计算机发展史电子计算机经历了电子管 - 晶 体 管 - 集成电路 - 超大规模集成电路的阶段,运行速度越来越 快,而体积和成本也越来越低。
1944年,「大美籍匈牙利数学家冯·诺依曼」 提出计算机基本结构和工作方式的设想,为计算机诞生提供理论基础。冯诺依曼的存储程序的思想:把计算过程描述为许多命令按照一定的顺序组成的程序,然后把程序和数据一起输入计算机,计算机对已经存入的程序和数据处理后,输出结果。
冯·诺依曼体系结构的主要特点:
1. 采用二进制表示数据和指令。
2. 计算机应该按照程序顺序执行。
3. 由「运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备」五大部分组成计算机硬件系统,并且由总线连接。总线包括地址总线、数据总线和控制总线。
1946年,在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子计算器 「ENIAC」 。1946 年 2 月世界上第一台数字式电于计算机是学上宾夕法尼亚大学的物理学家约翰•莫 克利(John Mauchly)和工程师普雷斯伯•埃克特(J. hesper. Eckert)领导研制的取名为 ENIAC (Elecotmnic Numerical Integrator And Calculator)的计算机。 ENIAC长30. 48米,宽6米,高2. 4米,占地面积约170平方米,30个操作台,重达30 英吨,耗电量150千瓦,造价48万美元。用了 18000 多个电子管,每秒能进行 5000 次加法运算。
冯·诺依曼依据存储程序的工作原理设计出了第一台具有存储功能的计算机 「EDVAC」冯•诺伊曼(Neumann, John von)出生于匈牙利的布达佩斯。冯-诺依曼依据存储程序的工作原理设计出 EDVAC。
EDVAC由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这五部分组成,同ENIAC相比,EDVAC方案有两个重大改进:(1):釆用了二进制;(2):提出了“存储程序”。
这种体系结构一直延续至今,现在使用的计算机,其基本工作原理仍然是存储程序和程序控制,所以现在一般计算机被称为冯诺依曼结构计算机。鉴于冯·诺依曼在发明电子计算机中所起到关键性作 用,他被西方人誉为“计算机之父”。
EDVAC使用了大约6000个真空管和12000个二极管,占地45. 5平方米,重达7850千 克,消耗电力56千瓦。
1958 年中国研制了第一台电子管计算机,速度每秒二千次。
1983 年“银河”问世,运算速度为每秒 1亿次。
2001 年,中科院计算所研制成功我国第一款通用 CPU—”龙芯”芯片。
计算机的应用领域:
1、数值计算:是计算机应用的一个基本方面,这也是计算机最早的应用领域。
2、数据和信息处理:目前计算机最广泛的应用领域。
3、过程控制:利用计算机进行生产过程、实时过程的控制。
4、计算机辅助系统:利用计算机辅助人们完成各种任务,包括CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAI(计算机辅助教学)、CAT(计算机辅助测试)等。
5、人工智能:用于各种专家系统和机器人构造等。
计算机的名人
❶ 冯•诺依曼 —— 计算机之父 1944 年 8 月至 1945 年 6 月,美籍匈牙利科学家冯•诺依曼提出了一个全新的计算机概念,即 “冯•诺依曼计算机” 模型,他确立了现代计算机的基本结构。
冯•诺依曼结构 1945年,以冯·诺依曼为核心的ENIAC机研制组发表了一个全新的”存储程序通用电子计算机方案”–EDVAC(Electronic Discrete Variable AutomaticComputer的缩写).EDVAC方案明确奠定了新机器由五个部分组成,包括:运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备,并描述了这五部分的职能和相互关系.EDVAC机还有两个非常重大的改进,即:
1. 采用了二进制,不但数据采用二进制,指令也采用二进制.
2. 建立了存储程序,指令和数据便可一起放在存储器里,并作同样处理.简化了计算机的结构,大大提高了计算机的速度。
❷ 艾兰•图灵 —— 计算机科学之父、人工智能之父,图灵机“诺贝尔奖”是世界上最负盛名的奖项,但仅用于奖励那些在物理、化学、文学、医学、经济学与促进世界和平等方面做出开拓性重大贡献的人士。“图灵奖”则是计算机科学领域的最高奖项,有“计算机界诺贝尔奖”之称。设立这个大奖,既是为了促进计算机科学的进一步发展,也是为了纪念一位天才数学家、计算机科学的奠基人艾兰•图灵。
图灵是走在时代前面的天才,在计算机远未问世之前,他构造出一台完全属于想象中的”计算机”,数学家们把它称为”图灵机”,而冯•诺依曼相当于把图灵虚构的”图灵机”进行了实现。
图灵机不是一台真正的计算机,而是一个理论模型。图灵机是将人们使用纸笔进行数学运算的过程进行抽象,由一个虚拟的机器替代人们进行数学运算。图灵实验:图灵试验是图灵提出的一个关于机器人的著名判断原则。此原则说:如果一个人使用任意一串问题去询问两个他不能看见的对象:一个是正常思维的人;一个是机器,如果经过若干询问以后他不能得出实质的区别,则他就可以认为该机器已具备了人的”智能”(Intelligence)。
❸ 世界上第一位软件工程师 英国著名诗人拜伦的女儿 Ada Lovelace(爱达)。由于她在程序设计上的开创性工作, Ada Lovelace被称为世界上“第一位程序员“,“世界上第一位软件工程师“。
摩尔 —— 摩尔定律 1965 年,美国科学家、企业家、英特尔联合创始人戈登•摩尔提出以自己名字命名的”摩尔定律”,意指集成电路上可容纳的元器件的数量每隔 18 至 24 个月就会增加一倍,性能也将提升一倍。
❹ 比尔•盖茨 微软创始人,微软公司在个人计算机和商业软件、服务和互联网技术方面都是全球范围内的领导者。我们所用的 windows 操作系统系列,offic 等应用软件都是他们的产品。
❺ 王选 计算机汉字激光照排技术创始人,当代中国印刷业革命的先行者,被称为“汉字激光照排系统之父”,被誉为“有市场眼光的科学家”。中国计算机学会王选奖是中国计算机学会设立的奖项,为了纪念王选院士为中国计算机事业做出的非凡贡献。
计算机的特点
◆ 速度快——计算机的运行速度以 MIPS 衡量。(MIPS——每秒可执行的百万条指令)
◆ 计算精度高——主要取决于计算机的字长
◆ 记忆能力强——有存储器
◆ 可靠的逻辑判断功能力——能进行逻辑运算
◆ 有自动控制能力——具有程序控制下的自动执行能力
常见问题:
◆ 被誉为“计算机之父”的科学家是冯·诺依曼。
◆ 计算机软件保护法是用来保护软件的著作权。
◆ 图灵,英国人,提出一种用于判定机器人是否具有智能的试验方法(图灵试验),计算机理论基础第一人。
◆图灵奖 是计算机界最负盛名的一个奖项,有计算机界的诺贝尔奖之称。
◆ 微型计算机的问世是由于超大规模集成电路的出现。
◆ 中国获图灵奖的人:姚期智。
◆ 第一个给计算机写程序的人(第一位程序员)Ada Lovelace,女。
◆ 三基色、光学三原色:红 绿 蓝 。美术三原色:红 黄 蓝。
◆ IT的含义是 信息技术 Information technology。
◆ 诞生于1958年的103机是中国第一台通用数字电子计算机,比1946年在美国诞生的第一台通用电子计算机ENIAC晚了十多年。
◆ 中国超算 神威-太湖之光 是中国自主研制的超级计算机,在全球超级计算机TOP500排行榜中多次荣膺榜首。
◆ 2024 年 10 月 8 日,诺贝尔物理学奖“意外地”颁给了两位计算机科学家约翰·霍普菲尔德(John J. Hopfield)和杰 弗里·辛顿(Geoffrey E. Hinton),这两位科学家的主要研究方向是人工智能。