第一章計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史第1頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論2這次課的主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史我國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想計(jì)算機(jī)的類別計(jì)算機(jī)與社會(huì)問(wèn)題計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史計(jì)算機(jī)的類別第2頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史第3頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論4計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史1946年之前古典計(jì)算機(jī)器時(shí)代

1946～至今現(xiàn)代計(jì)算機(jī)時(shí)代

1985年以后計(jì)算機(jī)發(fā)展的新方向——個(gè)人計(jì)算機(jī)與智能計(jì)算機(jī)第4頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論5古典計(jì)算機(jī)器時(shí)代計(jì)算設(shè)備還不是科學(xué)，而是工具。出現(xiàn)一些具備計(jì)算和存儲(chǔ)信息能力的設(shè)備。輔助計(jì)算的基本手段出現(xiàn)，主要針對(duì)的是數(shù)字。

主要特點(diǎn)：計(jì)算設(shè)備作為人腦計(jì)算的輔助工具，不具備自動(dòng)計(jì)算能力。古典計(jì)算機(jī)器時(shí)代第5頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論6算盤時(shí)代這一階段出現(xiàn)了表示語(yǔ)言和數(shù)字的文字及其書寫工具，最主要的計(jì)算工具是算盤。機(jī)械時(shí)代這一時(shí)期計(jì)算裝置的特點(diǎn)是借助于各種機(jī)械裝置齒輪杠桿等自動(dòng)傳送（十進(jìn)位），而機(jī)械裝置的動(dòng)力則來(lái)自計(jì)算人員的手。機(jī)電時(shí)代使用電力作為計(jì)算機(jī)器動(dòng)力，但計(jì)算機(jī)構(gòu)本身還是機(jī)械式的。古典計(jì)算機(jī)器時(shí)代第6頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論7帕斯卡的加法機(jī)古老的計(jì)算工具—算盤萊布尼茲的乘法機(jī)

巴貝奇差分機(jī)巴貝奇分析機(jī)早期的計(jì)算機(jī)器古典計(jì)算機(jī)器時(shí)代的典型成果第7頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論8早期的計(jì)算機(jī)器哈佛大學(xué)研制的機(jī)電式自動(dòng)順序控制計(jì)算機(jī)MARKI古典計(jì)算機(jī)時(shí)代的典型成果返回第8頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論9第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC現(xiàn)代計(jì)算機(jī)時(shí)代的典型成果

第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC1946年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，讀作“埃尼阿克”）在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制成功。5000次加法/秒體重30噸占地170m218800只電子管1500個(gè)繼電器功率150KW第9頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論10現(xiàn)代計(jì)算機(jī)時(shí)代的典型成果晶體管計(jì)算機(jī)晶體管與電子管的比較：體積比電子管小很多耗電大大降低穩(wěn)定性有很大提高電子管實(shí)物晶體管實(shí)物1955年，貝爾實(shí)驗(yàn)室使用800只晶體管組裝了世界上第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC。(TransistorDigitalComputer)第10頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論11現(xiàn)代計(jì)算機(jī)時(shí)代的典型成果集成電路計(jì)算機(jī)集成電路與晶體管的比較：集成電路實(shí)物晶體管實(shí)物1964年4月7日，在IBM公司成立50周年之際，由年僅40歲的吉恩·阿姆達(dá)爾(Gene

Amdahl)擔(dān)任主設(shè)計(jì)師，歷時(shí)四年研發(fā)的IBM360計(jì)算機(jī)問(wèn)世，標(biāo)志著第三代計(jì)算機(jī)的全面登場(chǎng)，這也是IBM歷史上最為成功的機(jī)型之一。第11頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論12現(xiàn)代計(jì)算機(jī)時(shí)代的典型成果大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)

1971年，Intel公司宣稱，他們首創(chuàng)了一種“開啟集成電路新紀(jì)元”的半導(dǎo)體芯片，即第一塊微處理器芯片4004。所謂微處理器芯片是將CPU集成在一塊芯片上。第12頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論13現(xiàn)代計(jì)算機(jī)時(shí)代1946-至今現(xiàn)代計(jì)算機(jī)時(shí)代第一代（1946年~1956年）：電子管計(jì)算機(jī)第二代（1957年~1964年）：晶體管計(jì)算機(jī)第三代（1965年~1970年）：小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)第四代（1971年~1990年）：超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)第五代（1991年至今）：以互聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志的信息系統(tǒng)第13頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論14現(xiàn)代計(jì)算機(jī)時(shí)代第14頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論15主要特點(diǎn)邏輯元件——電子管主存——磁鼓輔存——磁帶軟件——機(jī)器語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言應(yīng)用——科學(xué)計(jì)算主要成就數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，揭開了人類歷史新篇章。1946年6月，馮·諾依曼提出了“存儲(chǔ)程序”的概念以及計(jì)算機(jī)組成和框架，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。第一代電子計(jì)算機(jī)第15頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論16主要特點(diǎn)邏輯元件——晶體管主存——磁芯輔存——磁盤軟件——高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)應(yīng)用——除科學(xué)計(jì)算外，已應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制主要成就首次將晶體管用于計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)縮小了體積，減低了功耗，提高了速度和可靠性。發(fā)明了高級(jí)語(yǔ)言。首次提出了計(jì)算機(jī)的兼容問(wèn)題，包括硬件兼容和軟件兼容。第二代電子計(jì)算機(jī)第16頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論17主要特點(diǎn)邏輯元件——集成電路主存——半導(dǎo)體輔存——磁盤軟件——高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)應(yīng)用——除科學(xué)計(jì)算外，數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制主要成就IBM公司首次提出了系列機(jī)的概念，圓滿地解決了計(jì)算機(jī)兼容的問(wèn)題，典型代表是IBM360系列機(jī)。控制器設(shè)計(jì)使用微程序控制技術(shù)，使控制器的設(shè)計(jì)規(guī)整化。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想成熟，軟硬件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。第三代電子計(jì)算機(jī)第17頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論18主要特點(diǎn)邏輯元件——大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路（LSI/VLSI）主存——LSI/VLSI半導(dǎo)體芯片輔存——磁盤、光盤軟件——高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)應(yīng)用——科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制，并進(jìn)入以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征的應(yīng)用時(shí)代第四代電子計(jì)算機(jī)第18頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論19主要成就1971年Intel公司成功地研制出了4004微處理器芯片。從此，隨著LSI/VLSI技術(shù)的發(fā)展，微處理器每隔兩三年就有一個(gè)新的產(chǎn)品問(wèn)世，至今已發(fā)展到486、586、Itanium、IntelCore2。微型計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，典型代表是IBMPC。面向?qū)ο?、可視化程序設(shè)計(jì)概念出現(xiàn)；軟件產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)，各種實(shí)用軟件層出不窮，極大地方便了用戶。計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)把世界緊密地聯(lián)系在一起。多媒體技術(shù)崛起，計(jì)算機(jī)集圖像、圖形、聲音、文字處理于一體，與之對(duì)應(yīng)的信息高速公路正在緊鑼密鼓地籌劃實(shí)施當(dāng)中。第四代電子計(jì)算機(jī)第19頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論20電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史總結(jié)起止年代主要元件主要元件圖例速度（次/秒）特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域第一代1946年～20世紀(jì)50年代末電子管5千～1萬(wàn)次體積巨大，運(yùn)算速度較低，耗電量大，存儲(chǔ)容量小；主要用來(lái)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算第二代20世紀(jì)50年代中～20世紀(jì)60年代中晶體管幾萬(wàn)～幾十萬(wàn)次體積減少，耗電較少，運(yùn)算速度較高，價(jià)格下降；不僅用于科學(xué)計(jì)算，還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)管理，并逐漸用于工業(yè)控制第三代20世紀(jì)60年代中～20世紀(jì)70年代初中、小規(guī)模集成電路幾十萬(wàn)～幾百萬(wàn)次體積、功耗進(jìn)一步減少，可靠性和速度進(jìn)一步提高；應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓展到文字處理、企業(yè)管理、自動(dòng)控制、城市交通管理等方面第四代20世紀(jì)70年代初～至今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路幾千萬(wàn)～幾百萬(wàn)億次性能大幅度提高，價(jià)格大幅度下降，廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)方面，進(jìn)入辦公室和家庭；在辦公室自動(dòng)化、電子編輯排版、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、專家系統(tǒng)等領(lǐng)域中大顯身手第20頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論21第五代電子計(jì)算機(jī)從20世紀(jì)80年代開始，日本、美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家都宣布開始新一代計(jì)算機(jī)的研究。人們普遍認(rèn)為新一代計(jì)算機(jī)應(yīng)該是智能型的，它能模擬人的智能行為，理解人類自然語(yǔ)言，并繼續(xù)向著微型化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。綜合起來(lái)大概有以下幾個(gè)研究方向。人工智能計(jì)算機(jī)巨型計(jì)算機(jī)多處理機(jī)激光計(jì)算機(jī)超導(dǎo)計(jì)算機(jī)生物晶體計(jì)算機(jī)（DNA計(jì)算機(jī)）量子計(jì)算第21頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論22普適計(jì)算什么是普適計(jì)算

普適計(jì)算示意圖2普適計(jì)算示意圖1計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)在普適計(jì)算時(shí)代，計(jì)算機(jī)主要不是以單獨(dú)的計(jì)算設(shè)備的形態(tài)出現(xiàn)，二是將嵌入式處理器、存儲(chǔ)器、通信模塊和傳感器集成在一起，以信息設(shè)備的形式出現(xiàn)。第22頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論23普適計(jì)算的特征（1）user-centeric：以人為中心的計(jì)算。（2）invisibility：不可見的計(jì)算。（3）accessanythingbyanybodyviaanydevices,anywhereanytime：在任何時(shí)間和地點(diǎn)，可通過(guò)任何設(shè)備，訪問(wèn)任何信息。（4）hundredsofhandheldandwearablecomputers：許多手持式和可穿戴式計(jì)算機(jī)。（5）hundredsofwirelesscomputingdevicesperpersonperoffice,ofallscales：大量遍布在每個(gè)辦公室、每個(gè)人的，各種規(guī)格的無(wú)線計(jì)算設(shè)備。（6）hundredsofdevicestosenseandcontrolappliances：許多傳感設(shè)備和控制設(shè)備。

計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)第23頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論24普適計(jì)算典型項(xiàng)目（1）麻省理工學(xué)院的Oxygen項(xiàng)目（2）Microsoft公司的EasyLiving項(xiàng)目（3）AT&T實(shí)驗(yàn)室和英國(guó)劍橋大學(xué)合作的研究項(xiàng)目SentientComputing（4）卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Aura項(xiàng)目（5）喬治亞理工學(xué)院的TheAwareHouse項(xiàng)目喬治亞理工學(xué)院的TheAwareHouse計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)第24頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論25計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)摩爾定律微芯片上集成的晶體管數(shù)目每三年翻兩番第25頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論26計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)第26頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)我國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展第27頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論28我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展

古典時(shí)代：

在早期計(jì)算工具和算學(xué)理論的發(fā)明創(chuàng)造方面，中國(guó)曾取得極其輝煌的成就：

第28頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論29中國(guó)古代經(jīng)典發(fā)明創(chuàng)造：我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展第29頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論30中國(guó)古代經(jīng)典發(fā)明創(chuàng)造：中國(guó)古代用陽(yáng)、陰兩爻構(gòu)成的八卦，被認(rèn)為是世界上最早的二進(jìn)制表示法由八卦演變而來(lái)的算術(shù)羅經(jīng)我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展第30頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論31近現(xiàn)代：

1958年研制出第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)1964年研制出第二代晶體管計(jì)算機(jī)1971年研制出第三代集成電路計(jì)算機(jī)1977年研制出第一臺(tái)微機(jī)DJS0501983年研制成功銀河億次機(jī)（第四代計(jì)算機(jī)）2002年9月研制成功“深騰1800”計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度超過(guò)1萬(wàn)億次/秒2003年12月，我國(guó)自主研發(fā)出國(guó)內(nèi)最快、世界第三的10萬(wàn)億次曙光4000A高性能計(jì)算機(jī)

我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展第31頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論32我國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展存在的問(wèn)題（1）自主創(chuàng)新能力不足；（2）核心技術(shù)缺失（CPU制造技術(shù)，高科技材料技術(shù)，操作系統(tǒng)技術(shù)，高性能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器技術(shù)）；（3）發(fā)展體制存在缺陷；（4）相關(guān)法律法規(guī)不夠健全，缺乏法律意識(shí)；我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展第32頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)奠定計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物及思想第33頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論34邏輯代數(shù)創(chuàng)始人，英國(guó)數(shù)學(xué)家——喬治·布爾(GeorgeBoole，1815-1864)奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想1.3.1布爾及邏輯代數(shù)第34頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論35奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想信息論創(chuàng)始人，美國(guó)科學(xué)家——

克勞德·香農(nóng)(ClaudeShannon，1916-2001)1.3.2香龍及計(jì)算機(jī)開關(guān)電路第35頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論361.3.3圖靈、圖靈機(jī)及圖靈測(cè)試

圖靈是計(jì)算機(jī)邏輯的奠基者，許多人工智能的重要方法也源自這位偉大的科學(xué)家：24歲，提出圖靈機(jī)理論；31歲，參與Colossus（二戰(zhàn)時(shí)英國(guó)破解德國(guó)通信密碼的計(jì)算機(jī)）的研制；33歲，構(gòu)思了仿真系統(tǒng)；35歲，提出自動(dòng)程序設(shè)計(jì)概念；38歲，設(shè)計(jì)了“圖靈測(cè)試”；在后來(lái)還創(chuàng)造了一門新學(xué)科——非線性力學(xué)；……計(jì)算機(jī)與人工智能之父，英國(guó)數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家——阿蘭·圖靈（AlanTuring，1912-1954）奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想第36頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論371.3.3圖靈、圖靈機(jī)及圖靈測(cè)試1.圖靈機(jī)1936年5月28日，圖靈向倫敦權(quán)威的數(shù)學(xué)雜志投了一篇論文，題為“論可計(jì)算數(shù)及其在判定問(wèn)題上的應(yīng)用”(OnComputableNumbers,withanApplicationtotheEntscheidungsproblem)。在這篇開創(chuàng)性的論文中，圖靈給“可計(jì)算性”下了一個(gè)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)定義，并提出著名的“圖靈機(jī)(TuringMachine)”的設(shè)想。圖靈機(jī)模型示意圖奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想第37頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論381.3.3圖靈、圖靈機(jī)及圖靈測(cè)試2.圖靈測(cè)試1950年10月，圖靈發(fā)表一篇題為“計(jì)算機(jī)器與智能”(Computingmachineryandintelligence)的論文，成為劃時(shí)代之作。在這篇論文里，圖靈第一次提出“機(jī)器思維”的概念。他還對(duì)智能問(wèn)題從行為主義的角度給出了定義，由此提出一假想：一個(gè)人在不接觸對(duì)方的情況下，通過(guò)一種特殊的方式，和對(duì)方進(jìn)行一系列的問(wèn)答，如果在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，他無(wú)法根據(jù)這些問(wèn)題判斷對(duì)方是人還是計(jì)算機(jī)，那么，就可以認(rèn)為這個(gè)計(jì)算機(jī)具有同人相當(dāng)?shù)闹橇?，即這臺(tái)計(jì)算機(jī)是能思維的。這就是著名的“圖靈測(cè)試”（TuringTesting）。奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想第38頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論391.3.3圖靈、圖靈機(jī)及圖靈測(cè)試3.圖靈獎(jiǎng)為紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域做出的巨大貢獻(xiàn)，國(guó)際計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)(AssociationforComputingMachinery，ACM)于1966年開始設(shè)立圖靈獎(jiǎng)(TuringAward)，這是計(jì)算機(jī)界最負(fù)盛名的獎(jiǎng)項(xiàng)，有“計(jì)算機(jī)界諾貝爾獎(jiǎng)”之稱。首位華人獲獎(jiǎng)?wù)摺?000年圖靈獎(jiǎng)得主，姚期智首位女性獲獎(jiǎng)?wù)摺?006年圖靈獎(jiǎng)得主，法蘭西斯·艾倫姚期智法蘭西斯·艾倫(FrancesAllen)奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想第39頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論40被“遺忘”的電子計(jì)算機(jī)之父

——約翰·阿塔納索夫（JohnAtanasoff，1903-1995）存放在衣阿華州立大學(xué)的ABC計(jì)算機(jī)(Atanasoff-BerryComputer)奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想1.3.4阿塔納索夫及ABC計(jì)算機(jī)第40頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論411.3.5維納及計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)五原則維納提出的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)五原則：不是模擬式，而是數(shù)字式；由電子元件構(gòu)成，盡量減少機(jī)械部件；采用二進(jìn)制，而不是十進(jìn)制；內(nèi)部存放計(jì)算表；在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?！揪S納1943年在所發(fā)表的論文“行為、目的和目的論”（Behavior,purpose,andteleology.Phil.Sci.10(1943).）中，首次提出了“控制論”這個(gè)概念。1948年維納在麻省理工學(xué)院出版社（MITPress）出版了里程碑式的著作《控制論——?jiǎng)游锖蜋C(jī)器中的通信與控制問(wèn)題》（Cybernetics:OrtheControlandCommunicationintheAnimalandtheMachine.Cambridge），為控制論奠定了理論基礎(chǔ)，標(biāo)志著它的正式誕生?！靠刂普搫?chuàng)始人——諾伯特·維納（NorbertWiener，1894-1964）奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想第41頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論421.3.6馮·諾伊曼及馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)1945年6月30日，馮·諾依曼發(fā)表“101頁(yè)報(bào)告”——FirstDraftofaReportontheEDVAC；1946年7、8月間，馮·諾依曼又提出了一個(gè)更加完善的設(shè)計(jì)報(bào)告“電子計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)初探”（Preliminarydiscussionofthethelogicaldesignofanelectroniccomputinginstrument）?，F(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)之父——馮·諾伊曼這兩篇報(bào)告的綜合設(shè)計(jì)思想，便是著名的“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)（vonNeumannArchitecture）”。報(bào)告明確指出：采用二進(jìn)制，不但數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制，指令也采用二進(jìn)制；計(jì)算機(jī)由5部分構(gòu)成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出裝置；程序由指令組成并和數(shù)據(jù)一起存放在存儲(chǔ)器中，機(jī)器按程序指定的邏輯順序，把指令從存儲(chǔ)器中讀出來(lái)并逐條執(zhí)行，從而自動(dòng)完成程序描述的處理工作。(即，“存儲(chǔ)程序”思想)奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想第42頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論431.3.6馮·諾伊曼及馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)注意：ENIAC并不是基于“存儲(chǔ)程序”工作的計(jì)算機(jī)！第一臺(tái)“存儲(chǔ)程序”電子計(jì)算機(jī)——EDSAC，英國(guó)劍橋大學(xué)教授威爾克斯主持。下面機(jī)器是較早實(shí)現(xiàn)“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)”、按照“存儲(chǔ)程序＋程序控制”工作的計(jì)算機(jī)：IAS——馮·諾依曼主持EDVAC——馮·諾依曼主持EDSAC——莫里斯·威爾克斯主持馮·諾伊曼及IAS機(jī)EDVAC奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的重要人物和思想第43頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)計(jì)算機(jī)的類別第44頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論45計(jì)算機(jī)的類別微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）第45頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論46計(jì)算機(jī)的類別微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）是通用計(jì)算機(jī)。通常是由一個(gè)用戶來(lái)使用（單用戶，Single-user）。配有文字、聲音、圖象等輸入輸出設(shè)備?？赏ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)與其他計(jì)算機(jī)相聯(lián)。高檔臺(tái)式機(jī)可充當(dāng)服務(wù)器。第46頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論47計(jì)算機(jī)的類別微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）功能與臺(tái)式機(jī)類似。一體化結(jié)構(gòu)。耗電更少，并配有電池，可在沒(méi)有交流電源的場(chǎng)合使用?？裳b在文件包中。第47頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論48計(jì)算機(jī)的類別微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）以聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志。計(jì)算能力比臺(tái)式機(jī)更強(qiáng)，特別是在圖形處理方面。價(jià)格比臺(tái)式機(jī)高得多。隨著臺(tái)式機(jī)能力的不斷提高，有可能被臺(tái)式機(jī)所替代。第48頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論49計(jì)算機(jī)的類別微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）向用戶提供專門的功能?？侩姵毓╇姟？裳b在衣袋中。有些已具有無(wú)線通信能力。是嵌入式計(jì)算機(jī)的一類。第49頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論50計(jì)算機(jī)的類別微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）具有比微機(jī)更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。多個(gè)用戶可以同時(shí)使用（多用戶，Multi-user）。目前主要用作服務(wù)器。第50頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論51計(jì)算機(jī)的類別微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）具有比小型機(jī)更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。價(jià)格比小型機(jī)高。在銀行等最早使用計(jì)算機(jī)的行業(yè)中廣泛使用。第51頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論52計(jì)算機(jī)的類別微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）擁有最強(qiáng)的并行計(jì)算能力，主要用于科學(xué)計(jì)算。在氣象、軍事、能源等領(lǐng)域承擔(dān)大規(guī)模、高速度的計(jì)算任務(wù)。趨勢(shì)是用許多臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)。第52頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論53計(jì)算機(jī)的類別微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）具有面向特定電子設(shè)備的專門計(jì)算能力。一般被嵌入在特定的電子設(shè)備中，直接控制電子設(shè)備。具有廣泛的發(fā)展前途。第53頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)計(jì)算機(jī)與社會(huì)問(wèn)題第54頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論55計(jì)算機(jī)與社會(huì)問(wèn)題：

計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和迅猛發(fā)展給人類社會(huì)帶來(lái)了很多新問(wèn)題。在倫理上，人們面臨著許多挑戰(zhàn)傳統(tǒng)社會(huì)行為準(zhǔn)則的抉擇。在科學(xué)上，計(jì)算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用應(yīng)該規(guī)范到什么程度？在哲學(xué)上，人們開始了智能行為的存在與智能本身存的爭(zhēng)論。同時(shí)，整個(gè)社會(huì)也在討論：新的計(jì)算機(jī)應(yīng)用是代表新的自由還是新的控制？計(jì)算機(jī)與社會(huì)問(wèn)題第55頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7/11/200910:11AM第0章緒論56計(jì)算機(jī)發(fā)展所帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題（1）人們的生產(chǎn)與生活越來(lái)越依賴計(jì)算機(jī)（圖1）；（2）對(duì)人類社會(huì)傳統(tǒng)的社會(huì)倫理觀念產(chǎn)生重大影響（圖2）；（3）計(jì)