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1、第1章 計算機簡介1-1 計算機科學大事紀1-2 當代計算機的通用架構1-3 計算機應用及未來展望1-2計算機概論全華科技圖書全華科技圖書1-1 計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元前3000年n算盤（abacus）已出現在亞洲，n有人說是巴比倫人發明的；也有人說是中國人發明的n無論如何，亞洲人發明了算盤應無庸置疑1-3計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1642年 n法國數學家Blaise Pascal發明了機械式的加法器Pascaline n西元1801年 nJoseph-Marie Jacquard發明了Jacquard loom n第一部使用儲存器

2、及程式設計概念的機器n以打孔卡片（punched card）來控制織布機的編織流程n西元1822年nCharles Babbage開始設計Difference Engine n可做簡單的數學運算 1-4計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1844年 nSamuel Morse從華盛頓傳了一份電報到巴爾地摩n西元1889年nHerman Hollerith設計了以打孔卡片來儲存資料並排序的電動機器n協助人口普查，只耗費兩年半即完成調查工作，而原來這項工作需耗時七年半呢！ nHerman Hollerith在西元1896年時成立了Tabulating Machi

3、ne Company，於西元1924年2月14日，正式改名為IBM （International Business Machines Corporation）1-5計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1912年n無線電廣播工程師學會（the Institute of Radio Engineers）成立n它於西元1963年和美國電機工程師學會（the American Institute Electrical Engineers）合併成為聲譽卓著的國際電機電子工程師學會（the Institute of Electrical and Electronics

4、Engineers，簡稱為IEEE，唸成“EYE triple E”）1-6計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1937年n亞蘭杜林（Alan Turing）提出了杜林機（Turing Machine）的概念n西元1938年n史丹佛大學的同學William Hewlett和David Packard在加洲Palo Alto的車庫組成了Hewlett-Packard（HP）公司的雛型，於西元1939年正式成立HP，當初要取名為Hewlett-Packard或Packard-Hewlett是丟銅板決定的n在西元2002年時，HP和個人電腦大公司Compaq合併1

5、-7計算機概論全華科技圖書全華科技圖書Turing MachinenAlan Turing在二次大戰時設計, 破解了德國的Enigma密碼1-8計算機概論全華科技圖書全華科技圖書Turing AwardnNobel prize in computer sciencenACMs most prestigious technical award is accompanied by a prize of $100,000. It is given to an individual selected for contributions of a technical nature made to the

6、 computing community. The contributions should be of lasting and major technical importance to the computer field. Financial support of the Turing Award is provided by the Intel Corporation.n西元1966年開始1-9計算機概論全華科技圖書全華科技圖書Turing Awardn2004 Winners: Vinton G. Cerf and Robert E. Kahn (TCP/IP；Fathers of

7、the Internet)nDonald Knuth 1974nSteven Cook 1982nKen Thompson & Dannis Ritchie 1983n姚期智院士在西元2000年時, 獲頒Turing Award (唯一華人得主)1-10計算機概論全華科技圖書全華科技圖書Alan Turing & MeH.A. Newton E.H. Moore (1885 Yale Univ.) Oswald Veblen (1903 U. of Chicago) Alonzo Church (1927 Princeton) Bob Ritchie (1961 Princeton) Webb

8、 Miller (1968 Washington) Kun-Mao Chao (1993 Penn State)Alan Turing這是我在美國數學學會的族譜http:/www.genealogy.ams.org/html/id.phtml?id=846081-11計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1939年nJohn V. Atanasoff 和他的助理Clifford Berry發明了第一部可用電子訊號將資訊編碼的特殊用途機器，稱為ABC（Atanasoff Berry Computer）n德國數學家Konrad Zuse也設計了一個稱為Z1的二進位

9、電動計算機1-12計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1944年n哈佛大學在IBM贊助下，完成了第一部電動機械計算機，稱為馬克一號（Mark I），長度51英呎，高度8英呎n西元1945年nJohn von Neumann介紹了儲存程式（stored program）的概念，今日的數位電腦基本上都是採用這個概念所建構而成的。(1-2節補充說明)1-13計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1946年n賓州大學的John. W. Mauchly和J. Presper Eckert, Jr.製造了第一部以真空管（vacuum t

10、ube）為基礎元件的計算機，稱為ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer）1-14計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1947年n世上最早及最大的計算機教育及研究學會ACM（the Association for Computing Machinery）開始提供交換計算機領域相關資訊、想法及發現的園地，今日它已是橫跨超越百國的重要學術組織。1-15計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1948年nRichard Hamming發明了Hamming code，可找出傳

11、輸資料的錯誤並訂正之，此技巧被廣泛地應用在電腦及電話系統n西元1952年n傑出女性資訊學家Grace Murray Hopper設計了第一個編譯器（compiler）：A-0。（編譯器是用來將程式語言所寫的程式轉換成電腦可執行的0與1數列。）1-16計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1956年nWilliam Bradford Shockley、John Bardeen及Walter Houser Brattain榮獲諾貝爾物理獎，諾貝爾委員會在讚辭中說：獲獎是要表彰三位學者在半導體的研究及發現電晶體的效應。n西元1957年nJohn Backus和IBM

12、的同事發展了第一個Fortran語言的商用編譯器n西元1959年nHoneywell公司推出以電晶體（transistor）為基礎元件的計算機，稱為Honeywell 400，這也是第二代電腦（電晶體時期）的代表作 1-17計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1962年n史丹佛大學和普渡大學成立了全球最早的計算機科學系（computer science departments）n台灣最早的計算機科學系：交通大學計算機與控制工程系(1970)n台灣最早命名為資訊工程系的則是台灣大學(1977)n交大的計工系也於1988年更名為資訊工程系n現在幾乎全球各主流大學

13、，都設立了計算機科學的相關科系，足以顯示計算機一日千里的進展nMIT的Steve Russell發明了全球第一個電腦遊戲，很快就風行了整個美國的電腦實驗室n西元1963年n美國國家標準局制定了以7個位元（bit）編碼的ASCII（American Standard Code for Information Interchange），ASCII仍是目前非常重要的電腦編碼標準1-18計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1964年nIBM推出了第一部以積體電路（IC，Integrated Circuit）為基礎元件的IBM 360型計算機nDouglas Enge

14、lbart發明了滑鼠（mouse），它之所以暱稱為滑鼠，乃是因為它的末端有著長長的尾巴，真的很像老鼠。現在逐漸流行的無線滑鼠，也許該有另一個有趣的暱稱，就叫它小饅頭或米龜吧！1-19計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1965年nMultics作業系統。n西元1966年n有資訊領域諾貝爾獎之稱的杜林獎（Turing Award）開始頒發，每年頒發一次，獎金為美金十萬元。n西元1968年nRobert Noyce、Andrew Grove和Gordon Moore成立了Intel，它是今日世界影響力最大的電腦微處理器發明公司，Pentium、Celeron、X

15、eon及Itanium等都是該公司一系列的產品，影響資訊科技至深。n西元1970年nDennis Ritchie和Kenneth Thompson設計了Unix作業系統（這名稱和1965年耗費眾多人年完成的Multics互別苗頭）。1-20計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1971年nNiklaus Wirth開發了Pascal程式語言nRay Tomlinson寄發了第一封的email。Vacuum tubes(真空管)transistor(電晶體)IC (Integrated Circuit; 積體電路)VLSI1-21計算機概論全華科技圖書全華科技圖

16、書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1972年nDennis Ritchie開發了C程式語言n西元1975年n第一部個人電腦（PC，personal computer）問世，稱為Altair 8800nIBM做了第一部的雷射印表機。1-22計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1976年n第一部超級電腦（supercomputer）誕生，稱為Cray-1nIBM發展了第一部的噴墨印表機nSteve Jobs和Steve Wozniak設計了蘋果一號（Apple I）n西元1977年nSteve Jobs和Steve Wozniak成立了蘋果電腦公司（App

17、le Computer），並推出了在當時最出眾的蘋果二號（Apple II，圖1-11）nBill Gates和Paul Allen創設了微軟（Microsoft），這兩位目前都名列全美十大富豪，而Bill Gates更蟬連多年的第一富豪。n薄煎餅翻整問題 參考Prof. Steven Rudich 的說明 ppt | ps | pdf | video 1-23計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1978年nRon Rivest、Adl Shamir及Leonard Adelman發明了著名的RSA公開金鑰加密法nIntel也推出了第一個16位元的處理器80

18、86及8088，其中8088是IBM PC初期所採用的中央處理器（Central Processing Unit，簡稱CPU）RSA encryption - 1978RivestShamirAdleman1-25計算機概論全華科技圖書全華科技圖書將一個由兩個大質數所乘出來的大數分解回來將一個由兩個大質數所乘出來的大數分解回來e.g., 143 11 x 13Challenge Number Prize ($US) Challenge Number Prize ($US)RSA-576 $10,000 RSA-896 $75,000 RSA-640 $20,000 RSA-1024 $100,

19、000 RSA-704 $30,000 RSA-1536 $150,000 RSA-768 $50,000 RSA-2048 $200,000 RSA factorization challenges1-26計算機概論全華科技圖書全華科技圖書US$10,000 RSA-576n18819881292060796383869723946165043980716356337941738270076335642298885971523466548531906060650474304531738801130339671619969232120573403187955065699622130516875

20、9307650257059 nSolved on Dec. 3, 20033980750864240649373971255005503864911990643623425267084063851895759463889572617685833174727721461074353025362230719730482246329146953020971164598521711305207112563635903975271-27計算機概論全華科技圖書全華科技圖書US$200,000 RSA-2048 251959084756578934940271832400483985714292821262

21、040320277771378360436620207075955562640185258807844069182906412495150821892985591491761845028084891200728449926873928072877767359714183472702618963750149718246911650776133798590957000973304597488084284017974291006424586918171951187461215151726546322822168699875491824224336372590851418654620435767984

22、23387184774447920739934236584823824281198163815010674810451660377306056201619676256133844143603833904414952634432190114657544454178424020924616515723350778707749817125772467962926386356373289912154831438167899885040445364023527381951378636564391212010397122822120720357 你/妳缺錢嗎? n西元1984年n新力（Sony）和飛利浦（

23、Philips）推出了CD-ROM，使數位資料的儲存方式又往前邁進了一大步 n西元1989年nTim Berners-Lee提出全球資訊網（WWW，World Wide Web）的構想nIntel推出了80486（內含一百多萬個電晶體），簡稱486 1-30計算機概論全華科技圖書全華科技圖書猜得出這部電腦的歷史地位嗎？猜得出這部電腦的歷史地位嗎？這是Tim Berners-Lee當初發明WWW所使用的電腦(趙老攝於2005年日本愛知博覽會)1-31計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1990年nWWW正式推出，沒想到才幾年光景，WWW就風行全球，使得整的數位

24、世界改觀，並改變了現代人的生活型態1-32計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1991年n芬蘭赫爾辛基大學的學生Linus Torvalds（五年級後段班的學生），基於Unix的開放原始碼，創作了個人電腦作業系統Linux（Linus + Unix），時間已證明Linux的確是Windows之外，一個可行的替代選擇 n西元1994年n第一個成功的商業化瀏覽器Netscape（網景）推出n楊致遠和David Filo適時推出Yahoo!搜尋引擎 1-33計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元1995年nJames Goslin

25、g領軍的團隊推出了跨平台的JAVA程式語言n西元1997年nIBM的深藍電腦擊敗了稱霸西洋棋壇十四年的棋王Garry Kasparov n電腦有智慧嗎？n西元1998年n搜尋引擎Google推出，開創者是史丹佛博士班的休學學生Larry Page 和 Sergey Brin1-34計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元2001年nWindows XP問世nHome Edition及Professional兩種版本nXP乃“eXPerience”的縮寫，體驗之義 數位的體驗、通訊的體驗、無線的體驗 nJimmy Wales創建了一部免費的網路百科全書，稱為維基百

26、科 (Wikipedia) n西元2003年nIntel Centrino行動運算技術平台n無線網路n省電技術n較小體積1-35計算機概論全華科技圖書全華科技圖書計算機科學大事紀計算機科學大事紀n西元2004年nGoogle上市，造成華爾街股市大轟動n西元2005年nSkype流行n100美元電腦nGoogle Earthn西元2006年nGoogle台灣工程研究所n大學入學測驗出現火星文 1-36計算機概論全華科技圖書全華科技圖書1-2 計算機的通用架構計算機的通用架構 n馮紐曼模式（von Neumann Model） n最主要的精神在於儲存程式（stored program）的概念 1-37計算機概論全華科技圖書全華科技圖書von Neumannn提出儲存程式的概念1-38計算機概論全華科技圖書全華科技圖書1-3 計算機應用及未來展望計算機應用及未來展望 n電子商務n機器人n電腦遊戲n遠距教學n更多的殺手應用n摩爾定律n梅特卡夫定律