计算机导论课件第1章

1.3 中国计算机发展简史
1.3 中国计算机发展简史
“天河二号”超级计算机包含16000个运算节点，每节点配备2颗 Intel Xeon E5 12核心的CPU、3个Intel Xeon Phi 57核心的运算协处 理器。共计包含32000颗Xeon E5主处理器和48000个Xeon Phi协处 理器，共312万个运算核心。峰值运算速度为5.49亿亿次每秒，持 续运算速度达到3.39亿亿次每秒。
手指：人们习惯于十进制计数法与此有关。 结绳：结之多少，随物众寡。 算筹：祖冲之的圆周率就是借助算筹计算出来的。
运筹帷幄之中，决胜千里之外。
算盘：从唐朝一直延续到现在，仍有人在使用。
1.1.2 机械计算机
1621年，英国数学家奥垂德发明了圆形滑动计算尺。 1642年，法国科学家帕斯卡发明了齿轮式能实现加减法运算 的计算器Pascaline。 1673年，德国数学家莱布尼茨建造了一台能进行加减乘除四 则运算的机械式计算机。
1.2.6 计算机的发展趋势
智能化
计算机处理过程化的计算工作及事务处理工作已经达到 了相当高的水平，是人力望尘莫及的。但在智能性工作 方面，计算机还远远不如人脑。 如何让计算机具有人脑的智能， 模拟人的推理、联想、思维等 功能，是一个重要发展方向。
1.2.7 计算机的分类
超级计算机
体积最大、速度最快、功能最强、价格也最高。 主要为国家安全、空间技术、天气预报、石油勘探、生命科学等领 域的高强度计算服务。 IBM 的Roadrunner、我国的“天和二号”都属于超级计算机。
1.2.8 计算机的特点
记忆能力强
如果按纯文本方式存储，1TB的硬盘可以存储16万册300 万字的大部头书籍。
判断能力好
计算机和人下棋/机器人足球比赛。
自动运行
在程序控制下自动运行。
1.2.9 计算机的应用领域
科学计算
大型工程设计、航空航天、石油勘探、核能利用、地震 预报与监测和天气预报等。
信息处理
工作站
配备有大屏幕显示器、大容量存储器和图形加速卡的微 型计算机。 被高性能微机取代。
1.2.7 计算机的分类
微型计算机
台式计算机和笔记本计算机 平板电脑 单片机和嵌入式计算机
服务器
通过网络为客户端计算机提供各种服务的高性能计算机。 强调高速的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部 数据吞吐能力。
1.3 中国计算机发展简史
2010年8月，国防科技大学研制成功的“天河一号”超级计 算机（二期系统），峰值运算速度达到4.7千万亿次每秒。 在2010年11月公布的国际500强超级计算机排行榜中，“天 河一号”名列第一。
2013年5月，国防科技大学研制成功的“天河二号”超级计 算机，峰值运算速度达到5.49亿亿次每秒。在2013年6月和 2013年11月公布的国际500强超级计算机排行榜中，“天河 二号”均名列第一。
1.1.2 机械计算机
1777年，英国的查尔斯·马洪发明了逻辑演示器 。 1822年，英国数学家巴贝奇研制成功差分机。 1833年，巴比奇设计出 了分析机模型，这个模 型包括了现代计算机所 具有的5个基本组成部分。
1.1.3 机电计算机
1886年，美国统计学家霍勒瑞斯用电磁继电器代替一部分机 械元件，制成了第一台机电穿孔卡系统—制表机。 1941年，德国工程师朱斯研制成功全部采用继电器的计算机 Z-3 ，这是世界上第一台完全由程序控制的机电计算机。 1944年，美国哈佛大学教授艾肯设计的机电计算机Mark-Ⅰ 投入运行。
1.2.3 第三代计算机
应用领域
应用领域进一步拓展。
代表机型
IBM 360系统。
1.2.4 第四代计算机
主要特点
用微处理器或超大规模集成电路取代了普通集成电路。 存储容量进一步扩大。 输入采用了光学字符识别和条形码等技术。 高级程序设计语言得到广泛使用。 微型计算机进入了千家万户。 互联网广泛应用，形成所谓的地球村。 巨型计算机也得到快速发展。
1.3 中国计算机发展简史
1965年4月，我国第一台自行设计的晶体管计算机441-B通过 国家鉴定，运算速度为1.2万次每秒浮点运算。 1967年9月，大型通用晶体管计算机109丙研制成功，浮点运 算速度为11.5万次每秒（功勋计算机）。 1972年正式交付使用的111计算机，采用小规模集成电路。 1973年8月，集成电路计算机150机研制成功。 1985年，研制成功与IBM PC机兼容的长城0520CH微机。 1983年11月，研制成功我国第一台大型向量机-757机。
人工智能
IBM公司研制的深蓝计算机系统，1997年5月，以2胜1负3平的成绩 战胜1985年以来一直占据世界冠军宝座的卡斯帕罗夫。
网络应用
截至2013年12月，我国网民规模达到6.18亿人，居世界第一。 网络已广泛应用于人们的工作、生活和休闲娱乐中。
பைடு நூலகம்
1.3 中国计算机发展简史
1956年8月，成立了以著名数学家华罗庚教授为主任的中国科学院 计算技术研究所筹备委员会。 1958年8月1日，我国第一台通用小型计算机—103机研制成功，仿 制前苏联的M-3小型机。 1959年10月1日，我国第一台大型通用计算机—104机研制成功， 仿制前苏联的BЭCM大型机。 1960年，我国第一台自行设计的计算机—107机研制成功，运算速 度为250次每秒。 1964年，我国第一台自行设计的大型通用计算机—119机研制成功， 浮点运算速度为5万次每秒。
1.2.8 计算机的特点
运算速度快
世界上最快计算机的运算速度已达到5.49亿亿次每秒 （我国的“天河二号”）。
运算精度高
我国古代著名数学家祖冲之计算出圆周率π的值在 3.1415926～3.1415927之间，这比西方早了一千多年。 英国数学家威廉·尚克斯整整花了15年的时间，才把圆周 率π的值计算到小数点后707位。 计算机用73小时将圆周率计算到小数点后25769亿位。
第1章 计算机发展简史
1.1 第一台电子数字计算机的诞生 1.2 计算机的发展 1.3 中国计算机发展简史 1.4 著名的计算机公司 1.5 著名的计算机科学家 1.6 计算机学术组织 1.7 计算机奖项
1.1 第一台电子数字计算机的诞生
早期的计算工具 机械计算机 机电计算机 电子计算机
1.1.1 早期的计算工具
1.2.4 第四代计算机
应用领域
几乎覆盖到人类生活的各个领域。
代表机型
美国IBM的 “红杉（Sequoia）”、我国国防科大的“天河二 号”。 IBM 4300系列、3080系列、3090系列 eServer z900系列、eServer z990系列 zEnterprise EC12系列（见图片） 联想、惠普、戴尔的微机/笔记本。 苹果的iPad。
1.2.2 第二代计算机
应用领域
科学计算：数据量不大，运算强度大。 数据处理：数据量大，运算强度不大。 实时控制：及时性要求高。
代表机型
IBM 7000系列。
1.2.3 第三代计算机
主要特点
用集成电路取代了晶体管。 用半导体存储器淘汰了磁芯存储器。 走向了系列化、通用化和标准化。 操作系统有了很大发展。 出现了结构化、模块化程序设计方法。 出现了小型计算机。
1.3 中国计算机发展简史
2002年9月，我国首枚具有自主知识产权的高性能通用CPU 芯片—龙芯1号通过鉴定。 2006年9月，增强型龙芯2号—龙芯2E通过鉴定，主频最高达 到1GHz，定点运算速度达到每秒20亿次。 2007年7月，性能更优的龙芯2F流片成功。 2009年9月，4核CPU龙芯3A流片成功。 2012年10月， 8核CPU龙芯3B1500流片成功
计算机导论课件说明
该课件是袁方、王兵、李继民编著，清华 大学出版社2014年8月出版的计算机导论 （第3版）的配套课件。
课件中的部分图片来源 于互联网，向有关图片的提 供者和网站表示感谢。
第1章 计算机发展简史
需要是发明之母。
Necessity is the Mother of Invention. 计算工具及计算技术是随着人类实践的需 求逐步发展起来的。
1.3 中国计算机发展简史
1983年11月，运算速度为1亿次每秒的向量巨型计算机银河-Ⅰ在 国防科技大学研制成功。 1992年11月，研制成功10亿次每秒的银河-Ⅱ。 1997年6月，研制成功130亿次每秒的银河-Ⅲ。
1.3 中国计算机发展简史
1993年10月，中科院计算所研制成功曙光一号计算机。 1995年以后，研制成功曙光1000/2000/3000/4000A。 2008年6月，超级计算机曙光5000A研制成功，使用了6600颗 AMD巴塞罗那型4核处理器，峰值运算速度达到每秒230万亿 次，世界高性能计算机排名第十（2008年11月）。
1.1.4 电子计算机
1937年，美国衣阿华州立学院的阿塔纳索夫教授就开始进行 研制电子计算机的探索。第一台电子计算机ENIAC的设计者 莫奇利曾经看过他的关于电子计算机设计的笔记本。
1946年2月15日，世界上第一台电子数字计算机—电子数字积 分和计算机（ENIAC）在美国宾夕法尼亚大学诞生。
1.1.4 电子计算机
1.2.1 第一代计算机
应用领域
主要用于科学计算。
代表机型
IBM公司的IBM 700系列。
1.2.2 第二代计算机
主要特点
用晶体管代替了电子管。 采用磁芯存储器作主存，采用磁盘与磁带作辅存。 出现了汇编语言和高级语言；出现了监控程序。 作为现代计算机体系结构的许多新技术相继出现。 出现了超级计算机。
大型计算机
高性能大容量的通用计算机，标准化的体系结构和批量生产。 在银行、税务、大型企业、大型工程设计等领域得到广泛应用。 IBM eServer z900、eServer z990、zEnterprise EC12等是典型代表。