s-計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

1、學(xué)習(xí)本課程的建議學(xué)習(xí)本課程的建議 抓住抓住5個(gè)環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)、聽課、復(fù)習(xí)、記筆記、個(gè)環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)、聽課、復(fù)習(xí)、記筆記、 作業(yè)作業(yè) 注重兩個(gè)能力：自學(xué)能力、實(shí)踐能力注重兩個(gè)能力：自學(xué)能力、實(shí)踐能力 注意兩個(gè)交流：與同學(xué)、老師的交流注意兩個(gè)交流：與同學(xué)、老師的交流 實(shí)現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)變：大學(xué)課程學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。實(shí)現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)變：大學(xué)課程學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。 處理好課程與教材的關(guān)系：課程學(xué)時(shí)及內(nèi)容安處理好課程與教材的關(guān)系：課程學(xué)時(shí)及內(nèi)容安排，學(xué)習(xí)參考書排，學(xué)習(xí)參考書計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用目目 錄錄計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展公元前5世紀(jì)中國人就發(fā)明算盤，廣泛應(yīng)用于

2、商業(yè)貿(mào)易中。算盤被認(rèn)為是最早的計(jì)算機(jī)，并一直沿用至今。算盤在某些方面的運(yùn)算能力要超過目前的計(jì)算機(jī)。17世紀(jì)，計(jì)算機(jī)設(shè)備有了第二次重要進(jìn)步，法國人帕斯卡發(fā)明了自動(dòng)進(jìn)位加法器。1694年德國數(shù)學(xué)家戈特弗里德對其改進(jìn)，使之可以計(jì)算乘法。后來法國人哥倫比亞發(fā)明了可以進(jìn)行四則運(yùn)算的計(jì)算器?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)真正起源于英國數(shù)學(xué)教授查爾斯巴貝奇。巴貝奇的蒸汽動(dòng)力計(jì)算機(jī)雖然沒有完成，然而卻勾畫出了現(xiàn)代通用計(jì)算機(jī)的基本功能部分。 計(jì)算機(jī)之父計(jì)算機(jī)之父 人物： 約翰文森特阿塔納索夫 職業(yè)： 衣阿華州立大學(xué)物理系 34 歲副教授 時(shí)間：時(shí)間：1937 年12 月 某個(gè)冬夜 人物：克利夫貝里 職業(yè)：衣阿華州立大學(xué)電氣工程 碩

3、士研究生 阿塔納索夫的研究助手 時(shí)間：時(shí)間：1939年 儀器工作原理：計(jì)算器連接起自行車齒輪和電子元件，數(shù)字從修改過的IBM 穿孔卡片讀數(shù)機(jī)輸入，然后存儲在兩個(gè)鼓上，分別容納方程式兩邊的數(shù)字，并精確地以每秒一圈的速度旋轉(zhuǎn)。每個(gè)鼓上有50 排電容，每排30 個(gè)，總共有1500 個(gè)數(shù)字化的二進(jìn)制位，按現(xiàn)代說法即1.5 千位，它能夠存儲一大串二進(jìn)制數(shù)。 1943 年4 月9 日，彈道研究實(shí)驗(yàn)室的高級官員同意了毛赫利艾克特計(jì)劃，稱之為ENIAC，即電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)（ElectronicNumerical Integrator and Computer）的首字母縮寫。計(jì)算機(jī)作為賓夕法尼亞大學(xué)一項(xiàng)名為E

4、NIAC（電子數(shù)字積分器和計(jì)算機(jī)）機(jī)密計(jì)劃的產(chǎn)物。在ENIAC 的工作上取得專利的約翰毛赫利和普雷斯珀艾克特，是嘗試從新發(fā)明的機(jī)器中盈利的第一人。數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展1946電子管計(jì)算機(jī)1957晶體管計(jì)算機(jī)1964集成電路計(jì)算機(jī)1972大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)第一代電子管計(jì)算機(jī)重達(dá)30噸每秒5000次加法運(yùn)算占地170m2功率150KW18000個(gè)電子管1946年2月15日，世界上第一臺數(shù)字電子計(jì)算機(jī)ENIAC在美國的賓夕法尼亞大學(xué)誕生。ENIAC代表了計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑,它的問世標(biāo)志著計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來。操作指令為特定任務(wù)而編制，每種機(jī)器有各自不同的機(jī)器語言，功能受到限制，速度也慢。使用真空電子管

5、和磁鼓儲存數(shù)據(jù)。馮諾依曼理論在ENIAC的開發(fā)過程中，美藉科學(xué)家馮諾依曼針對它存在的問題，提出一個(gè)全新的通用計(jì)算機(jī)方案馮諾依曼理論。從ENIAC到當(dāng)前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)都采用的是馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，所以馮諾依曼是當(dāng)之無愧的數(shù)字計(jì)算機(jī)之父。計(jì)算機(jī)有運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個(gè)基本部件組成采用二進(jìn)制表示計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)將程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中，并讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)的執(zhí)行程序馮諾依曼理論第二代晶體管計(jì)算機(jī)晶體管和磁芯存儲器的發(fā)明導(dǎo)致了第二代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生，其主要特點(diǎn)是體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。1955年貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出世界上第一臺全晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC，裝有800只晶體管，僅1

6、00瓦功率，占地也只有3立方英尺。計(jì)算機(jī)中存儲的程序使得計(jì)算機(jī)有了很好的適應(yīng)性，可以更有效地用于商業(yè)用途。磁盤磁帶打印機(jī)內(nèi)存在這一時(shí)期出現(xiàn)了更高級的COBOL和FORTRAN等語言，使計(jì)算機(jī)編程更容易，新的職業(yè)(程序員、分析員和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專家)和整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)由此而誕生。第三代集成電路計(jì)算機(jī)1961年德州儀器公司僅用不到9個(gè)月時(shí)間，便研制出第一臺用集成電路組裝的計(jì)算機(jī)，標(biāo)志著電腦從此進(jìn)入它的第三代歷史。更多的元件集成到單一的半導(dǎo)體芯片上，計(jì)算機(jī)變得更小，功耗更低，速度更快。這一時(shí)期的發(fā)展還包括使用了操作系統(tǒng)，使得計(jì)算機(jī)在中心程序的控制協(xié)調(diào)下可以同時(shí)運(yùn)行許多不同的程序。1959年基爾比與諾伊斯同時(shí)

7、發(fā)明了集成電路(IC)，將三種電子元件結(jié)合到一片小小的硅片上。該機(jī)共有587塊集成電路，重不過300克，體積不到100立方厘米，功率只有16瓦。第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)目目 錄錄 1.1.1 1.1.1 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的發(fā)展的發(fā)展 1.1.2 1.1.2 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用巨型機(jī)天河一號大型主機(jī)小巨型機(jī)NS1000小型機(jī)特種計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的種類很多，因此分類的方法也很多。根據(jù)計(jì)算機(jī)分類的演變過程和近期可能的發(fā)展趨勢，通常將計(jì)算機(jī)分為巨型機(jī)、小巨型機(jī)、大型主機(jī)、小型機(jī)、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)和特種計(jì)算機(jī)共7大類。 。工作站特種計(jì)算機(jī)分類與特點(diǎn)特種計(jì)算機(jī)是一

8、種加固的增強(qiáng)型計(jì)算機(jī)，它可以作為工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行。由于特種計(jì)算機(jī)的性能可靠、軟件豐富、價(jià)格低廉，因此特種計(jì)算機(jī)在嵌入式工業(yè)自動(dòng)化控制中異軍突起后來居上，應(yīng)用日趨廣泛。p分類使用Intel X86架構(gòu)使用ARM架構(gòu)p技術(shù)特點(diǎn)全鋼標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)機(jī)箱總線結(jié)構(gòu)、模塊化和一體化設(shè)計(jì)技術(shù)兩種散熱方式高度可靠工業(yè)電源自診斷功能可選多種控制模塊系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位多種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特種計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域u 應(yīng)用領(lǐng)域 工業(yè)現(xiàn)場 路橋收費(fèi) 醫(yī)療 智能交通 監(jiān)控 數(shù)控機(jī)床 電力 鐵路 航天 .個(gè)人計(jì)算機(jī) 使用Intel X86架構(gòu)的PC機(jī) 使用PowerPC架構(gòu)的Macintosh蘋果電腦 DEC公司推出使用它自己Alp

9、ha芯片機(jī)器分類 功能多、配置全、適應(yīng)面廣、通用性強(qiáng) 設(shè)計(jì)先進(jìn) 較高的運(yùn)算速度和較大的存儲容量 帶有通用外設(shè)，配備各種軟件特點(diǎn) 辦公自動(dòng)化 數(shù)據(jù)庫管理 圖像識別 語音識別 專家系統(tǒng) 多媒體技術(shù) 家庭應(yīng)用應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的出現(xiàn)，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑事件。嵌入式系統(tǒng)誕生于微型計(jì)算機(jī)時(shí)代，與通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展道路完全不同，形成了獨(dú)立的單芯片的技術(shù)發(fā)展道路。由于嵌入式系統(tǒng)的誕生，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中出現(xiàn)了通用計(jì)算機(jī)與嵌入式計(jì)算機(jī)的兩大分支。不可兼顧的技術(shù)發(fā)展道路，形成了兩大分支的獨(dú)立發(fā)展道路：通用計(jì)算機(jī)按照高速、海量的技術(shù)發(fā)展；嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則為滿足對象系統(tǒng)嵌入式智能化控制要求發(fā)展。由于獨(dú)立的分工發(fā)展，20世紀(jì)末，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的兩大分支都得到了迅猛地發(fā)展。u通用計(jì)算機(jī)按照高速、海量的技術(shù)發(fā)展u嵌入式計(jì)算機(jī)滿足對象系統(tǒng)嵌入式智能化控制要求