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計(jì)算機(jī)發(fā)展史教案模板-文庫(kù)吧在線文庫(kù)

  

【正文】 理、生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)等,查找有關(guān)信息。計(jì)算機(jī)引領(lǐng)了一個(gè)新的時(shí)代。就像人們探測(cè)到了地底一萬(wàn)里有巨大寶藏,但是沒(méi)有工具能讓我們一下就到了埋寶藏的地方,所以只能用鏟子挖,等有了挖掘機(jī)時(shí)用挖掘機(jī)挖。從現(xiàn)在來(lái)看,小型機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)是穩(wěn)定性及可擴(kuò)展性,這些只是高端系統(tǒng)才會(huì)考慮,這方面同樣受到PC分布式架構(gòu)系統(tǒng)的挑戰(zhàn),因此也出現(xiàn)了現(xiàn)在大家看到的小型機(jī)的沒(méi)落,逐漸變成了IT領(lǐng)域的奢侈品,只有有錢國(guó)企還在為小型機(jī)買單。    并行與串行是一個(gè)永恒的話題,也許你會(huì)認(rèn)為并行一定比串行快,但是實(shí)現(xiàn)上是什么樣呢,在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里你可以看大量并行與串行的架構(gòu)轉(zhuǎn)變?! ∥蚁耄谖磥?lái)的計(jì)算機(jī)發(fā)展中可能出現(xiàn)的以下的趨勢(shì):1)模塊化,PC之所以有今天這么大的普及度,就是因?yàn)樗耐ㄓ媚K化設(shè)計(jì)起了決定性的推動(dòng)作用,以后的PC同樣也不會(huì)犧牲這方面優(yōu)點(diǎn),而且還會(huì)將它發(fā)揚(yáng)光大,不但在內(nèi)置板卡中實(shí)現(xiàn)模塊化,甚至可以提供多個(gè)外接插槽,以供使用人加入新的模塊,增加性能或功能使用起來(lái)和現(xiàn)在筆記本中的PCMICA有點(diǎn)接近。為了不讓計(jì)算機(jī)成為家中用電量最大的電器,技術(shù)人員也先進(jìn)各種方法讓計(jì)算機(jī)的能耗降低,比如通過(guò)上面提到的專門化的計(jì)算機(jī),讓計(jì)算機(jī)的效率大幅提高,從而可以讓低性能的硬件系統(tǒng)具備專業(yè)的功能,減少能耗。莫奇勒博士()發(fā)明的ENIAC文字記載,但另一種說(shuō)法卻是:世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是由美國(guó)愛荷華州立大學(xué)的約翰它使用了18800只電子管,占地達(dá)170平方米,重量30噸,每小時(shí)耗電達(dá)150千瓦,是一個(gè)名副其實(shí)的“龐然大物”。計(jì)算機(jī)的速度提高、體積減小、功耗減低、可靠性增強(qiáng);軟件方面已開始有很大的發(fā)展,出現(xiàn)了一系列高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及編譯程序,并且提出了多道程序設(shè)計(jì)、并行處理和可變的微程序設(shè)計(jì)思想,開始出現(xiàn)操作系統(tǒng)。其發(fā)展過(guò)程中最重要的成就之一表現(xiàn)在微處理器(Microproceor)技術(shù)上。  ENIAC雖是第一臺(tái)正式投入運(yùn)行的電子計(jì)算機(jī),但它不具備現(xiàn)代計(jì)算機(jī)“存儲(chǔ)程序”的思想。按照計(jì)算機(jī)用途分類,可分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。英語(yǔ)里“Calculus”(計(jì)算)一詞來(lái)源于拉丁語(yǔ),既有“算法”的含義,也有腎臟或膽囊里的“結(jié)石”的意思?! W洲人發(fā)明的算籌與中國(guó)不盡相同,他們的算籌是根據(jù)“格子乘法”的原理制成。世界文明的四大發(fā)源地──黃河流域、印度河流域、尼羅河流域和幼發(fā)拉底河流域──先后都出現(xiàn)過(guò)不同形式的算盤,只有中國(guó)的珠算盤一直沿用至今。18世紀(jì)末,以發(fā)明蒸汽機(jī)聞名于世的瓦特,成功地制出了第一把名副其實(shí)的計(jì)算尺?! ∩倌昱了箍▽?duì)他的父親一往情深,他每天都看著年邁的父親費(fèi)力地計(jì)算稅率稅款,很想幫助做點(diǎn)事,可又怕父親不放心。?比如,在法國(guó)巴黎工藝學(xué)校、英國(guó)倫敦科學(xué)博物館都可以看到帕斯卡計(jì)算機(jī)原型?!薄 ∪澜纭坝兴枷氲奶J葦”,尤其是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的后來(lái)者,都不會(huì)忘記帕斯卡在渾沌中點(diǎn)燃的亮光。帕斯卡的故鄉(xiāng)張開臂膀接納他,為他實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)器的夙愿創(chuàng)造了契機(jī)?! 〔痪茫颡?dú)立發(fā)明微積分而與牛頓齊名的萊布尼茨,又為計(jì)算機(jī)提出了“二進(jìn)制”數(shù)的設(shè)計(jì)思路。盡管帕斯卡與萊布尼茨的發(fā)明還不是現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī),但它們畢竟昭示著人類計(jì)算機(jī)史里的第一抹曙光。明朝刻印的《天工開物》一書中,還赫然地印著一幅提花機(jī)的示意圖。啟動(dòng)機(jī)器后,正對(duì)著小孔的編織針能穿過(guò)去鉤起經(jīng)線,其他的針則被紙帶擋住不動(dòng)。紡織工人最初強(qiáng)烈反對(duì)這架自動(dòng)化的新鮮玩意的到來(lái),因?yàn)楹ε聶C(jī)器會(huì)搶去他們的飯碗,使他們失去工作,但因?yàn)樗鼉?yōu)越的性能,終于被人們普遍接受?! “拓惼媸且晃桓挥械你y行家的兒子,1792年出生在英格蘭西南部的托特納斯,后來(lái)繼承了相當(dāng)豐厚的遺產(chǎn),但他把金錢都用于了科學(xué)研究。?18世紀(jì)末,?法蘭西發(fā)起了一項(xiàng)宏大的計(jì)算工程──人工編制《數(shù)學(xué)用表》,這在沒(méi)有先進(jìn)計(jì)算工具的當(dāng)時(shí),是件極其艱巨的工作。那一年,剛滿20歲的巴貝奇從法國(guó)人杰卡德發(fā)明的提花編織機(jī)上獲得了靈感,差分機(jī)設(shè)計(jì)閃爍出了程序控制的靈光──它能夠按照設(shè)計(jì)者的旨意,自動(dòng)處理不同函數(shù)的計(jì)算過(guò)程。?用以彌補(bǔ)研制經(jīng)費(fèi)的不足。他把圖紙改了又改,讓工人把零件重做一遍又一遍。英國(guó)政府宣布斷絕對(duì)他的一切資助,連科學(xué)界的友人都用一種怪異的目光看著他?!  澳€記得我嗎?”女士低聲問(wèn)道,“十多年前,您還給我講過(guò)差分機(jī)原理。可能是從未得到過(guò)父愛的緣由,小阿達(dá)沒(méi)有繼承到父親詩(shī)一般的浪漫熱情,卻繼承了母親的數(shù)學(xué)才能和毅力。按照英國(guó)的習(xí)俗,許多資料在介紹里都把她稱為“洛甫雷斯伯爵夫人”。”巴貝奇把分析機(jī)設(shè)計(jì)得那樣精巧,?他打算用蒸汽機(jī)為動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)大量的齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。于是,為分析機(jī)編制一批函數(shù)計(jì)算程序的重?fù)?dān),落到了數(shù)學(xué)才女的肩頭。為籌措科研經(jīng)費(fèi),他們不得不“下?!备恪皠?chuàng)收”。有人把他的大腦用鹽漬著保存起來(lái),想經(jīng)過(guò)若干年后,有更先進(jìn)技術(shù)來(lái)研究他大腦保存的精神。恰好在世紀(jì)之交來(lái)到人世的艾肯,屬于大器晚成的科學(xué)家。以艾肯所處時(shí)代的科技水平,也許已經(jīng)能夠完成巴貝奇未競(jìng)的事業(yè),造出通用計(jì)算機(jī)。艾肯連續(xù)通宵達(dá)旦地準(zhǔn)備材料,擬好了一份詳細(xì)的可行性報(bào)告,直接跑去找沃森?! “闲睦镆痪o:“沒(méi)戲了!”出于禮貌,他還是恭敬地用雙手接過(guò)那張紙,隨即低頭一瞅,頓時(shí)喜上眉稍──沃森的大筆一揮,批給了計(jì)算機(jī)100萬(wàn)美元!  有了IBM作堅(jiān)強(qiáng)后盾,?新的計(jì)算機(jī)研制工作在哈佛物理樓后的一座紅磚房里開了場(chǎng),艾肯把它取名為“馬克1號(hào)”(MarkⅠ),又叫做“自動(dòng)序列受控計(jì)算機(jī)”?! 轳R克1號(hào)編制計(jì)算程序的也是一位女?dāng)?shù)學(xué)家格雷斯據(jù)說(shuō),艾肯和他的同事們,?為它裝備了15萬(wàn)個(gè)元件和長(zhǎng)達(dá)800公里的電線。?事隔多年后,已經(jīng)擔(dān)任大學(xué)教授的艾肯談起巴貝奇其人其事來(lái),仍然驚嘆不已,他曾感慨地說(shuō),如果巴貝奇晚生75年,我就會(huì)失業(yè)。它們體積較大,運(yùn)算速度較低,存儲(chǔ)容量不大,而且價(jià)格昂貴。它們不僅用于科學(xué)計(jì)算,還用于文字處理、企業(yè)管理、自動(dòng)控制等領(lǐng)域,出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的信息管理系統(tǒng),可用于生產(chǎn)管理、交通管理、情報(bào)檢索等領(lǐng)域。微處理器有8080、808  M6800、Z80。38  486微型計(jì)算機(jī)是初期產(chǎn)品?! ∮?jì)算精度高與邏輯判斷準(zhǔn)確  它具有人類無(wú)能為力的高精度控制或高速操作任務(wù)。以日本和韓國(guó)的造船業(yè)為例,由于采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),這兩個(gè)國(guó)家的造船工人人數(shù)從十幾萬(wàn)下降到2萬(wàn)多,年造船排水量近千萬(wàn)噸,我國(guó)有30萬(wàn)造船工人,年造船300萬(wàn)噸排水量,效率相差數(shù)十倍。未來(lái)計(jì)算機(jī)不僅具有非凡的記憶功能,而且具有判斷能力,真正成為人腦的延伸。  例如,計(jì)算機(jī)的機(jī)箱、鍵盤、鼠標(biāo)器、顯示器、打印機(jī)、計(jì)算機(jī)大底板(母板)、各類擴(kuò)充板卡等都是計(jì)算機(jī)硬件。常見接口卡有顯示卡、聲卡等。當(dāng)代的裸機(jī)只有極為有限的功能,甚至不能有效的啟動(dòng)和正常的進(jìn)行最起碼的數(shù)據(jù)處理工作。光盤驅(qū)動(dòng)器主要有三種,CD—ROM、CD—R和CD—RW,CD—ROM是只讀光盤驅(qū)動(dòng)器;CD—R只能寫入一次,以后不能改寫;CD—R  硬盤等  計(jì)算機(jī)軟件是指在硬件上運(yùn)行的程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)文檔。主板的類型和檔次決定著整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的類型和檔次,主板的性能影響著整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的性能?! ∷?、計(jì)算機(jī)硬件和軟件  集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷深化,使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜。計(jì)算機(jī)在我國(guó)的普及率不到10%,而美國(guó)是50%以上。  能自動(dòng)完成各種操作  計(jì)算機(jī)是由內(nèi)部控制和操作的,只要將事先編制好的應(yīng)用程序輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)就能自動(dòng)按照程序規(guī)定的步驟完成預(yù)定的處理任務(wù)。  5.第五代計(jì)算機(jī)  第五代計(jì)算機(jī)將把信息采集、存儲(chǔ)、處理、通信和人工智能結(jié)合一起具有形式推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋能力。微型計(jì)算機(jī)代表產(chǎn)品是IBMPC(CPU為8086)?! ∥⑿陀?jì)算機(jī)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段:  第一階段是1971~1973年,微處理器有400  408008。在軟件方面開始使用計(jì)算機(jī)算法語(yǔ)言。這臺(tái)計(jì)算機(jī)共用了18000多個(gè)電于管組成,占地170m2,總重量為30t,耗電140kw,運(yùn)算速度達(dá)到每秒能進(jìn)行5000次加法、300次乘法。馬克1號(hào)代表著自帕斯卡以來(lái),?人類所制造的機(jī)械計(jì)算機(jī)或電動(dòng)計(jì)算機(jī)之頂尖水平,當(dāng)時(shí)就被用來(lái)計(jì)算原子核裂變過(guò)程。有一天,她在調(diào)試程序時(shí)出現(xiàn)了故障,拆開繼電器后,發(fā)現(xiàn)有只飛蛾被夾扁在觸點(diǎn)中間,從而“卡”住了機(jī)器的運(yùn)行?! “显O(shè)計(jì)的馬克1號(hào)已經(jīng)是一種電動(dòng)的機(jī)器,?它借助電流進(jìn)行運(yùn)算,最關(guān)鍵的部件,用的是普通電話上的繼電器。在他的背后,是整整齊齊擺滿各種書籍的大書柜,書柜的上方貼著只有一個(gè)單詞的格言──思考(THINK),這是沃森最為推崇的行動(dòng)準(zhǔn)則。一名小小的中尉,他仍然沒(méi)有錢。由于博士論文的研究涉及到空間電荷的傳導(dǎo)理論,需要求解非常復(fù)雜的非線性微分方程,在進(jìn)行繁瑣的手工計(jì)算之余,艾肯很想發(fā)明一種機(jī)器代替人工求解的方法,幻想能有一臺(tái)計(jì)算機(jī)幫助他解決數(shù)學(xué)難題?! “拓惼婢扌请E落后,世人已逐漸將他淡忘,20世紀(jì)已經(jīng)來(lái)臨。1852年,懷著對(duì)分析機(jī)成功的美好夢(mèng)想,軟件才女英年早逝,死時(shí)年僅36歲。眾所周知,?美國(guó)國(guó)防部據(jù)說(shuō)是花了250億美元和10年的光陰,把它所需要軟件的全部功能混合在一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中,希望它能成為軍方數(shù)千種電腦的標(biāo)準(zhǔn)。第三部分巴貝奇沒(méi)有為它具體命名,其功能是以杰卡德穿孔卡中的“0”和“1”來(lái)控制運(yùn)算操作的順序,類似于電腦里的控制器。巴貝奇把這種新的設(shè)計(jì)叫做“分析機(jī)”?,它能夠自動(dòng)解算有100個(gè)變量的復(fù)雜算題,每個(gè)數(shù)可達(dá)25位,速度可達(dá)每秒鐘運(yùn)算一次。或許是這個(gè)小女孩特殊的氣質(zhì),在巴貝奇的記憶里打下了較深的印記。原來(lái),?伯爵夫人本名叫阿達(dá)  接到信函后不久,巴貝奇實(shí)驗(yàn)室門口走進(jìn)來(lái)一位年輕的女士?! ∧翘烨宄浚拓惼孀哌M(jìn)車間,偌大的作業(yè)場(chǎng)空無(wú)一人,只剩下滿地的滑車和齒輪,四處一片狼藉?! 〉诙_(tái)差分機(jī)大約有25000個(gè)零件,?主要零件的誤差不得超過(guò)每英寸千分之一,即使用現(xiàn)在的加工設(shè)備和技術(shù),要想造出這種高精度的機(jī)械也絕非易事。你看,每個(gè)輪子上都有數(shù)字標(biāo)記,它不會(huì)欺騙任何人。面對(duì)錯(cuò)誤百出的數(shù)學(xué)表,巴貝奇目瞪口呆,他甚至喊出聲來(lái):“天哪,這些計(jì)算錯(cuò)誤已經(jīng)充斥彌漫了整個(gè)宇宙!”  這件事也許就是巴貝奇萌生研制計(jì)算機(jī)構(gòu)想的起因。在教學(xué)之余,巴貝奇完成了大量發(fā)明創(chuàng)造,如運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)理論率先提出“一便士郵資”制度,發(fā)明了供火車使用的速度計(jì)和排障器等等。杰卡德提花機(jī)的原理,即使到了電腦時(shí)代的今天,依然沒(méi)有更大的改動(dòng),街頭巷尾小作坊里使用的手工絨線編織機(jī),其基本結(jié)構(gòu)仍與杰卡德編織機(jī)大體相似。雖然杰卡德在1790年就基本形成了他的提花機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)想,但為了參加革命,他無(wú)暇顧及發(fā)明創(chuàng)造,也扛起來(lái)福槍,投身到里昂保衛(wèi)戰(zhàn)的行列里。若要織出花樣,織工們必須細(xì)心地按照預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案,在適當(dāng)位置“提”?起一部分經(jīng)線,?以便讓滑梭牽引著不同顏色的緯線通過(guò)?! ☆櫭剂x,提花編織機(jī)具有升降紗線的提花裝置,是一種能使綢布編織出圖案花紋的織布機(jī)器。他撓有興趣地把8種卦象顛來(lái)倒去排列組合,?腦海中突然火花一閃──這不就是很有規(guī)律的二進(jìn)制數(shù)字嗎??若認(rèn)為陽(yáng)(—)是“1”?,陰()是“0”,八卦恰好組成了二進(jìn)制000到111共8個(gè)基本序數(shù)。步進(jìn)輪是一個(gè)有9個(gè)齒的長(zhǎng)圓柱體,9個(gè)齒依次分布于圓柱表面;旁邊另有個(gè)小齒輪可以沿著軸向移動(dòng),以便逐次與步進(jìn)輪嚙合。雖然在帕斯卡發(fā)明加法器的時(shí)候,他尚未出世,但這篇由帕斯卡親自撰寫的關(guān)于加法計(jì)算機(jī)的論文,卻使他似醍醐灌頂,勾起強(qiáng)烈的發(fā)明欲。凡是學(xué)過(guò)物理的人都知道一個(gè)關(guān)于液體壓強(qiáng)性質(zhì)的“帕斯卡定律”,這個(gè)定律就是他的偉大發(fā)現(xiàn)并以他的名字命名的。然而,即使只做加法,也有個(gè)“逢十進(jìn)一”的進(jìn)位問(wèn)題?! ∧壑S許多多科學(xué)家和能工巧匠智慧的早期計(jì)算工具,在不同的歷史階段發(fā)揮過(guò)巨大作用,但也將隨著科學(xué)發(fā)展而逐漸消亡,最終完成它們的歷史使命。算盤本身還可以存儲(chǔ)數(shù)字,使用起來(lái)的確很方便,它幫助中國(guó)古代數(shù)學(xué)家取得了不少重大的科技成果,在人類計(jì)算工具史上具有重要的地位。納皮爾算籌在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,是歐洲人主要的計(jì)算工具?! 〔恢螘r(shí),許多國(guó)家的人都不約而同想到用“籌碼”來(lái)改進(jìn)工具,其中要數(shù)中國(guó)的算籌最有名氣?;仡欕娔X發(fā)展的歷史,并依此上溯它的起源,真令人驚嘆滄海桑田的巨變;歷數(shù)電腦史上的英雄人物和跌宕起伏的發(fā)明故事,將給后人留下了長(zhǎng)久的思索和啟迪。諾依曼提出的EDVAC計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)為人們普遍接受,此計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)又稱馮  第一臺(tái)計(jì)算機(jī)  人們通常所說(shuō)的計(jì)算機(jī),是指電子數(shù)字計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速發(fā)展,包括商業(yè)、科技、工程等領(lǐng)域?! 〉谝淮请娮庸苡?jì)算機(jī),其發(fā)展年代大致為19461958年?! ∮绊戄^大的是ENIAC(“埃尼阿克”,ElectronicNumericalIntegratorand  Calculator,電子數(shù)字積分器和計(jì)算器)?! ∥蚁嘈牛滦陀?jì)算機(jī)與相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,是二十一世紀(jì)科技領(lǐng)域的重大創(chuàng)新,必將推進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)人類發(fā)展史上的重大突破。通用PC將逐漸由專用設(shè)備(軟硬件一體化的計(jì)算機(jī))所代替,以提高工作效率。多核讓CPU重新找到了暫時(shí)的方向,2核,3核,4核,到6核,8核,CPU終于從單核正式跨入了多核時(shí)代。  五筆輸入法后來(lái)也推出了98版,雖然輸入效率可以進(jìn)一步提高,但是由于要重新記憶新的字根法則比較麻煩,所以很多人還是用老版的字根法則,當(dāng)然也
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