计算机应用基础教学课件作者陈玉和计算机应用基础01.ppt

·莫齐利(JohnMauchlv)和工程师普雷斯伯·埃克特()领导研制的,取名为ENIAC(umericalIntergratorAndCalculator)的计算机,如图1-1所示。这台计算机1943年开始研制,完成于1946年,它占地面积达170平方米,总体积约90立方米,重量达30吨,功率为150千瓦,耗资45万美元,共使用了近18000万个电子管、1500个继电器以及其他器件。在工作时这些管子像2万只点着的灯泡。ENIAC主要用来进行弹道计算的数值分析,用十进制进行计算,,比机电式计算机快1000倍。ENIAC的最大特点是采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和储存信息。它能够在一天内完成几千万次乘法,大约相当于一个人用台式计算机操作40年的工作量。当ENIAC公开展出时,用20秒钟就能算出一条炮弹的轨道,比炮弹本身的飞行速度还快,一度被誉为“比炮弹还要快的计算机”。ENIAC的功能虽远不如今天的计算机,但它是第一台正式投人使用的计算机。它的诞生是人类文明史上的一次飞跃,它宣告了计算机时代的到来。从第一台计算机问世至今,不过60多年,计算机技术以惊人的速度发展,其系统结构不断变化。人们根据计算机所采用的电子器种类,,习惯上称为四代,见表1-1。在推动计算机发展的诸要素中,电子器件的更新是计算机划分时代的最重要的标志。(1946-1957年)这期间计算机基础电子器件采用电子管,运算速度为每秒数千次至数万次,程序设计语言处于低级阶段,主要采用机器语言,应用范围只用于科学计算和军事目的。其特点为体积大、速度慢、消耗高、故障多、造价昂贵。(1958-1964年)在这一阶段,计算机的基础电子器件是晶体管,,运算速度一般为每秒10万次,高达几百万次,同时,计算机软件有了较大发展,采用监控程序,出现了如COBOL,Fortran等高级语言。计算机应用不再限于科学和军事方面,还用于数据处理、工程设计、过程控制等领域。与第一代计算机相比,晶体管计算机有体积小、成本低、功能强、耗电小、可靠性高等优点。(1965-1971年)由于电子制造工业的发展,计算机的基础电子器件改为中、小规模集成电路。在几平方毫米的单晶体硅片上,可以集成几十个甚至几百个晶体管的逻辑电路,内存储器使用性能更好的半导体存储器,存储容量有了大幅度提高,运算速度提高到每秒几十万次到几百万次,,出现了操作系统和编译系统,并出现了多种程序设计语言,如人机对话式的BASIC语言等。集成电路计算机与晶体管计算机相比,其体积更小、速度更快、稳定性更强、应用范围更广。、超大规模集成电路时代(1972年至现在)随着半导体技术的发展,集成度越来越高。第四代计算机采用大规模、超大规模集成电路作为其主要功能部件,内存储器使用集成度更高的半导体存储器,计算速度可达每秒几百万次至数亿次。这一时期的计算机无论是在体系结构方面还是在软件技术方面都有较大提高,并行处理、多机系统、计算机网络均得到发展,软件更加丰富,出现了数据库系统、分布式操作和各种实用软件。其应用范围急剧扩展,、工业控制、辅助设计、图像识别、语言识别等,渗透人类社会各个领域,并且进入了家庭。20世纪80年代初,科学家开始研制新一代智能计算机。其核心思想是把程序设计变为逻辑设计,突出冯·诺依曼式计算机的体系结构,不仅要求提高计算机运算速度,更主要的是要求计算机更多地替代人脑的功能,在极短的时间内做出更多的逻辑判断,使计算机能像人一样具有听、说、看、思考等功能。它研究的应用领域包括:模式识别、自然语言的理解和生成、自动定理证明、联想与思维机理、数据智能检索、专家系统、自动程序设计等。科学家们在研制智能计算机的同时,也开始探索更新一代的计算机:。它们不再采用传统的电子元件,光电子计算机采用光技术和光电子器件,生物电子计算机采用生物芯片,以生物工程技术产生的蛋白分子为主要材料。目前使用的计算机仍是冯·诺依曼式计算机,非冯·诺依曼式的新一代计算机还不成熟。