[工學(xué)]朱映輝計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論(編輯修改稿)
2025-03-15 09:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 德斯坦向馮 ?諾依曼介紹了正在研制電子計(jì)算機(jī)，馮?諾依曼非常感興趣。幾天之后，馮 ?諾依曼就專程到莫爾學(xué)院參觀還未完成的 ENIAC，并參加了為改進(jìn) ENIAC而舉行的一系列專家會(huì)議。 32 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 2. ENIAC和馮 諾依曼 這臺(tái)名為 ENIAC (電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)的縮寫(xiě)）的機(jī)器，使用 18800個(gè)電子管， 1500多個(gè)繼電器，耗電150千瓦，占地170平方米，重達(dá)30噸，可謂“龐然大物”也。 33 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 2. ENIAC和馮 諾依曼 ? 馮 ?諾依曼決定重新設(shè)計(jì)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，命名為“離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)” (Electronic Discrete Variable Automatic Calculator： EDVAC)。 ? 1946年 6月，馮 ?諾依曼和戈德斯坦、勃克斯回到普林斯頓大學(xué)高級(jí)研究院，完成了另一臺(tái) ISA(高級(jí)研究院的英文縮寫(xiě) )電子計(jì)算機(jī)，他們聯(lián)名發(fā)表了計(jì)算機(jī)史上著名的“ 101頁(yè)報(bào)告”。 34 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 2. ENIAC和馮 諾依曼 ? 1946年，英國(guó)劍橋大學(xué)威爾克斯 ()教授，到賓夕法尼亞大學(xué)參加馮 ?諾依曼主持的培訓(xùn)班，完全接受了馮 ?諾依曼存儲(chǔ)程序的設(shè)計(jì)思想。 ? 1949年 5月，威爾克斯研制成了一臺(tái)由 3000只電子管為主要元件的計(jì)算機(jī)，命名為電子儲(chǔ)存程序計(jì)算機(jī) (Electronic Delay Storage Automatic Calculator： EDSAC)，由此，他獲得了 1967年度“圖靈獎(jiǎng)”。 35 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段 ? 計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是二十世紀(jì)最輝煌的成就之一，按照采用的電子器件劃分，計(jì)算機(jī)大致已經(jīng)歷了四個(gè)階段： ? 1. 第一代計(jì)算機(jī) (1946年 —1957年 ) ? 其主要特征是邏輯器件使用電子管，用穿孔卡片機(jī)作為數(shù)據(jù)和指令的輸入設(shè)備，用磁鼓或磁帶作為外存儲(chǔ)器，使用機(jī)器語(yǔ)言編程。 ? 第一代計(jì)算機(jī)體積大、運(yùn)算速度低、存儲(chǔ)容量小、可靠性低。幾乎沒(méi)有什么軟件配置，主要用于科學(xué)計(jì)算。 ? 其代表機(jī)型有： ENIAC、 IBM650(小型機(jī) )、 IBM709(大型機(jī) )等。 36 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 37 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 2. 第二代計(jì)算機(jī) (1958年 —1964年 ) ? 其主要特征是使用晶體管代替了電子管，內(nèi)存儲(chǔ)器采用了磁芯體，引入了變址寄存器和浮點(diǎn)運(yùn)算硬件，利用 I/O處理機(jī)提高了輸入輸出能力。 ? 在軟件方面配置了子程序庫(kù)和批處理管理程序，并且推出了 Fortran、 COBOL、 ALGOL等高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及相應(yīng)的編譯程序，降低了程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。 ? 其代表機(jī)型有： IBM7090、 IBM709 CDC7600等。 38 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 39 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 3. 第三代計(jì)算機(jī) (1965年 —1972年 ) ? 其主要特征是用半導(dǎo)體、小規(guī)模集成電路(Integrated Circuit——IC)作為元器件代替晶體管等分立元件，用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替磁芯存儲(chǔ)器，使用微程序設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)化處理機(jī)的結(jié)構(gòu)，這使得計(jì)算機(jī)的體積和耗電量顯著減小，而計(jì)算速度和存儲(chǔ)存量卻有較大提高，可靠性也大大加強(qiáng)。 ? 在軟件方面則廣泛地引入多道程序、并行處理、虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)和功能完備的操作系統(tǒng)，同時(shí)還提供了大量的面向用戶的應(yīng)用程序。計(jì)算機(jī)開(kāi)始定向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化，此時(shí)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)入到許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。 ? 其代表機(jī)器有： IBM360系列、富士通 F230系列等。 40 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 41 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 4. 第四代計(jì)算機(jī) (1972年 —) ? 其主要特征是使用了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，大規(guī)模、超大規(guī)模塊集成電路的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)沿著兩個(gè)方向飛速向前發(fā)展。 ? 一方面，利用大規(guī)模集成電路制造多種邏輯芯片，組裝出大型、巨型計(jì)算機(jī)。 ? 另一方面，利用大規(guī)模集成電路技術(shù)，將運(yùn)算器、控制器等部件集成在一個(gè)很小的集成電路芯片上，從而出現(xiàn)了微處理器。 ? 完善的系統(tǒng)軟件、豐富的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具和商品化的應(yīng)用程序的大量涌現(xiàn)，以及通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)進(jìn)入了一個(gè)大發(fā)展的階段。 42 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 43 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 ? 現(xiàn)在很多國(guó)家正在研制新一代的計(jì)算機(jī)，新 —代計(jì)算機(jī)將是微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、電子仿生技術(shù)等多學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物。它能進(jìn)行知識(shí)處理、自動(dòng)編程、測(cè)試和排錯(cuò)，以及用自然語(yǔ)言、圖形、聲音和各種文字進(jìn)行輸入和輸出。新 —代計(jì)算機(jī)的研究目標(biāo)是試圖打破計(jì)算機(jī)現(xiàn)有的體系結(jié)構(gòu)，使得計(jì)算機(jī)能夠具有像人那樣的思維、推理和判斷能力。 ? 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的非傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)有：超導(dǎo)計(jì)算、量子計(jì)算、生物計(jì)算、光計(jì)算等。未來(lái)的計(jì)算機(jī)可能是超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)或納米計(jì)算機(jī)、 DNA計(jì)算機(jī)等。 44 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 2022/3/13 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ? 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一種能夠按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、處理、輸出和存儲(chǔ)的系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)兩大部分組成。 ? 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由一系列電子元器件按照一定邏輯關(guān)系連接而成，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 ? 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)由操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)以及各種軟件工具和應(yīng)用軟件等
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