983年研制成功银河亿次机（第四代计算机）2002年9月联想集团研制成功“深腾1800”计算机，运算速度超过1万亿次/秒2003年12月，我国自主研发出国内最快、世界第三的10万亿次曙光4000A高性能计算机2010年，中国国防科大研制的“天河一号”在高性能计算机排行榜上位列第一，曙光公司部署在深圳计算中心的“星云”排行第三；

未来的计算机未来的计算机巨型化：

天文、军事、仿真、科学计算等领域需要进行大量的计算，要求计算机有更高的运算速度、更大的存储量，这就需要研制功能更强的巨型计算机；

专业化：

工业计算机、嵌入式设备在工业上和专业领域应用前景广阔，车载电脑、工控计算机、银行系统等；

微型化：

专用微型机已经大量应用于仪器、仪表和家用电器中。

笔记本电脑已经大量进入办公室和家庭，但是便携性、续航能力仍不够人们全天候使用，应运而生的便携式互联网设备（MID）、智能手机、平板电脑不断涌现，迅速普及；

网络化：

移动通信和互联网成为当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务，它们的增长速度都是任何预测家未曾预料到的，所以移动互联网可以预见将会创造怎样的经济神话；

智能化：

目前的计算机已能够部分地代替人的脑力劳动，但是人们希望计算机具有更多人的智能，比如：

自行思考，智能识别，自动升级等等；

智能手机的代表智能手机的代表操作系统操作系统：

AndroidOSv2.2CPU型号型号：

NVIDIATegra2CPU频率频率：

1024MHz可用空间可用空间16GB内存内存：

1GBROM+1GBRAM主屏尺寸主屏尺寸：

4.0英寸英寸下一代计算机下一代计算机随着计算机技术的发展，它已经成为我们工作上的工具，生活中的控制中心是必然的事情。

计算机的未来充满了变数。

性能的大幅度提高是不可置疑的，而实现性能的飞跃却有多种途径。

不过性能的大幅提升并不是计算机发展的唯一路线，计算机的发展，还应当变得越来越人性化，同时也要注重环保等等。

基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞台。

但一些新的计算机正在跃跃欲试地加紧研究，这些计算机是：

超导计算机、纳米计算机、光计算机、DNA计算机和量子计算机等。

第五代电子计算机第五代电子计算机从从20世纪世纪80年代开始，日本、美国、欧洲等发达国家都宣布开始新一代计算机的研究。

人们普遍年代开始，日本、美国、欧洲等发达国家都宣布开始新一代计算机的研究。

人们普遍认为新一代计算机应该是智能型的，它能模拟人的智能行为，理解人类自然语言，并继续向着微认为新一代计算机应该是智能型的，它能模拟人的智能行为，理解人类自然语言，并继续向着微型化、网络化发展。

综合起来大概有以下几个研究方向。

型化、网络化发展。

人工智能计算机巨型计算机多处理机激光计算机超导计算机生物晶体计算机（DNA计算机）量子计算超导计算机超导计算机芯片的集成度越高，计算机的体积越小，这样才不致因信号传输而降低整机速度。

但这样一来就使机器发热严重。

解决问题的出路是研制超导计算机。

电流在超导体中流过时，电阻为零，介质不发热。

1962年，英国物理学家约瑟夫逊提出了“超导隧道效应”，即由超导体绝缘体超导体组成的器件（约瑟夫逊结），当对其两端加电压时，电子就会像通过隧道一样无阻挡地从绝缘介质穿过，形成微小电流，而该器件两端的压降几乎为零。

与传统的半导体计算机相比，使用约瑟夫逊器件的超导计算机的耗电量仅为其几千分之一，而执行一条指令所需的时间却要快100倍。

1999年11月，日本超导技术研究所与企业合作，制作了由1万个约瑟夫逊元件组成的超导集成电路芯片。

据悉，该所定于2003年生产这种超导芯片，2010年前后制造出这种超导计算机。

纳米计算机纳米计算机在纳米尺度下，由于有量子效应，硅微电子芯片便不能工作。

其原因是这种芯片的工作，依据的是固体材料的整体特性，即大量电子参与工作时所呈现的统计平均规律。

如果在纳米尺度下，利用有限电子运动所表现出来的量子效应，可能就能克服上述困难。

可以用不同的原理实现纳米级计算，目前已提出了四种工作机制：

（1）电子式纳米计算技术；

（2）基于生物化学物质与DNA的纳米计算机；

（3）机械式纳米计算机；

（4）量子波相干计算。

它们有可能发展成为未来纳米计算机技术的基础。

光子计算机光子计算机与传统硅芯片计算机不同，光计算机用光束代替电子进行计算和存储：

它以不同波长的光代表不同的数据，以大量的透镜、棱镜和反射镜将数据从一个芯片传送到另一个芯片。

研制光计算机的设想早在20世纪50年代后期就已提出。

1986年，贝尔实验室的戴维.米勒研制成功小型光开关，为同实验室的艾伦.黄研制光处理器提供了必要的元件。

1990年1月，黄的实验室开始用光计算机工作。

光计算机有全光学型和光电混合型。

上述贝尔实验室的光计算机就采用了混合型结构。

相比之下，全光学型计算机可以达到更高的运算速度。

研制光计算机，需要开发出可用一条光束控制另一条光束变化的光学“晶体管”。

现有的光学“晶体管”庞大而笨拙，若用它们造成台式计算机将有辆汽车那么大。

因此，要想短期内使光学计算机实用化还很困难。

DNA计算机计算机1994年11月，美国南加州大学的阿德勒曼博士用DNA碱基对序列作为信息编码的载体，在试管内控制酶的作用下，使DNA碱基对序列发生反应，以此实现数据运算。

阿德勒曼在科学上公布了DNA计算机的理论，引起了各国学者的广泛关注。

阿德勒曼的计算机的计算与传统的计算机不同，计算不再只是简单的物理性质的加减操作，而又增添了化学性质的切割、复制、粘贴、插入和删除等种种方式。

DNA计算机的最大优点在于其惊人的存储容量和运算速度：

1立方厘米的DNA存储的信息比一万亿张光盘存储的还多；

十几个小时的DNA计算，就相当于所有电脑问世以来的总运算量。

更重要的是，它的能耗非常低，只有电子计算机的一百亿分之一。

与传统的“看得见、摸得着”计算机不同，目前的DNA计算机还是躺在试管里的液体。

它离开发、实际应用还有相当的距离，尚有许多现实的技术性问题需要去解决。

量子计算机量子计算机量子计算机以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存，利用原子的量子特性进行信息处理。

由于原子具有在同一时间处于两个不同位置的奇妙特性，即处于量子位的原子既可以代表0或1，也能同时代表0和1以及0和1之间的中间值，故无论从数据存储还是处理的角