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1、第第 1 章章 认识计算机认识计算机 1.3 计算机的历史和未来计算机的历史和未来 计算机的历史（电子技术的角度）计算机的历史（电子技术的角度）计算机的历史（计算模式的角度）计算机的历史（计算模式的角度）展望计算机的未来展望计算机的未来计算机的历史计算机的历史（电子技术的角度）（电子技术的角度）标志：标志：1946年年ENIAC。电子元件：电子管。电子元件：电子管。重大事件：重大事件：（1）1951年问世的年问世的UNIVAC准确预测了准确预测了1952年美国大年美国大选艾森豪威尔获胜；选艾森豪威尔获胜；（2）1952年年IBM生产第一批商业化计算机生产第一批商业化计算机IBM701。用户：政
2、府和银行。用户：政府和银行。所需环境：可控制温度的机房。所需环境：可控制温度的机房。第一代计算机（第一代计算机（19461958）计算机的历史计算机的历史（电子技术的角度）（电子技术的角度）IBM701信息信息产业产业的开始的开始 标志：标志：1959年年菲尔克公司研制成功晶体管计算机。菲尔克公司研制成功晶体管计算机。电子元件：晶体管（电子元件：晶体管（1948年美国贝尔实验室发明年美国贝尔实验室发明）。）。典型的计算机：典型的计算机：IBM7094，CDC1640等。等。用户：科学研究、商业和工程领域。用户：科学研究、商业和工程领域。计算机的历史计算机的历史（电子技术的角度）（电子技术的角度
3、）第二代计算机（第二代计算机（19591964）IBM：International Business Machines，国际商业机器公司，国际商业机器公司 CDC：Control Data Corporation，控制数据公司，控制数据公司 标志：标志：IBM360系列计算机。系列计算机。特征：集成电路特征：集成电路。集成电路：将大量的晶体管和电子线路集成在一块硅片集成电路：将大量的晶体管和电子线路集成在一块硅片上，因此也成芯片。上，因此也成芯片。用户：政府机构、中小企业等。用户：政府机构、中小企业等。重大事件：小型计算机，重大事件：小型计算机，1965年年DEC公司推出公司推出PDP-8。计
4、算机的历史计算机的历史（电子技术的角度）（电子技术的角度）第三代计算机（第三代计算机（19651970）DEC：Digital Equipment Corporation,数字设备公司数字设备公司 标志：标志：Intel公司研制的微处理器公司研制的微处理器Intel 4004。微处理器：将运算器和控制器集成在一块芯片上，称为微处理器：将运算器和控制器集成在一块芯片上，称为中央处理单元（中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）。特征：大规模和超大规模集成电路。特征：大规模和超大规模集成电路。重大事件：微型计算机；计算机网络；并行计算机。重大事件：微型计算机；计算机网
5、络；并行计算机。用户：各行各业，男女老少。用户：各行各业，男女老少。计算机的历史计算机的历史（电子技术的角度）（电子技术的角度）第四代计算机（第四代计算机（1971至今）至今）1976年苹果公司成立；年苹果公司成立；1977年推出的年推出的APPLE II；早期最成功的微型计算机；早期最成功的微型计算机；性能好、价格低，时价相当性能好、价格低，时价相当于一台高档家电。于一台高档家电。计算机的历史计算机的历史（电子技术的角度）（电子技术的角度）微型计算机的诞生微型计算机的诞生计算机的历史计算机的历史（电子技术的角度）（电子技术的角度）由于计算机仍然在使用电路板，仍然在使用微处理器，由于计算机仍然
6、在使用电路板，仍然在使用微处理器，仍然没有突破冯仍然没有突破冯诺依曼体系结构，所以，我们还不能诺依曼体系结构，所以，我们还不能为这一代计算机画上休止符。为这一代计算机画上休止符。1946年年 1959年年 1965年年 1971年年第一代计算机第一代计算机第二代计算机第二代计算机第三代计算机第三代计算机第四代计算机第四代计算机计算机的历史计算机的历史（计算模式的角度）（计算模式的角度）第一代计算机：第一代计算机：主机计算（主机计算（1946年年1980年）年）背景：大型背景：大型计计算机；算机；计计算模式：信息和数据保存在中央主机（即大型算模式：信息和数据保存在中央主机（即大型计计算机），算机
7、），用用户户通通过终过终端端访问访问主机的信息和主机的信息和资资源。源。人与人与计计算机的关系是多算机的关系是多对对一的关系；一的关系；计计算机的算机的应应用：政府和科学用：政府和科学计计算等算等领领域。域。计算机的历史计算机的历史（计算模式的角度）（计算模式的角度）这这是在美国俄亥俄大学副校是在美国俄亥俄大学副校长长加里森加里森渥渥尔尔特斯（特斯（E.Garrison Walters）博士所写）博士所写The Essential Guide to Computing一一书书中提出的按中提出的按经济经济上上产产生的特点和作用来划分生的特点和作用来划分计计算的年代。算的年代。第一代：第一代：主机
8、计算（主机计算（Mainframe Computing）主要是大型主要是大型计计算机（算机（Mainframe）即信息和数据保存在）即信息和数据保存在中央主机（大型机）中，用中央主机（大型机）中，用户户通通过终过终端端访问访问主机的信息主机的信息和和资资源。在源。在这这个个时时代，代，计计算机是主要的惟一的算机是主要的惟一的计计算工具，算工具，人与人与计计算机的关系是多算机的关系是多对对一的关系，由于当一的关系，由于当时计时计算机很算机很少，少，计计算机的算机的应应用只局限于科学用只局限于科学计计算算领领域。域。计算机的历史计算机的历史（计算模式的角度）（计算模式的角度）是大型机发展的结果，用
9、户通过体积小、价格低、结构相同是大型机发展的结果，用户通过体积小、价格低、结构相同的中央计算机，可以方便、迅捷地访问信息和资源。由于小的中央计算机，可以方便、迅捷地访问信息和资源。由于小型机的价格仍然昂贵，占用空间仍然比较大，还不能从根本型机的价格仍然昂贵，占用空间仍然比较大，还不能从根本上改变人与计算机的关系是多对一的关系。上改变人与计算机的关系是多对一的关系。第二代：第二代：小型计算机（小型计算机（Minicomputer）计算）计算计算机的历史计算机的历史（计算模式的角度）（计算模式的角度）也称桌面也称桌面计计算（算（Desktop Computing）。由于）。由于计计算机日算机日趋趋
10、普普及，及，单单个用个用户户可直接使用可直接使用PC 机的机的计计算能力和存算能力和存储储数据、程数据、程序的能力，序的能力，计计算模式的改算模式的改变变使人与使人与计计算机的关系算机的关系变变成一成一对对一一的关系。的关系。单单个用个用户户既可以通既可以通过过网网络络互互联联，也可以与大型机、，也可以与大型机、小型机小型机连连接在一起，接在一起，实现实现更大范更大范围围的信息共享。的信息共享。第三代：微型计算机（第三代：微型计算机（Microcomputer）计算）计算计算机的历史计算机的历史（计算模式的角度）（计算模式的角度）通通过过因特网（因特网（Internet）把所有用）把所有用户户
11、的的计计算机算机连连接在一起，接在一起，通通过过万万维维网（网（web）的）的环环球球链链接，使用接，使用户户无无论论在何在何时时何地何地都可以毫不都可以毫不费费力地力地进进行信息交行信息交换换。第四代：网络计算（第四代：网络计算（Internet and the Web）计算机的历史计算机的历史（计算模式的角度）（计算模式的角度）随着计算机技术的发展，计算能力和通信能力越来越大，计随着计算机技术的发展，计算能力和通信能力越来越大，计算机和通信设备的硬件价格越来越便宜、体积越来越小，各算机和通信设备的硬件价格越来越便宜、体积越来越小，各种计算和联网以及形形色色的传感器不断出现，人们越来越种计算
12、和联网以及形形色色的传感器不断出现，人们越来越希望能随时随地、简便容易地享受计算功能和信息服务，从希望能随时随地、简便容易地享受计算功能和信息服务，从而出现了新的计算模式而出现了新的计算模式普适计算。普适计算。用户可以离开桌面，用户可以离开桌面，不再坐在椅子里看着显示器荧光屏使用计算机。这个时代，不再坐在椅子里看着显示器荧光屏使用计算机。这个时代，计算机不仅从计算中心走入办公室、家庭，而且，人们对计计算机不仅从计算中心走入办公室、家庭，而且，人们对计算和通信能力的获取随手可得。人与计算机的关系发生了根算和通信能力的获取随手可得。人与计算机的关系发生了根本性的变化，变成一对多的关系。本性的变化，
13、变成一对多的关系。第五代：普适计算（第五代：普适计算（Pervasive Computing），），计算机的未来计算机的未来 将来我们会觉得今天最好的计算机很原始，就像我们将来我们会觉得今天最好的计算机很原始，就像我们天看天看60年前的年前的ENIAC一样。一样。预测未来预测未来1020年计算机的发展趋势，最好的办法就年计算机的发展趋势，最好的办法就是观察目前实验室里的研究成果。是观察目前实验室里的研究成果。虽然我们无法确定预测未来的结果是否正确，但是有虽然我们无法确定预测未来的结果是否正确，但是有一点是确定的，那就是创造未来完全靠我们自己。一点是确定的，那就是创造未来完全靠我们自己。计算机的
14、未来计算机的未来超级计算机超级计算机 超超级计级计算机的研制是各国在高技算机的研制是各国在高技术领术领域域竞竞争的争的热热点。点。一个例子：一个例子：计计算世界超算世界超级级500强强。应应用用驱动驱动：航天工程、基因工程、石油勘探等。：航天工程、基因工程、石油勘探等。计算机的未来计算机的未来微型计算机微型计算机 计算机的微型化能更好地促进计算机的广泛应用；计算机的微型化能更好地促进计算机的广泛应用；微型计算机正逐步由办公设备变为电子消费品；微型计算机正逐步由办公设备变为电子消费品；一个例子：手机会不会代替微型一个例子：手机会不会代替微型计计算机？算机？应应用用驱动驱动：价格、便携、上网等。：
15、价格、便携、上网等。计算机的未来计算机的未来智能计算机智能计算机 必然必然趋势趋势：手动手动机械化机械化自动化自动化智能化智能化；计算机哪些方面不如人类：模式识别、联想、推理等；计算机哪些方面不如人类：模式识别、联想、推理等；一个例子：一个例子：计计算机能具有感情算机能具有感情吗吗？能理解人？能理解人类吗类吗？应应用用驱动驱动：人和：人和计计算机无障碍交流，例如写程序。算机无障碍交流，例如写程序。计算机的未来计算机的未来普适计算机普适计算机 施施乐乐PARC马马克克韦泽这样韦泽这样解解释释普适普适计计算：最深刻的技算：最深刻的技术术是那些已是那些已经经消失的技消失的技术术，这这些技些技术术存在
16、于我存在于我们们的日常生活的日常生活中，直到它中，直到它们们已已经经不再出众。不再出众。计算机技术将融入到各种工具中并完成其功能，当计算计算机技术将融入到各种工具中并完成其功能，当计算机在人类的日常生活中无处不在时，我们就进入了普适计机在人类的日常生活中无处不在时，我们就进入了普适计算机时代。算机时代。一个例子：不停一个例子：不停电时电时你感你感觉觉到到电电是多么重要是多么重要吗吗？计算机的未来计算机的未来新型计算机新型计算机 背景：集成背景：集成电电路的路的发发展正在（或已展正在（或已经经）接近理）接近理论论极限。极限。新型新型计计算机可能会突破算机可能会突破现现有有计计算机的体系算机的体系结结构。构。生物生物计计算机算机用蛋白分子做芯片；用蛋白分子做芯片；光光计计算机算机用光作用光作为为信息的信息的载载体；体；量子量子计计算机算机用量子来表示信息；用量子来表示信息；计算机的未来计算机的未来网格计算网格计算 互联网和万维网之后是什么？是网格。互联网和万维网之后是什么？是网格。互联网实现了计算机硬件的连通，万维网实现了网页的连互联网实现了计算机硬件的连通，万维网实现了网页的连通，而网格试图实现互联网上所有资源的连通。通，而网格试图实现互联网上所有资源的连通。将来所有的家用电器和设备都连接在网络上，想象将来所有的家用电器和设备都连接在网络上，想象