计算机与计算机系统

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1、计算机与计算机系统PC时代的开创者冯·诺依曼计算机体系结构计算机系统组成计算机工业生态链计算机与计算机系统计算机发展简史计算机发展简史ENIAC的诞生1计算机发展的几个阶段2计算机的发展趋势3ENIAC的诞生研制电子计算机的想法产生于二战期间。当时激战正酣，主要的武器是飞机和大炮。各国的武器装备跟现在相比差远了。因此，研制和开发新型大炮和导弹显得十分必要和迫切。美国陆军军械部为此成立了“弹道研究实验室”。美国军方要求该实验室每天为陆军炮弹部队提供6张火力表，以便对导弹的研制进行技术鉴定。千万别小瞧这

2、区区6张火力表，它们所需的运算量大得惊人。每张火力表都要计算几百条弹道，而每条弹道的数学模型都是非常复杂的非线性方程组。这些方程组是没有办法求出准确解的，只能用数值方法近似地进行计算。不过即使用数值方法近似求解也不是件容易的事。按当时的计算工具，实验室即使雇用200多名计算员加班加点工作也需要二个多月的时间才能完成一张火力表。这样的速度显然不能满足战争的需要。为了改变这种不利状况，时任宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的莫希利于1942年提出了研制电子计算机的设想，期望使用电子管代替继电器以提高机器的计

3、算速度。美国军方得知这一设想后，马上拨款大力支持，成立了以莫希利、埃克特为首的研制小组。预算经费为15万美元（实际投资48万），这在当时是一笔巨款。1946年2月14日，世界上第一台通用电子数字计算机ENIAC宣告研制成功。莫希利和埃克特ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)占地170平米重30吨耗电174千瓦每秒5000次加法（人每秒最多5次），400次乘法，20分钟能够计算出一条弹道，但现在的计算机只需30秒计算机发展的几个阶段第四阶段

4、大规模及超大规模集成电路计算机第一阶段电子管计算机第三阶段集成电路计算机第二阶段晶体管计算机电子管计算机：1946年~20世纪50年代后期逻辑元件：电子管主存：磁鼓辅存：磁带软件：机器语言、符号语言应用：科学计算主要成就：揭开了人类历史新篇章；冯·诺依曼提出了存储程序的思想，以及计算机的逻辑部件和工作过程，奠定了现代计算机体系结构晶体管计算机：20世纪50年代中期~60年代中期逻辑元件：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，还应用于数据处理、过程控制主要成就：

5、计算机体积缩小、功耗降低、速度和可靠性提高；发明了高级语言；提出了计算机兼容问题电子管晶体管与电子管相比，晶体管：体积小了很多功耗明显降低稳定性有了很大提高集成电路计算机：20世纪60年代中期~70年代初期逻辑元件：集成电路主存：半导体辅存：磁盘软件：高级程序设计语言、操作系统应用：科学计算、数据处理、过程控制主要成就：IBM提出了系列机的概念，解决了计算机兼容问题；控制器设计使用了微程序控制技术；结构化设计思想成熟，软硬件设计标准化电子管晶体管大规模及超大规模集成电路计算机：20世纪70年代初期~

6、今逻辑元件：大规模、超大规模集成电路主存：大规模、超大规模半导体芯片辅存：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，计算机在很多领域得到广泛使用主要成就：Intel公司发明了微处理器芯片；微型计算机出现；软件产业高度发展；多媒体技术崛起第一台微型计算机Altair8800第一块微处理器芯片Intel4004起止年代主要元件主要元件图例速度（次/秒）特点与应用领域第一代1946年～20世纪50年代末电子管5千～1万次体积巨大，运算速度较低，耗电量大，存储容量小；主要

7、用于科学计算第二代20世纪50年代中～20世纪60年代中晶体管几万～几十万次体积减小，耗电较少，运算速度较高，价格下降；不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务管理，并逐渐用于工业控制第三代20世纪60年代中～20世纪70年代初中、小规模集成电路几十万～几百万次体积、功耗进一步减小，可靠性和速度进一步提高；应用领域拓展到文字处理、企业管理、自动控制、城市交通管理等方面第四代20世纪70年代初～至今大规模和超大规模集成电路几千万～几百万亿次性能大幅度提高，价格大幅度下降，广泛应用于社会生活的各个方面，进

8、入办公室和家庭；在办公自动化、电子排版、数据库管理、图像识别、语音识别、专家系统等领域大显身手计算机的发展趋势无论从硬件结构还是性能等方面讲，计算机已经不再只是进行简单的计算。目前，计算机正朝着巨型化、微型化、网络化和智能化的方向进一步发展。巨型化，计算机的运算速度更高、存储容量更大、功能更强。微型化，计算机或更确切地说是具有信息处理功能的计算部件已经嵌入到诸如仪表、仪器、家用电器、电子消费品等设备中，成为智能电子产品的重要部件。网络化，计算机网络已经成为信息时代的基