一计算机的发展简史
简述计算机发展的历史
计算机发展简史
计算机的发展历史可以概括为以下几个阶段：
一、早期计算设备：20世纪早期，计算设备主要以机械计算器和打孔卡片机为主。
这些设备通过机械和电力完成计算任务，但速度较慢且功能有限。
二、电子管时代：1940年代至1950年代，电子管的发明使得计算机进入了电子时代。
第一台电子管计算机是美国的恩尼阿克计算机（ENIAC），它利用电子管进行计算，速度比机械设备快了许多。
三、晶体管时代：20世纪50年代末至60年代初，晶体管取代了电子管，使计算机更加小型化、稳定和高效。
这一时期，出现了很多重要的计算机，如IBM的System/360系列和DEC的PDP系列。
四、集成电路时代：20世纪60年代中期，集成电路的发明使得计算机的集成度更高。
计算机的逻辑电路和存储器等组件被集成在一个芯片上，大大提升了计算机的性能和可靠性。
五、个人计算机时代：20世纪70年代末至80年代初，个人计算机的兴起使计算机普及到了家庭和办公场所。
苹果公司的Apple II 和IBM的IBM PC等个人计算机开创了新的市场，并带动了软件和硬件产业的发展。
六、互联网时代：20世纪90年代，互联网的普及使得计算机的应用和交流更加便捷。
万维网的发明和浏览器的普及使人们可以通过网络浏览信息、进行在线交流和电子商务。
七、移动计算时代：21世纪初至今，移动计算设备如智能手机和平板电脑成为主流。
这些设备的小型化、便携性和多功能使人们可以随时随地进行计算和互联网活动。
计算机的基础知识
作者:蔡凤
5.计算机软件系统的组成
软件系统分为系统软件和应用系统软件 1>系统软件 功能:启动计算机,存储,加载和执行应用程 序,对文件惊醒排序,检索,将程序语言翻 译成机器语言等.
<1>操作系统 操作系统是控制和管理机算机软硬，软盘的程 序系统。是直接运行在计算机硬件上最基本的 系统软件，是系统软件的核心。方便使用计算 机，是用户和机算机的接口。 操作系统的5大功能模块: 1>处理器管理.当多个程序同时运行时,解决处 理器(cpu)时间的分配问题. 2>作业管理 3>存储器管理.为每个程序及其使用的数据分 配存储空间,并保证它们互不干扰. 4>文件管理 5>设备管理
1、十进制转换成二进制
2 2 64 32 0 0 0 0 0
8
8 8
64
8 1 0
0 0 1
2
2 2
16
8 4
2
2
2
1 0
4、八进制转换成十进制
100（8）=1×82+0×81+0×80 =64（10）
0
1
3、二进制转换成十进制
1000000（2）=1×26+0×25+0×24+0×23+0×22+0×21+0×20 =64（10）
DVD-ROM DVD-R/RW
应用软件 Word、Photoshop、3ds MAX…….
作者:蔡凤
3.计算机的五个基本部件
分为：运算器，控制器，存储器，物质输出 输入设备
作者:蔡凤
4.计算机的硬件及其功能
1)运算器的核心是加法器。 2）控制器是计算机的神经中枢，由它指挥全机各 个部件自动、协调地工作。 2)存储器：主要用来保存程序和数据，存储器应该 具备存数和取数功能。 3)输入设备是用来向计算机输入命令，程序、数据、 文本、图形、图像、等信息的。如：用键盘输入 数据，鼠标等。 4)输出设备：主要功能是将计算机处理后的各种内 部格式的信息转换为人们能识别的形式。如：将 内部用打印机, 绘图仪，显示器
计算机三百八十年发展史
回首三百八十年——计算机编年简史1623年：德国科学家契克卡德（W. Schickard）制造了人类有史以来第一台机械计算机，这台机器能够进行六位数的加减乘除运算。
1642年：法国科学家帕斯卡（B.Pascal）发明了著名的帕斯卡机械计算机，首次确立了计算机器的概念。
1674年：莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机，使之成为一种能够进行连续运算的机器，并且提出了“二进制”数的概念。
（据说这个概念来源于中国的八卦）1725年：法国纺织机械师布乔（B.•Bouchon）发明了“穿孔纸带”的构想。
1805年：法国机械师杰卡德（J.Jacquard）根据布乔“穿孔纸带”的构想完成了“自动提花编织机”的设计制作，在后来电子计算机开始发展的最初几年中，在多款著名计算机中我们均能找到自动提花机的身影。
1822年：英国科学家巴贝奇（C.•Babbage）制造出了第一台差分机，它可以处理3个不同的5位数，计算精度达到6位小数。
1834年：巴贝奇提出了分析机的概念，机器共分为三个部分：堆栈，运算器，控制器。
他的助手，英国著名诗人拜伦的独生女阿达•奥古斯塔（Ada Augusta）为分析机编制了人类历史上第一批计算机程序。
阿达和巴贝奇为计算机的发展创造了不朽的功勋，他们对计算机的预见起码超前了一个世纪以上，正是他们的辛勤努力，为后来计算机的出现奠定了坚实的基础。
1847年：英国数学家布尔（G.Boole）发表著作《逻辑的数学分析》。
1852年：阿达•奥古斯塔（Ada Augusta）去世，年仅36岁。
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。
1868年：美国新闻工作者克里斯托夫•肖尔斯（C.Sholes）发明了沿用至今的QWERTY键盘。
1871年：为计算机事业贡献了毕生精力的巴贝奇（C.•Babbage)去世。
计算机发展简史
计算机简史1623年：德国科学家契克卡德（W. Schickard）制造了人类有史以来第一台机械计算机，这台机器能够进行六位数的加减乘除运算。
1642年：法国科学家帕斯卡（B.Pascal）发明了著名的帕斯卡机械计算机，首次确立了计算机器的概念。
1674年：莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机，使之成为一种能够进行连续运算的机器，并且提出了“二进制”数的概念。
（据说这个概念来源于中国的八卦）1725年：法国纺织机械师布乔（B.•Bouchon）发明了“穿孔纸带”的构想。
1805年：法国机械师杰卡德（J.Jacquard）根据布乔“穿孔纸带”的构想完成了“自动提花编织机”的设计制作，在后来电子计算机开始发展的最初几年中，在多款著名计算机中我们均能找到自动提花机的身影。
1822年：英国科学家巴贝奇（C.•Babbage）制造出了第一台差分机，它可以处理3个不同的5位数，计算精度达到6位小数。
1834年：巴贝奇提出了分析机的概念，机器共分为三个部分：堆栈，运算器，控制器。
他的助手，英国著名诗人拜伦的独生女阿达•奥古斯塔（Ada Augusta）为分析机编制了人类历史上第一批计算机程序。
阿达和巴贝奇为计算机的发展创造了不朽的功勋，他们对计算机的预见起码超前了一个世纪以上，正是他们的辛勤努力，为后来计算机的出现奠定了坚实的基础。
1847年：英国数学家布尔（G.Boole）发表著作《逻辑的数学分析》。
1852年：阿达•奥古斯塔（Ada Augusta）去世，年仅36岁。
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。
1868年：美国新闻工作者克里斯托夫•肖尔斯（C.Sholes）发明了沿用至今的QWERTY键盘。
1871年：为计算机事业贡献了毕生精力的巴贝奇（C.•Babbage)去世。
计算机的发展简史
输入设备
自动化处理
输出设备
2、分类
按照信息的表示形式和处理方式分为：
模拟电子计算机 数字电子计算机 数字模拟混合电子计算机
按照用途分为：
通用计算机 专用计算机
按照规模分为：
巨型机
大型机 小型机 微型机 工作站
3、 应用领域 1、科学计算
2、信息处理
3、过程控制
4、辅助工程 5、人工智能和系统仿真 6、计算机在军事领域的应用
819.18=8*102+1*101+9*100+1*10-1+8*10-2
此式称为数值的按权 展开式，其中10i称为十进 制数的权，10称为基数
数制与编码
2、R进制计数制
一、 数制的基本概念
任意R进制计数制同样有基数R，权Ri和按权展 开表示式。 二进制数按权展开 (101.01)2=1*22+0*21+1*20+0*2-1+1*2-2=4+1+0.25=5.25 其中2i称为二进制 数的权，2称为基数
冯. 诺依曼原理： 1、采用二进制
2、建立存储程序
计算机之父
2、电子计算机的发展简史
★ 第一代计算机
电子管时代
1946年 ~ 1957年
运速1千~1万次/秒
★ ★
★
第二代计算机
晶体管时代
1958年 ~ 1963年
运速1万~几十万次/秒
第三代计算机
集成电路时代
1964年 ~ 1969年
运速几十万~几百万次/秒
汉字字形
数制与编码
2、汉字的编码 5）汉字地址码
四、计算机中字符的编码
汉字地址码是汉字库中存储汉字字形信息的逻辑地址码。
计算机基础(计算机概述)
二、微机发展简史
4、第四代CPU（32位）
1985年的80386，主频33MHz,含27.5万个晶体 管；1989年的80486，是将80386和80387（数学协 处理器，支持浮点运算）及8KB高速缓存器Cache 集成在一个芯片内，并首次采用了RISC技术，其 性能较80386DX/80387的组合提高4倍，其主频逐 步提高到100MHz，单片集成了120万个晶体管。
三、计算机的基本结构
计算机系统包括硬件和软件 计算机硬件包括主机和外部设备 计算机主机包括CPU和存储器
三、计算机的基本结构
四. 计算机分类、特点、用途
计算机的分类
巨型机：运算速度达每秒上亿次。如我国研制的银 河、曙光、神州等超级计算机。
大型机：速度和性能比巨型机稍低，其特点是有自 己的专用操作系统。
从计算能力来看，不如现在的小计算器。 ENIAC的照片: （见下图）
计算机的基本结构——冯·诺依曼模型
➢ 电子计算机之父 以美籍匈牙利数学家约翰·冯·诺依曼（1903-1957 ，电
子计算机之父）为首的研制小组提出了“存储程序控制”的计 算机结构(即诺依曼机），奠定了现代计算机的体系结构。 ➢ 冯·诺依曼模型的主要思想 ⑴ 计算机（指硬件）由五大基本部件组成——运算器、控制器、 存储器、输入设备和输出设备； ⑵ 计算机内部采用二进制来表示指令和数据； ⑶ 将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再执行程 序。
计算机概述
一. 计算机、微机发展简史
１、世界上第一台计算机ENIAC（第一代 ）
1946年2月，美国研制成功 ENIAC (Electronic Numberical Intergrator And Caculator 爱尼克)。它由18000多个电子管、1500多个继 电器等组成，重30吨，耗电150千瓦，占地170 平方米，运算速度为每秒5000次。这是以电子 管为逻辑元件的计算机，称为第一代计算机。
计算机基础知识
第一章计算机基础知识1.1 概述1.1.1计算机发展简史通常所说的计算机是指电子数字计算机，是一种在程序控制下自动进行信息处理的电子设备。
1.计算机发展的四个阶段世界上第一台电子数字积分计算机（ENIAC,electronic numerical integator and computer）于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学诞生。
半个多世纪来，随着半导体技术的不断进步、计算机的应用需求不断扩展、各行各业对计算机处理信息的能力要求越来越高的推动下，计算机设计生产技术以日新月异的速度发展，先后经历了以电子管、晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路为主要元器件的四个时代。
1）第一代计算机（1946-1957年）这一代计算机以电子管为基本物理器件，称为“电子管时代”。
电子管计算机的体积大、耗电量大、容量小、速度慢、价格贵。
如ENIAC共用了18000多个电子管，重30t，占地面积160m,耗电150KW。
在这个时代，人们用机器语言和汇编语言编程，计算机的应用范围仅限于军事和科学计算。
2）第二代计算机（1958-1964年）这一代计算机以晶体管作为基本物理器件，称为“晶体管时代”。
晶体管计算机与电子计算机相比，具有体积小、耗电省、速度快、寿命长、成本低、功能强等优点。
这个时代已出现了操作系统和高级程序设计语言，如Fortran语言等，计算机除了应用于军事和科学计算外，还开始用于数据处理、事务管理和过程控制等方面。
3）第一代计算机（1965-1970年）这一代计算机以中小规模集成电路作为基本物理器件。
第三代计算机与第二代相比，它的体积缩小，耗，电量减小，功能、可靠性增强，运算速度提高。
这一时期出现了更多的高级程序设计语言，操作系统进一步完善，计算机已开始应用于各个领域。
4）第四代计算机（1971年至今）这一代计算机以大规模、超大规模集成电路作为基本物理器件。
计算机的体积更小、耗电量更少、功能更强、寿命更长、可靠性更高。
计算机发展简史
第一节计算机发展简史第一代：真空管（电子管）1946～57年46年诞生第1台电子计算机ENIAC体积庞大，重30吨，有18000多个真空管组成，5000次加法/秒。
采用十进制表示/运算，其存储器由20个累加器组成，每个累加器可存10位十进制数，每一位数由10个真空管表示。
采用手动编程，通过设置开关和插拔电缆实现。
冯·诺依曼机45年冯·诺依曼（图灵也同时）提出“存储程序”思想，并于46年开始设计“存储程序”计算机，被称为IAS计算机。
“存储程序”思想：将事先编好的程序和原始数据送入主存中，然后启动计算机工作。
计算机能在不需操作人员干预的情况下，自动完成逐条取出指令和执行指令的任务。
特点：单CPU，运算器为PC和AC结构，定点运算，程序控制I/OIAS计算机1946年冯·诺依曼和他的同事在普林斯顿高级研究院开始设计一种新的程序存储计算机。
它被称为IAS计算机。
虽然直到1952年仍未完成，但它却是后来通用计算机的原型。
IAS计算机的一般结构，它包含5个部件:IAS计算机的结构IAS计算机的存储格式M:1000个字（地址位数≧10）；21条指令（操作码位数≧5）第二代：晶体管 1958～64年元器件：逻辑元件采用晶体管以外，其内存储器由磁芯构成，磁鼓与磁带成为外存储器。
特点：变址，浮点运算，多路存储器，I/O处理机，中央交换结构(非总线结构)。
软件：使用了高级语言，并提供了系统软件。
代表机种：IBM 7094和DEC PDP-1第三代：SSI/MSI 1965～71年元器件：逻辑元件与主存储器均由集成电路实现。
特点：微程序控制，Cache，虚拟存储器，流水线等。
代表机种： IBM 360和DEC PDP-8（大型/巨型机与小型机同时发展）IBM System/360系列计算机IBM公司于1964年研制成功引入了“兼容机”（或称为“系列机”）概念兼容机的特征：相同的或相似的指令集相同或相似的操作系统更高的速度更多的I/O端口数更大的内存容量更高的价格有些低端机指令集是高端机的一个子集，称为“向后兼容”。
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数制与编码
2、汉字的编码
四、计算机中字符的编码
1）国标码
• 区位码
把7445个国标码放置一个94行×94列的阵列中。
阵列的每一行称为一个汉字的“区”，用区号表示， 每一列称为汉字的“位”，用位号表示，区号与位号的范 围是1—94。
一个汉字的区号和位号的组合就是“区位码”，区 位码的形式高两位是为区号，低两位为位号。
1958年 ~ 1963年
晶体管时代
运速1万~几十万次/秒
★ 第三代计算机
集成电路时代
1964年 ~ 1969年
运速几十万~几百万次/秒
★ 第四代计算机
1970年 ~ 今
大、超大规模集成电路时代 运速几千万~几亿次/秒
３、未来发展趋势
集成化 智能化 网络化 多媒体化
4、我国计算机发展情况
代
第一代 第二代 第三代 第四代
汉字信息处理系统中产生汉字字形的方式，大多是数 字式的，即以点阵的方式形成汉字。汉字是方块字，将方 块等分成有n行n列的格子，简称它为点阵。凡笔画所到的 格子点为黑的，用二进制数“1”表示，否则为白点，用二 进制数“0”表示。
数制与编码
2、汉字的编码 4）汉字字形码
四、计算机中字符的编码
简易型16×16
数制与编码
三、各种数制间的转换
十进制数转换成二进制数
十进制数包含整数和小数两部分，在这我们对整数 的转换方式进行讲解。
举例：
除数2 余数
商1 商2 商3 商4 商5 商6 商7 商8
215 107 53 26 13 6 3 1
0
214 106 52 26 12 6 2 0
1 11 最低位
0 10 1 1 最高位
Intel8088(准16位)
第二代
1982年
Intel 80286(全16位)
第三代
1985年
Intel 80386
第四代 第五代
1989年 1993年
Intel 80486 Intel 80586
代表机
IBM-PC/XT IBM-PC/AT 80386 SX(准32位) 80386 DX(全32位)
486 PⅠ、PⅡ、P3、P4
第一讲 计算机基础知识
一、计算机的发展简史 二、计算机的定义、分类及应用 三、数制与编码
1、定义
电子计算机是一种能根据程序要求快速而高 效地自动完成信息处理并具有存储记忆功能的电 子设备，俗称“电脑”。
输入设备 自动化处理 输出设备
2、分类
按照信息的表示形式和处理方式分为：
数制与编码
四、计算机中字符的编码
2、汉字的编码
1）国标码
• 区位码 区位范围 1---15 16---54 56---87 88---94
内容 图形符号 一级常用汉字 二级次常用汉字
保留区
数制与编码
2、汉字的编码 2）汉字输入码
四、计算机中字符的编码
为将汉字输入计算机而编制的代码称为汉字输入码，也 叫外码。目前汉字主要是由键盘输入计算机的，所以汉字 输入码都是由键盘上的字符或数字组合而成。
模拟电子计算机 数字电子计算机 数字模拟混合电子计算机
按照用途分为：
通用计算机 专用计算机
按照规模分为：
巨型机 大型机 小型机 微型机 工作站
3、 应用领域
1、科学计算 2、信息处理 3、过程控制 4、辅助工程 5、人工智能和系统仿真 6、计算机在军事领域的应用
第一讲 计算机基础知识
一、计算机的发展简史 二、计算机的定义、分类及应用 三、数制与编码
目前流行的汉字输入码有全拼输入法、双拼输入法、 自然码输入法、五笔形输入法等。
数制与编码
2、汉字的编码 3）汉字内码
四、计算机中字符的编码
汉字内码是为汉字在计算机内存储、处理和传输的要 求，让计算机认可，并且与汉字一一对应的一种编码。
数制与编码
2、汉字的编码 4）汉字字形码
四、计算机中字符的编码
数制与编码
一、 数制的基本概念
2、R进制计数制
任意R进制计数制同样有基数R，权Ri和按权展 开表示式。
二进制数按权展开
(101.01)2=1*22+0*21+1*20+0*2-1+1*2-2=4+1+0.25=5.25
其中2i称为二进制数 的权，2称为基数
数制与编码
2、R进制计数制
一、 数制的基本概念
利用按权展开的方法，可以把任一数制的一个数转换 成十进制数。
举例：
（1010.101）2=1*23+0*22+1*21+0*20+1*2-1+0*2-2+1*2-3=32+16+4+1=53 （777）8=7*82+7*81+7*80=448+56+7=511 （2BA）16=2*162+11*161+10*160=512+176+10=698
计算机内部用一个字节存放一个7位ASCΠ码，最高位置0 例如：“b”的编码为98（62H）（01100010）
数制与编码
2、汉字的编码
四、计算机中字符的编码
汉字编码主要包括：汉字信息交换码（国标码）、汉 字输入码、汉字内码、汉字字形码及汉字地址码等。
数制与编码
2、汉字的编码 1）国标码
四、计算机中字符的编码
数制与编码
数值数据
数据
数值数据用以表 示量的大小、正负等。 如：整数、小数。
字符数据
字符数据也叫非 数值数据，用以表示 一些符号、标记等。
数制与编码
一、 数制的基本概念
1、十进制计数制
十进制的819.18可以表示成： 819.18=8*102+1*101+9*100+1*101+8*10-2
此式称为数值的按权展 开式，其中10i称为十进制 数的权，10称为基数
其中16i称为十六进 制数的权，16称为基数
数制与编码
2、R进制计数制
一、 数制的基本概念
任意一个具有n位整数和m位小数的R进制数N 的按权展开为
(N)R=dn-1Rn-1+dn-2Rn-2+ … + d2R2+d1R1+d0 R0+d-1R-1+…+d-mR-m
di为R进制的数码
数制与编码
二、 二、八、十和十六进制数
汉字信息交换码是用于汉字信息处理系统之间或汉字 信息处理系统与通信系统之间进行信息交换的汉字代码， 简称交换码，也叫国标码。
数制与编码
2、汉字的编码
四、计算机中字符的编码
1）国标码
• 常用汉字及其分级
常用字
排列规则
一级
3755
拼音
二级
3008
偏旁部首
注：国标码有7445个字符编码，其中682个为非汉字图形符。两个字节 存一个国际码，编码范围是（2121H—7E7EH）
汉字字形
通用型
普通型24 ×24 提高型32 ×32
精密型
数制与编码
2、汉字的编码 5）汉字地址码
四、计算机中字符的编码
汉字地址码是汉字库中存储汉字字形信息的逻辑地址码。
数制与编码
四、计算机中字符的编码
各种汉字代码之间的关系
输 入 字 典
汉字输入系统
输 入 代 码
字库
字 功能码 形
地址码
扩充码 码
215=（11010111）2
数制与编码
四、计算机中字符的编码
1、字符的编码
计算机中的信息都是用二进制编码表示的，用二进制 编码表示的字符称为字符的编码。
我们现在计算机采用的是ASCΠ码，它被国际标准化 组织指定为国际标准。
ASCΠ码是用7位二进制表示一个字符的编码，其编码 范围从0000000B~1111111B，共有27=128个不同的编码值。
内 码
内部处理
字 形
码
内码
交换码
存储 通信
显示 打印
元器件
电子管 晶体管 小规模集成电路 大规模集成电路
时间
1958年 1965年 1971年 1983年
1984年 银河Ⅰ号 运速达1亿次／秒 1993年 银河Ⅱ号 运速达10亿次／秒 2001年 “曙光3000” 运速达4032亿次／秒
5、世界微型计算机的发展简史
代 产生时间 采用CPU
第一代
1981年
1673年，德国著名数学家、哲学家莱布尼兹发明了能做四则 运算的机械计算机，还能求平方根。
1887年，出现了手摇计算机。
冯. 诺依曼原理： 1、采用二进制
2、建立存储程序
计算机之父
2、电子计算机的发展简史
★ 第一代计算机
1946பைடு நூலகம் ~ 1957年
电子管时代
运速1千~1万次/秒
★ 第二代计算机
八进制数按权展开
(207.4)8=2*82+0*81+7*80+4*8-1=128+56+0.5=184.5
其中8i称为八进制数 的权，8称为基数
数制与编码
2、R进制计数制
一、 数制的基本概念
十六进制数按权展开 (A2B)16=10*162+2*161+11*160=2560+32+11=2603
一计算机的发展简史
第一讲 计算机基础知识
一、计算机的发展简史 二、计算机的定义、分类及应用 三、数制与编码
1、诞生
我国早在唐朝末年就出现了算盘。
1642年，法国数学运家算帕速斯度卡慢尔、发明了能做加减法的机械式计