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1、第12章计算机技术本讲稿第一页，共五十七页18331833年，巴贝奇构想了一种新型的分年，巴贝奇构想了一种新型的分年，巴贝奇构想了一种新型的分年，巴贝奇构想了一种新型的分析机析机析机析机(AnalyficalEngine)(AnalyficalEngine)。该分析机。该分析机。该分析机。该分析机由四个基本部件构成：存储库、运由四个基本部件构成：存储库、运由四个基本部件构成：存储库、运由四个基本部件构成：存储库、运算室、传送机构和送入取出机构。算室、传送机构和送入取出机构。算室、传送机构和送入取出机构。算室、传送机构和送入取出机构。因此说，因此说，因此说，因此说，巴贝奇的分析机的重大贡巴贝奇的
2、分析机的重大贡巴贝奇的分析机的重大贡巴贝奇的分析机的重大贡献在于它包括了现代计算机的五献在于它包括了现代计算机的五献在于它包括了现代计算机的五献在于它包括了现代计算机的五大装置：输入、控制、运算、存大装置：输入、控制、运算、存大装置：输入、控制、运算、存大装置：输入、控制、运算、存储和输出装置。储和输出装置。储和输出装置。储和输出装置。目前，国际计算目前，国际计算目前，国际计算目前，国际计算机界公认巴贝奇为当之无愧的计机界公认巴贝奇为当之无愧的计机界公认巴贝奇为当之无愧的计机界公认巴贝奇为当之无愧的计算机之父。算机之父。算机之父。算机之父。后人根据图纸制造的巴贝奇分析机，后人根据图纸制造的巴贝
3、奇分析机，后人根据图纸制造的巴贝奇分析机，后人根据图纸制造的巴贝奇分析机，与预期运算能力相当与预期运算能力相当与预期运算能力相当与预期运算能力相当本讲稿第二页，共五十七页12.212.2 计算机时代的开始计算机时代的开始在在在在20202020世纪人类创造的新技术革命中，最耀眼、最辉煌的也许莫世纪人类创造的新技术革命中，最耀眼、最辉煌的也许莫世纪人类创造的新技术革命中，最耀眼、最辉煌的也许莫世纪人类创造的新技术革命中，最耀眼、最辉煌的也许莫过于电子计算机了。正是由于它的诞生，在工业革命时代刚刚过于电子计算机了。正是由于它的诞生，在工业革命时代刚刚过于电子计算机了。正是由于它的诞生，在工业革命时
4、代刚刚过于电子计算机了。正是由于它的诞生，在工业革命时代刚刚从体力中解放出来的人类又开始走向一个智力解放的崭新时代从体力中解放出来的人类又开始走向一个智力解放的崭新时代从体力中解放出来的人类又开始走向一个智力解放的崭新时代从体力中解放出来的人类又开始走向一个智力解放的崭新时代计算机时代。计算机时代。计算机时代。计算机时代。本讲稿第三页，共五十七页12.2.1 12.2.1 12.2.1 12.2.1 电子管的发明与最初的尝试电子管的发明与最初的尝试电子管的发明与最初的尝试电子管的发明与最初的尝试18841884年，爱迪生发现了碳棒灯年，爱迪生发现了碳棒灯年，爱迪生发现了碳棒灯年，爱迪生发现了碳
5、棒灯泡照明过程中的热电子放射现泡照明过程中的热电子放射现泡照明过程中的热电子放射现泡照明过程中的热电子放射现象，即象，即象，即象，即“爱迪生效应爱迪生效应爱迪生效应爱迪生效应”。19041904年，英国人弗莱明发明了真空年，英国人弗莱明发明了真空年，英国人弗莱明发明了真空年，英国人弗莱明发明了真空二极管。他的发明得益于爱迪生发二极管。他的发明得益于爱迪生发二极管。他的发明得益于爱迪生发二极管。他的发明得益于爱迪生发现的现的现的现的“爱迪生效应爱迪生效应爱迪生效应爱迪生效应”。本讲稿第四页，共五十七页19061906年，美国人德弗雷斯特发明年，美国人德弗雷斯特发明年，美国人德弗雷斯特发明年，美国
6、人德弗雷斯特发明了电子三极管。德弗雷斯特因发了电子三极管。德弗雷斯特因发了电子三极管。德弗雷斯特因发了电子三极管。德弗雷斯特因发明三极管而被称为明三极管而被称为明三极管而被称为明三极管而被称为“无线电之父无线电之父无线电之父无线电之父”。19391939年，阿塔纳索夫设计年，阿塔纳索夫设计年，阿塔纳索夫设计年，阿塔纳索夫设计并试制数字电子计算机的样并试制数字电子计算机的样并试制数字电子计算机的样并试制数字电子计算机的样机机机机“ABCABC机机机机”，但未能完，但未能完，但未能完，但未能完工。工。工。工。本讲稿第五页，共五十七页12.2.2 12.2.2 12.2.2 12.2.2 战火催生的
7、庞然大物战火催生的庞然大物战火催生的庞然大物战火催生的庞然大物ENIACENIACENIACENIAC的诞生的诞生的诞生的诞生 二战爆发后，美国陆军军械部二战爆发后，美国陆军军械部二战爆发后，美国陆军军械部二战爆发后，美国陆军军械部为研制和开发新型大炮，在马为研制和开发新型大炮，在马为研制和开发新型大炮，在马为研制和开发新型大炮，在马里兰州的阿伯丁设立了里兰州的阿伯丁设立了里兰州的阿伯丁设立了里兰州的阿伯丁设立了“弹道弹道弹道弹道研究实验室研究实验室研究实验室研究实验室”。埃克特（右）和莫克利（左）埃克特（右）和莫克利（左）埃克特（右）和莫克利（左）埃克特（右）和莫克利（左）本讲稿第六页，共五
8、十七页 为了解决繁重的计算问题，宾夕法尼亚大学莫尔电机学院的莫为了解决繁重的计算问题，宾夕法尼亚大学莫尔电机学院的莫为了解决繁重的计算问题，宾夕法尼亚大学莫尔电机学院的莫为了解决繁重的计算问题，宾夕法尼亚大学莫尔电机学院的莫克利博士提出了试制第一台电子计算机的设想。按照科学家们克利博士提出了试制第一台电子计算机的设想。按照科学家们克利博士提出了试制第一台电子计算机的设想。按照科学家们克利博士提出了试制第一台电子计算机的设想。按照科学家们的估计，制造一台电子计算机所需的经费为的估计，制造一台电子计算机所需的经费为的估计，制造一台电子计算机所需的经费为的估计，制造一台电子计算机所需的经费为1515
9、万美元，这在万美元，这在万美元，这在万美元，这在当时是一笔巨款，因此遭到了军方内部很多人的坚决反对。当时是一笔巨款，因此遭到了军方内部很多人的坚决反对。当时是一笔巨款，因此遭到了军方内部很多人的坚决反对。当时是一笔巨款，因此遭到了军方内部很多人的坚决反对。然而，美国著名数学家维伯伦博士坚定地站到了支持者的行然而，美国著名数学家维伯伦博士坚定地站到了支持者的行然而，美国著名数学家维伯伦博士坚定地站到了支持者的行然而，美国著名数学家维伯伦博士坚定地站到了支持者的行列里，他最终说服了美国军方。列里，他最终说服了美国军方。列里，他最终说服了美国军方。列里，他最终说服了美国军方。经过两年多的紧张研制，第
10、一台电子计算机终于在经过两年多的紧张研制，第一台电子计算机终于在1946194619461946年年年年2 2 2 2月月月月1414日问世。埃克特和莫克利也因共同研制成功日问世。埃克特和莫克利也因共同研制成功日问世。埃克特和莫克利也因共同研制成功日问世。埃克特和莫克利也因共同研制成功ENIACENIAC而名而名而名而名垂青史。垂青史。垂青史。垂青史。本讲稿第七页，共五十七页“ENIAC”ENIAC”ENIAC”ENIAC”内部有成千上万个内部有成千上万个内部有成千上万个内部有成千上万个电子管、二极管、电阻器等元电子管、二极管、电阻器等元电子管、二极管、电阻器等元电子管、二极管、电阻器等元件，
11、电路的焊接点多达件，电路的焊接点多达件，电路的焊接点多达件，电路的焊接点多达50505050万个；万个；万个；万个；在机器表面，则布满电表、电在机器表面，则布满电表、电在机器表面，则布满电表、电在机器表面，则布满电表、电线和指示灯。它的耗电量超过线和指示灯。它的耗电量超过线和指示灯。它的耗电量超过线和指示灯。它的耗电量超过174174174174千瓦小时，使用时全镇的电千瓦小时，使用时全镇的电千瓦小时，使用时全镇的电千瓦小时，使用时全镇的电灯都会变暗。灯都会变暗。灯都会变暗。灯都会变暗。世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机“ENIAC”ENI
12、AC”诞生在情人节诞生在情人节诞生在情人节诞生在情人节本讲稿第八页，共五十七页 然而，然而，然而，然而，“埃尼阿克埃尼阿克埃尼阿克埃尼阿克”的计算速度却是手工计算的的计算速度却是手工计算的的计算速度却是手工计算的的计算速度却是手工计算的20202020万倍、继电器计万倍、继电器计万倍、继电器计万倍、继电器计算机的算机的算机的算机的1000100010001000倍。美国军方也从中尝到了甜头，因为它计算炮弹弹道倍。美国军方也从中尝到了甜头，因为它计算炮弹弹道倍。美国军方也从中尝到了甜头，因为它计算炮弹弹道倍。美国军方也从中尝到了甜头，因为它计算炮弹弹道只需要只需要只需要只需要3 3 3 3秒钟，
13、而在此之前，则需要秒钟，而在此之前，则需要秒钟，而在此之前，则需要秒钟，而在此之前，则需要200200200200人手工计算两个月。除了人手工计算两个月。除了人手工计算两个月。除了人手工计算两个月。除了常规的弹道计算外，它后来还涉及诸多的科研领域，曾在第常规的弹道计算外，它后来还涉及诸多的科研领域，曾在第常规的弹道计算外，它后来还涉及诸多的科研领域，曾在第常规的弹道计算外，它后来还涉及诸多的科研领域，曾在第一颗原子弹的研制过程中发挥了重要作用。一颗原子弹的研制过程中发挥了重要作用。一颗原子弹的研制过程中发挥了重要作用。一颗原子弹的研制过程中发挥了重要作用。本讲稿第九页，共五十七页12.2.3
14、12.2.3 12.2.3 12.2.3 冯冯冯冯 诺伊曼与诺伊曼与诺伊曼与诺伊曼与EDVACEDVACEDVACEDVAC1945194519451945年年年年6 6 6 6月，冯月，冯月，冯月，冯诺依曼与戈德斯坦、勃克斯诺依曼与戈德斯坦、勃克斯诺依曼与戈德斯坦、勃克斯诺依曼与戈德斯坦、勃克斯等人，联名发表了一篇长达等人，联名发表了一篇长达等人，联名发表了一篇长达等人，联名发表了一篇长达101101101101页纸的报告页纸的报告页纸的报告页纸的报告关于关于关于关于EDVACEDVACEDVACEDVAC的报告草案的报告草案的报告草案的报告草案，即计算机史上著，即计算机史上著，即计算机史上
15、著，即计算机史上著名的名的名的名的“101“101“101“101页报告页报告页报告页报告”，直到今天，仍然被认为，直到今天，仍然被认为，直到今天，仍然被认为，直到今天，仍然被认为是现代电脑科学发展里程碑式的文献。是现代电脑科学发展里程碑式的文献。是现代电脑科学发展里程碑式的文献。是现代电脑科学发展里程碑式的文献。现代计算机之父冯现代计算机之父冯现代计算机之父冯现代计算机之父冯 诺伊曼诺伊曼诺伊曼诺伊曼本讲稿第十页，共五十七页 报告明确规定出计算机的五大部件，并用二进制替代十进制运算。报告明确规定出计算机的五大部件，并用二进制替代十进制运算。报告明确规定出计算机的五大部件，并用二进制替代十进制
16、运算。报告明确规定出计算机的五大部件，并用二进制替代十进制运算。EDVACEDVACEDVACEDVAC方案的革命意义在于方案的革命意义在于方案的革命意义在于方案的革命意义在于“存储程序存储程序存储程序存储程序”，以便电脑自动依次执行指令，以便电脑自动依次执行指令，以便电脑自动依次执行指令，以便电脑自动依次执行指令。EDVACEDVACEDVACEDVAC方案的主要内容是确定了计算机由方案的主要内容是确定了计算机由方案的主要内容是确定了计算机由方案的主要内容是确定了计算机由 (1)(1)(1)(1)运算器运算器运算器运算器 (2)(2)(2)(2)控制器控制器控制器控制器 (3)(3)(3)(
17、3)存储器存储器存储器存储器 (4)(4)(4)(4)输入输入输入输入 (5)(5)(5)(5)输出输出输出输出 等五部分组成，等五部分组成，等五部分组成，等五部分组成，明确地反映出现代电子数字计算机的存储程序控制工作明确地反映出现代电子数字计算机的存储程序控制工作明确地反映出现代电子数字计算机的存储程序控制工作明确地反映出现代电子数字计算机的存储程序控制工作原理和基本结构，对以后计算机的发展产生了深远的影响。原理和基本结构，对以后计算机的发展产生了深远的影响。原理和基本结构，对以后计算机的发展产生了深远的影响。原理和基本结构，对以后计算机的发展产生了深远的影响。本讲稿第十一页，共五十七页12
18、.2.4 12.2.4 12.2.4 12.2.4 第一代计算机第一代计算机第一代计算机第一代计算机在计算机技术的发展历史上，人们把根据在计算机技术的发展历史上，人们把根据在计算机技术的发展历史上，人们把根据在计算机技术的发展历史上，人们把根据EDVACEDVAC设计方案设计方案设计方案设计方案制造出来的电子管计算机称为第一代计算机。制造出来的电子管计算机称为第一代计算机。制造出来的电子管计算机称为第一代计算机。制造出来的电子管计算机称为第一代计算机。莫克利和埃克特再次联袂制造的莫克利和埃克特再次联袂制造的莫克利和埃克特再次联袂制造的莫克利和埃克特再次联袂制造的UNIVACUNIVAC，于，于
19、，于，于19511951年年年年6 6月月月月1414日正式移交给了美国日正式移交给了美国日正式移交给了美国日正式移交给了美国人口普查局使用。人口普查局使用。人口普查局使用。人口普查局使用。这台机器是第一代电子这台机器是第一代电子这台机器是第一代电子这台机器是第一代电子管计算机趋于成熟的标志。它标志着人类管计算机趋于成熟的标志。它标志着人类管计算机趋于成熟的标志。它标志着人类管计算机趋于成熟的标志。它标志着人类社会从此进入了计算机时代，因为电脑最社会从此进入了计算机时代，因为电脑最社会从此进入了计算机时代，因为电脑最社会从此进入了计算机时代，因为电脑最终走出了科学家的实验室，直接为千百万终走出
20、了科学家的实验室，直接为千百万终走出了科学家的实验室，直接为千百万终走出了科学家的实验室，直接为千百万人民大众事业服务。人民大众事业服务。人民大众事业服务。人民大众事业服务。本讲稿第十二页，共五十七页19511951年冯年冯年冯年冯 诺伊曼担任诺伊曼担任诺伊曼担任诺伊曼担任IBMIBMIBMIBM公司顾问后，公司顾问后，公司顾问后，公司顾问后，IBMIBMIBMIBM公司进入了存储程序电公司进入了存储程序电公司进入了存储程序电公司进入了存储程序电子计算机市场子计算机市场子计算机市场子计算机市场19521952年底，年底，年底，年底，IBMIBM公司推公司推公司推公司推出第一批量生产的计算出第一
21、批量生产的计算出第一批量生产的计算出第一批量生产的计算机机机机IBM701IBM701，共生产了，共生产了，共生产了，共生产了1818台。台。台。台。19541954年，年，年，年，IBMIBM制成制成制成制成IBM702IBM702，共生产了，共生产了，共生产了，共生产了1414台。台。台。台。此后，此后，此后，此后，IBMIBM推出了小推出了小推出了小推出了小型计算机型计算机型计算机型计算机IBM650IBM650，在市，在市，在市，在市场中获得极大成功，场中获得极大成功，场中获得极大成功，场中获得极大成功，I I在在在在市场中确立了领导者的市场中确立了领导者的市场中确立了领导者的市场中确
22、立了领导者的地位。地位。地位。地位。本讲稿第十三页，共五十七页第一代计算机的出现实质上也标志着程序语言的开始第一代计算机的出现实质上也标志着程序语言的开始第一代计算机的出现实质上也标志着程序语言的开始第一代计算机的出现实质上也标志着程序语言的开始机器语言：计算机能识别的二进制机器代码。机器语言：计算机能识别的二进制机器代码。机器语言：计算机能识别的二进制机器代码。机器语言：计算机能识别的二进制机器代码。汇编语言：用助记符号来表示机器指令的操作符与操作数。汇编语言：用助记符号来表示机器指令的操作符与操作数。汇编语言：用助记符号来表示机器指令的操作符与操作数。汇编语言：用助记符号来表示机器指令的操
23、作符与操作数。高级语言：高级语言：高级语言：高级语言：FORTRANFORTRAN和和和和COBOLCOBOL等，在二、三代计算机等，在二、三代计算机等，在二、三代计算机等，在二、三代计算机上才得到了广泛应用。上才得到了广泛应用。上才得到了广泛应用。上才得到了广泛应用。本讲稿第十四页，共五十七页12.312.3 从第二代到第四代从第二代到第四代在经历了第一代计算机的实用化发展时期后，从在经历了第一代计算机的实用化发展时期后，从20202020世纪世纪60606060年代开始，计算机技术开始得到了更进一步年代开始，计算机技术开始得到了更进一步的加速发展。的加速发展。19601960年，随着晶体管
24、计算机的大量年，随着晶体管计算机的大量生产，电子计算机进入第二代。之后，集成电路生产，电子计算机进入第二代。之后，集成电路的出现及其大规模化又把计算机推向第三代、第的出现及其大规模化又把计算机推向第三代、第四代。四代。本讲稿第十五页，共五十七页12.3.1 12.3.1 12.3.1 12.3.1 晶体管与第二代计算机的问世晶体管与第二代计算机的问世晶体管与第二代计算机的问世晶体管与第二代计算机的问世晶体管问世晶体管问世晶体管问世晶体管问世肖克利，肖克利，肖克利，肖克利，19361936年来到年来到年来到年来到AT&TAT&T贝尔实验室工作，与布拉顿合贝尔实验室工作，与布拉顿合贝尔实验室工作，
25、与布拉顿合贝尔实验室工作，与布拉顿合作研究项目，希望能研制一种取代电子管的新器件。作研究项目，希望能研制一种取代电子管的新器件。作研究项目，希望能研制一种取代电子管的新器件。作研究项目，希望能研制一种取代电子管的新器件。19471947年圣诞节前夕，布拉顿和巴丁得到了一个有放大作用的年圣诞节前夕，布拉顿和巴丁得到了一个有放大作用的年圣诞节前夕，布拉顿和巴丁得到了一个有放大作用的年圣诞节前夕，布拉顿和巴丁得到了一个有放大作用的新电子器件，这种器件被他们命名为新电子器件，这种器件被他们命名为新电子器件，这种器件被他们命名为新电子器件，这种器件被他们命名为“晶体管晶体管晶体管晶体管”。肖克利在同伴成
26、功的激励下继续研究，一年后发明了一种肖克利在同伴成功的激励下继续研究，一年后发明了一种肖克利在同伴成功的激励下继续研究，一年后发明了一种肖克利在同伴成功的激励下继续研究，一年后发明了一种“结型结型结型结型晶体管晶体管晶体管晶体管”，成为现代晶体管的始祖。为此，肖克利、布拉顿和巴，成为现代晶体管的始祖。为此，肖克利、布拉顿和巴，成为现代晶体管的始祖。为此，肖克利、布拉顿和巴，成为现代晶体管的始祖。为此，肖克利、布拉顿和巴丁分享了丁分享了丁分享了丁分享了19561956年诺贝尔物理奖。年诺贝尔物理奖。年诺贝尔物理奖。年诺贝尔物理奖。肖克利肖克利肖克利肖克利第一只晶体管第一只晶体管第一只晶体管第一只
27、晶体管本讲稿第十六页，共五十七页 第二代晶体管计算机问世第二代晶体管计算机问世第二代晶体管计算机问世第二代晶体管计算机问世19541954年年年年5 5月月月月2424日，贝尔日，贝尔日，贝尔日，贝尔实验实验室室使用使用使用使用800800只晶体管组装了世只晶体管组装了世只晶体管组装了世只晶体管组装了世界上第一台晶体管计算机界上第一台晶体管计算机界上第一台晶体管计算机界上第一台晶体管计算机TRADICTRADIC。19551955年执行的年执行的年执行的年执行的StretchStretch（上）和（上）和（上）和（上）和LARCLARC（下）在商业上都不成功，但在设计中（下）在商业上都不成功，
28、但在设计中（下）在商业上都不成功，但在设计中（下）在商业上都不成功，但在设计中采用了大量新思想，为开发第三代计算采用了大量新思想，为开发第三代计算采用了大量新思想，为开发第三代计算采用了大量新思想，为开发第三代计算机打下了良好的基础。机打下了良好的基础。机打下了良好的基础。机打下了良好的基础。本讲稿第十七页，共五十七页 第二代晶体管计算机问世第二代晶体管计算机问世第二代晶体管计算机问世第二代晶体管计算机问世19601960年推出的以晶体管为主要年推出的以晶体管为主要年推出的以晶体管为主要年推出的以晶体管为主要器件的器件的器件的器件的IBM7090IBM7090型电脑，从型电脑，从型电脑，从型电
29、脑，从19601960年到年到年到年到19641964年一直统治着年一直统治着年一直统治着年一直统治着科学计算的领域，并作为第科学计算的领域，并作为第科学计算的领域，并作为第科学计算的领域，并作为第二代电子计算机的典型代表，二代电子计算机的典型代表，二代电子计算机的典型代表，二代电子计算机的典型代表，被永远载入电脑的史册里。被永远载入电脑的史册里。被永远载入电脑的史册里。被永远载入电脑的史册里。19601960年，克雷领导下的年，克雷领导下的年，克雷领导下的年，克雷领导下的CDCCDC公司公司公司公司研制出当时最先进的大型晶体管研制出当时最先进的大型晶体管研制出当时最先进的大型晶体管研制出当时
30、最先进的大型晶体管计算机计算机计算机计算机CDC6600CDC6600。本讲稿第十八页，共五十七页 第二代计算机除选用性能优异的晶体管逻辑元件外，在其他硬件第二代计算机除选用性能优异的晶体管逻辑元件外，在其他硬件第二代计算机除选用性能优异的晶体管逻辑元件外，在其他硬件第二代计算机除选用性能优异的晶体管逻辑元件外，在其他硬件方面也有很大进步。第二代计算机引入快速磁芯存储器和磁鼓、方面也有很大进步。第二代计算机引入快速磁芯存储器和磁鼓、方面也有很大进步。第二代计算机引入快速磁芯存储器和磁鼓、方面也有很大进步。第二代计算机引入快速磁芯存储器和磁鼓、磁带、磁盘外存储器等，从而全面提高了计算机的性能与可
31、靠性。磁带、磁盘外存储器等，从而全面提高了计算机的性能与可靠性。磁带、磁盘外存储器等，从而全面提高了计算机的性能与可靠性。磁带、磁盘外存储器等，从而全面提高了计算机的性能与可靠性。第二代计算机的速度从电子管的几千次提高到几十万次以上，但第二代计算机的速度从电子管的几千次提高到几十万次以上，但第二代计算机的速度从电子管的几千次提高到几十万次以上，但第二代计算机的速度从电子管的几千次提高到几十万次以上，但重量、体积、功耗和售价却成倍减少。因此，晶体管计算机的出重量、体积、功耗和售价却成倍减少。因此，晶体管计算机的出重量、体积、功耗和售价却成倍减少。因此，晶体管计算机的出重量、体积、功耗和售价却成倍
32、减少。因此，晶体管计算机的出现无疑是计算机技术发展史上的一次伟大革命。现无疑是计算机技术发展史上的一次伟大革命。现无疑是计算机技术发展史上的一次伟大革命。现无疑是计算机技术发展史上的一次伟大革命。第二代计算机总结第二代计算机总结第二代计算机总结第二代计算机总结本讲稿第十九页，共五十七页12.3.2 IBM36012.3.2 IBM36012.3.2 IBM36012.3.2 IBM360第三代计算机的里程碑第三代计算机的里程碑第三代计算机的里程碑第三代计算机的里程碑 集成电路的问世催生了微电子产业，采用集成电路作为逻辑集成电路的问世催生了微电子产业，采用集成电路作为逻辑集成电路的问世催生了微电
33、子产业，采用集成电路作为逻辑集成电路的问世催生了微电子产业，采用集成电路作为逻辑元件成为第三代计算机的最重要特征。作为第三代计算机的元件成为第三代计算机的最重要特征。作为第三代计算机的元件成为第三代计算机的最重要特征。作为第三代计算机的元件成为第三代计算机的最重要特征。作为第三代计算机的杰出代表，杰出代表，杰出代表，杰出代表，IBM360IBM360IBM360IBM360为为为为IBMIBMIBMIBM带来了极大成功，带来了极大成功，带来了极大成功，带来了极大成功，“IBM”IBM”IBM”IBM”几乎成为计算几乎成为计算几乎成为计算几乎成为计算机的代名词。机的代名词。机的代名词。机的代名词
34、。第三代电子计算机代表机型第三代电子计算机代表机型第三代电子计算机代表机型第三代电子计算机代表机型IBM360IBM360计算机系统计算机系统计算机系统计算机系统作为第三代计算机的典型代表，作为第三代计算机的典型代表，作为第三代计算机的典型代表，作为第三代计算机的典型代表，IBM360IBM360是迄今在历史上影响最大是迄今在历史上影响最大是迄今在历史上影响最大是迄今在历史上影响最大的一个通用计算机系列，其最大的一个通用计算机系列，其最大的一个通用计算机系列，其最大的一个通用计算机系列，其最大的特点是的特点是的特点是的特点是通用化、系列化、标准化通用化、系列化、标准化通用化、系列化、标准化通用
35、化、系列化、标准化。通过通过通过通过IBM360IBM360系统，系统，系统，系统，IBMIBM进一步巩固进一步巩固进一步巩固进一步巩固了它在世界计算机市场的领导地位。了它在世界计算机市场的领导地位。了它在世界计算机市场的领导地位。了它在世界计算机市场的领导地位。本讲稿第二十页，共五十七页 第三代计算机中的一支重要新秀第三代计算机中的一支重要新秀第三代计算机中的一支重要新秀第三代计算机中的一支重要新秀小型计算机小型计算机小型计算机小型计算机 1.19571.1957年，出身于麻省理工学院的奥尔年，出身于麻省理工学院的奥尔年，出身于麻省理工学院的奥尔年，出身于麻省理工学院的奥尔森与其同伴创立了数
36、字设备公司森与其同伴创立了数字设备公司森与其同伴创立了数字设备公司森与其同伴创立了数字设备公司(DEC)(DEC)，其目标是制造和销售体积较小、价格，其目标是制造和销售体积较小、价格，其目标是制造和销售体积较小、价格，其目标是制造和销售体积较小、价格较低廉的计算机。较低廉的计算机。较低廉的计算机。较低廉的计算机。2.19602.1960年该公司生产了第一台小型计算机年该公司生产了第一台小型计算机年该公司生产了第一台小型计算机年该公司生产了第一台小型计算机PDP-1PDP-1。3.19653.1965年年年年5 5月，公司推出月，公司推出月，公司推出月，公司推出1212位、位、位、位、4 4千字
37、节存千字节存千字节存千字节存储器的新机型储器的新机型储器的新机型储器的新机型PDP-8PDP-8，售价约，售价约，售价约，售价约1500015000美元，美元，美元，美元，是当时最低。是当时最低。是当时最低。是当时最低。PDP-8PDP-8作为首批大量生产作为首批大量生产作为首批大量生产作为首批大量生产的真正小型计算机，引起了巨大的反响。的真正小型计算机，引起了巨大的反响。的真正小型计算机，引起了巨大的反响。的真正小型计算机，引起了巨大的反响。DECDEC创始人创始人创始人创始人 肯肯肯肯 奥尔森（奥尔森（奥尔森（奥尔森（KenOlsenKenOlsen）“小型机之父小型机之父小型机之父小型机
38、之父”本讲稿第二十一页，共五十七页随着第三代计算机的出现，系统的各方面性能都得到了提高。随着第三代计算机的出现，系统的各方面性能都得到了提高。随着第三代计算机的出现，系统的各方面性能都得到了提高。随着第三代计算机的出现，系统的各方面性能都得到了提高。1.1.更高的处理速度更高的处理速度更高的处理速度更高的处理速度2.2.更高的精确性更高的精确性更高的精确性更高的精确性3.3.联机系统与分时系统的出现联机系统与分时系统的出现联机系统与分时系统的出现联机系统与分时系统的出现4.4.更高的性能价格比更高的性能价格比更高的性能价格比更高的性能价格比第三代计算机的出现，还使计算机程序与软件取得了重大进展
39、。第三代计算机的出现，还使计算机程序与软件取得了重大进展。第三代计算机的出现，还使计算机程序与软件取得了重大进展。第三代计算机的出现，还使计算机程序与软件取得了重大进展。1.1.高级语言的进一步发展高级语言的进一步发展高级语言的进一步发展高级语言的进一步发展2.2.操作系统的出现操作系统的出现操作系统的出现操作系统的出现3.3.各种应用软件争相问世各种应用软件争相问世各种应用软件争相问世各种应用软件争相问世本讲稿第二十二页，共五十七页12.3.3 12.3.3 12.3.3 12.3.3 大规模集成电路的问世与第四代计算机大规模集成电路的问世与第四代计算机大规模集成电路的问世与第四代计算机大规
40、模集成电路的问世与第四代计算机 19681968年，威斯汀豪斯公司和美国无线电公司研制出互补金属半年，威斯汀豪斯公司和美国无线电公司研制出互补金属半年，威斯汀豪斯公司和美国无线电公司研制出互补金属半年，威斯汀豪斯公司和美国无线电公司研制出互补金属半导体集成电路导体集成电路导体集成电路导体集成电路(CMOS)(CMOS)。由于由于由于由于MOSMOS集成电路的能耗低、工艺简单、集成度高，使得集成电集成电路的能耗低、工艺简单、集成度高，使得集成电集成电路的能耗低、工艺简单、集成度高，使得集成电集成电路的能耗低、工艺简单、集成度高，使得集成电路业在路业在路业在路业在19671967年进入了大规模集成
41、电路时代。年进入了大规模集成电路时代。年进入了大规模集成电路时代。年进入了大规模集成电路时代。大规模集成电路的出现，为大规模集成电路的出现，为大规模集成电路的出现，为大规模集成电路的出现，为2020世纪世纪世纪世纪7070年代第四代计算机的出现年代第四代计算机的出现年代第四代计算机的出现年代第四代计算机的出现奠定了实质性的基础。奠定了实质性的基础。奠定了实质性的基础。奠定了实质性的基础。本讲稿第二十三页，共五十七页 19731973年开始运行的年开始运行的年开始运行的年开始运行的 ILLIACIVILLIACIV是第一台全面采用大规模集成是第一台全面采用大规模集成是第一台全面采用大规模集成是第
42、一台全面采用大规模集成电路作为逻辑元件和存储器的计算机，它标志着计算机真正发电路作为逻辑元件和存储器的计算机，它标志着计算机真正发电路作为逻辑元件和存储器的计算机，它标志着计算机真正发电路作为逻辑元件和存储器的计算机，它标志着计算机真正发展到了第四代。展到了第四代。展到了第四代。展到了第四代。19751975年美国阿姆尔公司研制成功的年美国阿姆尔公司研制成功的年美国阿姆尔公司研制成功的年美国阿姆尔公司研制成功的470V/6470V/6和随后日本富士通生和随后日本富士通生和随后日本富士通生和随后日本富士通生产的产的产的产的M-190M-190机，是全面采用大规模集成电路的比较有代表性的机，是全面
43、采用大规模集成电路的比较有代表性的机，是全面采用大规模集成电路的比较有代表性的机，是全面采用大规模集成电路的比较有代表性的第四代计算机。第四代计算机。第四代计算机。第四代计算机。本讲稿第二十四页，共五十七页12.3.4 12.3.4 12.3.4 12.3.4 巨型计算机巨型计算机巨型计算机巨型计算机 第四代电子计算机一个引人注目的成就就是巨型机的发展。第四代电子计算机一个引人注目的成就就是巨型机的发展。第四代电子计算机一个引人注目的成就就是巨型机的发展。第四代电子计算机一个引人注目的成就就是巨型机的发展。超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认的高新技超级计算机又称高性能计算机、巨
44、型计算机，是世界公认的高新技超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认的高新技超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认的高新技术制高点和术制高点和术制高点和术制高点和2121世纪最重要的科学领域之一。当今世界，高性能计算已世纪最重要的科学领域之一。当今世界，高性能计算已世纪最重要的科学领域之一。当今世界，高性能计算已世纪最重要的科学领域之一。当今世界，高性能计算已成为理论和试验之外的第三种科学研究手段，是推动科技创新和经济成为理论和试验之外的第三种科学研究手段，是推动科技创新和经济成为理论和试验之外的第三种科学研究手段，是推动科技创新和经济成为理论和试验之外的第三种科学研究手
45、段，是推动科技创新和经济社会发展的战略高技术。各大国纷纷投入巨资研制开发超级计算机系社会发展的战略高技术。各大国纷纷投入巨资研制开发超级计算机系社会发展的战略高技术。各大国纷纷投入巨资研制开发超级计算机系社会发展的战略高技术。各大国纷纷投入巨资研制开发超级计算机系统，以提升综合国力和科技竞争力。统，以提升综合国力和科技竞争力。统，以提升综合国力和科技竞争力。统，以提升综合国力和科技竞争力。本讲稿第二十五页，共五十七页美国总统信息技术顾问委员会美国总统信息技术顾问委员会美国总统信息技术顾问委员会美国总统信息技术顾问委员会20052005年年年年6 6月对总统提交的报告，报告月对总统提交的报告，报
46、告月对总统提交的报告，报告月对总统提交的报告，报告中说：计算科学对国家保持科学研究领导地位、提高经济竞争力中说：计算科学对国家保持科学研究领导地位、提高经济竞争力中说：计算科学对国家保持科学研究领导地位、提高经济竞争力中说：计算科学对国家保持科学研究领导地位、提高经济竞争力以及维护国土安全发挥了重要作用。该委员会确信，计算科学是以及维护国土安全发挥了重要作用。该委员会确信，计算科学是以及维护国土安全发挥了重要作用。该委员会确信，计算科学是以及维护国土安全发挥了重要作用。该委员会确信，计算科学是2121世纪最重要的技术领域之一，因为它对整个社会的进步起着基础性的世纪最重要的技术领域之一，因为它对
47、整个社会的进步起着基础性的世纪最重要的技术领域之一，因为它对整个社会的进步起着基础性的世纪最重要的技术领域之一，因为它对整个社会的进步起着基础性的作用。作用。作用。作用。而美国国家研究委员会计算机科学与通信部而美国国家研究委员会计算机科学与通信部而美国国家研究委员会计算机科学与通信部而美国国家研究委员会计算机科学与通信部20042004年年年年1111月也提交过以下月也提交过以下月也提交过以下月也提交过以下报告：为满足美国现在和未来的需求，政府部门应该和国会一起在加速报告：为满足美国现在和未来的需求，政府部门应该和国会一起在加速报告：为满足美国现在和未来的需求，政府部门应该和国会一起在加速报告
48、：为满足美国现在和未来的需求，政府部门应该和国会一起在加速超级运算发展和确保国家在持有多个强有力的软硬件供应方面担负起主超级运算发展和确保国家在持有多个强有力的软硬件供应方面担负起主超级运算发展和确保国家在持有多个强有力的软硬件供应方面担负起主超级运算发展和确保国家在持有多个强有力的软硬件供应方面担负起主要职责。要职责。要职责。要职责。从这两份报告中，可以充分表明美国以及世界各国对发展巨从这两份报告中，可以充分表明美国以及世界各国对发展巨从这两份报告中，可以充分表明美国以及世界各国对发展巨从这两份报告中，可以充分表明美国以及世界各国对发展巨型计算机重要意义的认识。型计算机重要意义的认识。型计算
49、机重要意义的认识。型计算机重要意义的认识。本讲稿第二十六页，共五十七页 2009 2009年年1010月月2929日我国首台由日我国首台由103103个机柜组成、占地面积近个机柜组成、占地面积近千平方米、总重量千平方米、总重量155 155 吨的千万亿次超级计算机系统吨的千万亿次超级计算机系统“天天河一号河一号”在湖南长沙由国防科学技术大学研制成功。使中国成在湖南长沙由国防科学技术大学研制成功。使中国成为继美国之后世界上第二个能够自主研制千万亿次超级计算机为继美国之后世界上第二个能够自主研制千万亿次超级计算机的国家。中国拥有了历史上计算速度最快的工具。这个速度意的国家。中国拥有了历史上计算速度
50、最快的工具。这个速度意味着，如果用味着，如果用“天河一号天河一号”计算一秒，则相当于全国计算一秒，则相当于全国1313亿人连亿人连续计算续计算8888年。如果用年。如果用“天河一号天河一号”计算一天，用现在最先进的计算一天，用现在最先进的双核高性能个人双核高性能个人PCPC机来操作，需要整整机来操作，需要整整160160年才能完成。年才能完成。本讲稿第二十七页，共五十七页“天河一号天河一号”千万亿次超级计算机系统千万亿次超级计算机系统 本讲稿第二十八页，共五十七页巨型计算机在国计民生各关键领域的支撑性作用。巨型计算机在国计民生各关键领域的支撑性作用。在制药领域中，巨型计算机出现前，一种新药的问