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1、第二课第二课 走进计算机世界走进计算机世界信息技术教研组信息技术教研组 金晓凌金晓凌计算机WHO AM I?信息时代必不可少的工具信息技术的主唱“电脑”computer计算机的前世今生计算机的前世今生机械计算机机械计算机电磁计算机电磁计算机电子管计算机电子管计算机晶体管计算机晶体管计算机中小规模集成电路计算机中小规模集成电路计算机智能计算机智能计算机大、超大规模集成电路（大、超大规模集成电路（VLSI）计算机）计算机计算机的前世计算机的前世Wilhelm Schickard计算器复制品计算器复制品 计算机械计算机械计算器计算器能够进行六位数的能够进行六位数的加减乘除运算加减乘除运算契克卡德（W
2、.Schickard）最早计算机械就是最早计算机械就是1德国科学家德国科学家Wilhelm Schikard 亲自设计制做亲自设计制做的，它可以进行加减法运算，但不的，它可以进行加减法运算，但不幸在即将完成时被毁。幸在即将完成时被毁。世界上的第一台加法器Pascaline该机在人工操作下能快速地进行十进制的加减运算“加法器加法器”由一套由一套8个可旋转的齿轮系统个可旋转的齿轮系统组成，只能进行加法和减法，组成，只能进行加法和减法，实现自动进位，并配置一个可实现自动进位，并配置一个可显示计算结果的窗口。显示计算结果的窗口。机械计算机的开创者机械计算机的开创者帕斯卡帕斯卡法国人法国人数学家、物理学
3、家数学家、物理学家制造出机械计算机制造出机械计算机的第一人，借助精的第一人，借助精密的齿轮传动解决密的齿轮传动解决了加法的计算问题了加法的计算问题乘法器乘法器能进行加、减、乘、除及开方运算，加法和减法的固定部分能进行加、减、乘、除及开方运算，加法和减法的固定部分沿用帕斯卡加法器，使用沿用帕斯卡加法器，使用“莱布尼茨轮莱布尼茨轮”进行乘法运算。进行乘法运算。莱布尼茨（莱布尼茨（GWLeibnitz）出生于德国莱比锡出生于德国莱比锡“万能大师万能大师”自然科自然科学家、数学家、物理学家、学家、数学家、物理学家、历史学家和哲学家历史学家和哲学家 制造了世界上第一台制造了世界上第一台“乘乘法器法器”发
4、明了十进制的计算机，发明了十进制的计算机，发明了二进制，但他却没发明了二进制，但他却没有把二进位制用于计算机有把二进位制用于计算机分析机分析机Analytical Engine 差分机开创了大规模自动化计算机研究之先河“分析机”的设计方案是以齿轮为元件，以蒸气机为动力机器共分为三个部分：堆栈，运算器，控制器可以处理3个不同的5位数，计算精度达到6位小数 巴贝奇Charles Babbage英国数学家，提出了分析机的概念，首度提出近似现代电脑组织的观念。虽因机器结构太复杂，非当时技术所能制造，以致Babbage赍志以殁。但解析机的设计理念和Babbage的至交Ada Lovelace女士（首位程
5、序设计师）的程式构想，却开启了近代计算机的先河。逻辑代数又称布尔代数的创立者英国数学家布尔（G.Boole）1854年：布尔发表思维规律的研究逻辑与概率的数学理论基础，并综合自己的另一篇文章逻辑的数学分析，从而创立了一门全新的学科布尔代数，为百年后出现的数字计算机的开关电路设计提供了重要的数学方法和理论基础。“信息论之父”申龙1938年，美国数学家申龙（C.Shannon），第一次在布尔代数和继电器开关电路之间架起了桥梁。朱斯与艾肯电磁式计算机研究的科学家，电子计算机创始人之一Z3电磁式计算机最后一台“史前”计算机叫Mark（电磁式计算机），采用继电器1944年艾肯设想的通用计算机自动程序控制
6、计算机研制成功并在哈佛大学投入运行，该机被取名为MARKIZ3电磁式计算机霍波在发生故障Mark计算机里找到了一只飞蛾，这只小虫被夹扁在继电器的触点里，影响了机器运作。于是，霍波把它小心地保存在工作笔记里，并恢谐地把程序故障统称为“臭虫”（bug），这一奇怪的称呼，后来成为计算机领域的专业术语。阿坦那索夫与贝瑞ABC电子计算机：“阿坦那索夫贝瑞计算机”1941年由45个电子管作为控制器的“阿塔诺索夫计算装置”1942年阿塔那索夫在研究生贝瑞的协助下，用电子管作逻辑元件制成的一台很小的计算机“ABC”（阿、贝瑞、计算机英文首字母缩写）莫奇莱、艾克特与冯诺依曼在弗莱明发明第一只电子管的50年后，诞
7、生了第一台电子计算机ENIACENIAC主要是由莫奇莱博士（Dr.John W.Mauchly）和艾克特博士（Dr.J.Presper Eckert）发明研制的ENIAC使用了18800个真空管，占据了整个房间。“计算机之父”冯诺依曼（J.Von Neumann）冯诺依曼，数学家，美籍匈牙利人，1903年12月28日生于匈牙利的布达佩斯。冯诺依曼参与了ENIAC的后期研制，以其独到的见解，创造了现代电子计算机的模型，为现代电子计算机的发展作出了突出的贡献，被世人公认为“计算机之父”。冯诺依曼型计算机冯诺依曼提出的EDVAC计算机结构为人们普遍接受，此计算机结构又称冯诺依曼型计算机。EDVAC1
8、952年正式投入运行，首次使用二进制，其运算速度是ENIAC的240倍。使用大约6000个电子管和大约12000个二极管，功率为56KW，占地面积45.5平方米，重7850KG，使用时需要三十个技术人员同时操作。主要思想：以二进制为基础进行运算存储程序和程序控制冯冯诺依曼结构诺依曼结构计算机的基本结构框图输入设备输入设备 存储器存储器 输出设备输出设备运算器运算器控制器控制器数据数据控制命令控制命令冯冯诺依曼结构诺依曼结构：它由五个基本部分组成：（：它由五个基本部分组成：（1）运算器）运算器CA（2）控制器）控制器CC（3）存储器）存储器M（4）输入装置（）输入装置（5）输出装置）输出装置O；
9、计算机科学之父-图灵 1912年6月23日出生于英国伦敦，数学家及计算机逻辑学家。1931年，图灵考入剑桥大学国王学院，1937年英国剑桥大学的图灵出版了他的论文，并提出了被后人称之为“图灵机”的数学模型.图灵最先提出了指令寄存器和指令地址寄存器的概念，这都是现代电子计算中最基本的概念和思想。图灵机原理基本思想：用机器来模拟人们用纸笔进行数学运算的过程。人脑的简单计算图灵机原理复杂计算图灵机原理两种简单动作：1、在纸上写上或擦除某个符号2、把注意力从纸上的一个位置移到另一个位置组成部分：1、一条无限长的纸条2、一个读写头3、一个状态寄存器4、一套控制规则人工智能之父图灵1956年，在收入一部文
10、集时此文改名为“机器能够思维吗？”(Cana machine think？)，至今仍是研究人工智能的首选读物之一。“图灵奖”计算机界的诺贝尔奖现代晶体管的始祖肖克利1955年，贝尔实验室研制出世界上第一台全晶体管计算机TRADIC肖克利、布拉顿和巴丁分享了1956年诺贝尔物理奖基尔比（J.kilby）“为现代信息技术奠定了基础”1958年基尔比在德州仪器半导体实验室发明的集成电路改变了整个电子世界，并使微处理器的出现成为可能。随后不久，基尔比还同他人一起发明了手持电子计算器。无论是苹果的iPod还是互联网，都采用了更为复杂、可靠和高效的集成电路。首次发明集成电路，获诺贝尔物理奖 集成电路计算机
11、的出现集成电路计算机的出现集成电路计算机（19651970）1970:第一块RAM芯片由INTEL推出，容量1K。大规模集成电路计算机（1971年至今）1971年11月15日:Marcian E.Hoff在INTEL公司开发成功第一块微处理器4004，含2300个晶体管，是个4位系统，时钟频率108KHz，每秒执行6万条指令。第一个在公开市场上出售的计算机元件Intel 486处理器芯片内集成了125万个晶体管 如今，芯片制造商(如英特尔、AMD等公司)生产的芯片上所集成的晶体管数量已达到了空前的水平，而且每个晶体管的体积变得非常微小。比如，一个针尖上可以容纳3000万个45毫微米大小的晶体管。超大规模集成电路计算机扩展阅读：微处理器史话(一)http:/ Intel 4004 Intel 8008第二代：8位微处理器时代Intel 8080 MC6800 Z80第三代：16位微处理器时代 Intel 8086第四代：32位微处理器时代 Intel 80386 Intel 80486第五代：Pentium产品时代Intel 80586K5 6x86P6(Pentium pro，高能奔腾）Pentium MMXPIIP IIIP 4The EndThank You!