计算机发展历史精品PPT课件

二进制原理的应用
德国数学家莱布尼茨在17世纪提出二进制原 理，为电子计算机的运算方式提供了理论支 持
电子计算机的雏形
20世纪30年代，美国科学家阿塔纳索夫和贝 瑞计算机，使用了电子管和二进制原理，实 现了基本的运算功能。
真空管计算机
真空管的应用
真空管计算机的局限性
20世纪40年代，真空管在计算机中得 到广泛应用，提高了计算机的运算速 度和可靠性
。
操作系统与软件产业崛起
MS-DOS与PC-DOS
微软和IBM分别推出MS-DOS和PC-DOS操作系统，成为早期个人电脑的标配。
图形用户界面的普及
Apple的Mac OS和微软的Windows操作系统推动图形用户界面的普及，提高用户体验。
软件产业的崛起
随着个人电脑的普及，软件产业迅速崛起，包括办公软件、游戏、教育软件等各个领域。
在密码学、化学模拟、优化问题等领域具有广泛应用前景，有望 解决传统计算机难以解决的问题。
生物计算和光计算的探索方向
生物计算原理及优势
借鉴生物大脑处理信息的方式，实现更高效、更智能的计算。
光计算原理及优势
利用光的并行性、高速传输和低功耗等特点，提升计算机性能。
探索方向
研发生物计算和光计算的关键技术，如生物芯片、光逻辑门等，推 动计算机硬件的创新发展。
输入输出设备的多样化发展
1
显示设备的进步
从阴极射线管（CRT）到液晶显示（LCD ）、有机发光显示（OLED）等技术的转 变，显示设备在分辨率、色彩表现和轻 薄化方面取得了显著进步。
2
输入设备的创新
鼠标、键盘等传统输入设备不断改良， 同时触摸屏、语音识别、手势控制等新 型输入方式也逐渐普及，提高了人机交 互的便捷性和自然性。

早期计算机的特点与局限性
特点 采用真空管作为逻辑元件
存储容量小，运算速度较慢
早期计算机的特点与局限性
• 采用机器语言编程，难以掌握和使用
早期计算机的特点与局限性
01
局限性
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03
04
体积庞大，功耗高，可靠性差
价格昂贵，仅用于军事和科研 领域
缺乏系统软件和应用软件支持
02
计算机硬件技术的演进
真空管时代
晶体管计算机成为第二代计算机，为 计算机的商业化应用奠定了基础。
集成电路时代
集成电路的出现将多个晶体管、 电阻、电容等元件集成在一块硅 片上，进一步缩小了计算机体积
，提高了性能。
集成电路计算机成为第三代计算 机，广泛应用于各个领域。
代表作品：Intel 4004（1971年 推出，世界上第一款微处理器）
高级语言的特点
易于理解、编写和维护，具有更强的表达能力和抽象能力。
高级语言的发展历程
从结构化编程到面向对象编程，再到函数式编程等，不断推动着 软件技术的发展。
操作系统的发展历程
早期操作系统
01
批处理操作系统和分时操作系统，实现了基本的资源管理和任
务调度功能。
现代操作系统
02
以Unix和Windows为代表，提供了丰富的系统调用和图形用户
界面，支持多任务、多用户和网络功能等。
操作系统的未来发展趋势
03
云计算、物联网和人工智能等新兴技术将推动操作系统向更加
智能化、分布式和自适应的方向发展。
软件工程方法的提出与应用
01
软件危机的出现
随着软件规模的扩大和复杂度的增加，软件开发过程中出现了质量难以
保证、开发效率低下等问题。

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03
定了基础。
推动了计算机应用的普及， 使计算机从实验室走向社会
各个领域。
04
05
为后来的集成电路计算机和 微处理器的发展奠定了基础
。
04
第三代计算机：集成 电路时代
集成电路计算机原理及特点
01
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集成电路原理
将晶体管、电阻、电容等电子 元件及布线集成于一块半导体 基片上，实现复杂逻辑功能。
17世纪机械计算机
02
由齿轮和杠杆组成，可进行基本的数学运算。
代表作品
03
帕斯卡的加法机、莱布尼茨的乘法机等。
电子计算机雏形
电磁学理论的建立
为电子计算机的发展奠定了基础 。
电子元件的发明
真空管、晶体管等电子元件的发明 ，为电子计算机的诞生创造了条件 。
代表作品
阿塔纳索夫的ABC计算机、艾肯的 Mark I计算机等。
DEC PDP-8
采用8位字长的集成电路 计算机，体积小、价格低 ，广泛应用于科研、教育 等领域。
Intel 4004
世界上第一款商用微处理 器，集成了2300个晶体管 ，主频为740kHz。
应用领域及影响
科研领域
集成电路计算机促进了计算机科 学、工程学等领域的发展，推动
了人类科技进步。
工业领域
集成电路计算机在自动化生产、 过程控制等方面发挥了重要作用
每秒5000次加法或400次乘法
占地面积
约170平方米
功耗
约150千瓦
重量
约30吨
应用领域及影响
应用领域：主要用于军事 和科学计算，如弹道计算 、天气预报等。
开创了计算机时代，奠定 了计算机发展的基础。

计算机体系结构
采用冯·诺依曼体系结构， 由运算器、控制器、存储 器、输入设备和输出设备 五部分组成。
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代表性机器
Intel 4004
世界上第一款商用微处理器，集 成了2300个晶体管，时钟频率为
740kHz。
2024/3/24
Apple I
由史蒂夫·沃兹尼亚克设计，采用 Intel 8080微处理器，是第一台个 人电脑的雏形。
光计算机原理
利用光的传播速度快、并行处理能力强 等特性，以光信号代替电信号进行计算 。
VS
展望
光计算机有望解决传统电子计算机在速度 、能耗等方面的瓶颈问题。未来，光计算 机可应用于大数据处理、云计算等领域， 提高数据处理和传输速度。
2024/3/24
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量子计算机的原理与展望
量子计算机原理
利用量子力学中的叠加态和纠缠态等特性，实现超越传统计算机的并行计算能力。
展望
量子计算机具有颠覆性的计算潜力，未来有望在密码学、化学模拟等领域取得突破。例如，通过量子纠缠实现的 安全通信，可大大提高信息安全水平。同时，量子计算机可模拟复杂的化学反应过程，有助于解决新能源、新材 料等领域的科学难题。
2024/3/24
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THANKS
感谢观看
2024/3/24
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2024/3/24
生物计算机原理
利用生物分子（如蛋白质、DNA等）作为计算基本元素，通过生物化学反应实现信息 处理。
展望
生物计算机具有极高的并行处理能力和低能耗特点，未来有望在医疗、环保等领域发挥 重要作用。例如，通过模拟人体内的生物化学反应，生物计算机可协助研发更高效的药
物和治疗方法。
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光计算机的原理与展望