电脑的发展史课件.ppt

1、计算的历史PC发展简史计算的历史 第一部分：计算溯源 第二部分：PC前传 第三部分：PC演义 第四部分：PC展望计算溯源 引言 在漫长的人类进化和文明发展过程中，人类的大脑逐渐具有了一种特殊的本领，这就是把直观的形象变成抽象的数字，进行抽象思维活动。在“象”和“数”之间互相转换，使人类具备了认识世界的能力。公元前3000年的古埃及人用结绳来记录土地面积和收获的谷物。计算溯源 引言 在数的概念出现之后，就开始出现了数的计算。计算需要借助一定的工具来进行，人类最初的计算工具，就是人类的双手。掰指头算数，这就是最早的计算方法。人天生就有十个指头，因此十进制就成为人们最熟悉的进制计数法。进制计数法有许

2、多种，人们最常用的是十进制，而古代玛雅人则使用二十进制。计算溯源 引言 由于双手的局限性，人类开始学习用小木棍、石子等身外之物作为计算工具。在拉丁语中，“计算”的单词Calculus，其本意就是用于计算的石子。随着文明的进步，人类学会了使用越来越多、越来越复杂的计算工具，计算方法也越来越高级。公元前2000年的美索不达米亚人用泥板计数，这块泥板上的楔形文字代表25。计算溯源 17世纪以前中国人的智慧之光世纪以前中国人的智慧之光 二十世纪最伟大的发明电子计算机，又被称为电脑，它的本质正是人类的一种高级计算工具。如果从本质上去探究计算工具的源头，那就是2000多年前春秋战国时代的中国人发明的算筹。

3、最古老的计算工具：最古老的计算工具：算筹算筹 计算溯源 17世纪以前中国人的智慧之光世纪以前中国人的智慧之光 算筹作为最早的计算工具，为人类文明做出过巨大贡献。我国古代著名的数学家祖冲之，就是借助算筹计算出圆周率Pie的值介于3.1415926和3.1415927之间；中国古代的天文学家，运用算筹总结出了精密的天文历法。祖冲之 计算溯源 17世纪以前中国人的智慧之光世纪以前中国人的智慧之光 随着计算技术的发展，在求解一些更复杂的数学问题的时候，算筹显得越来越不方便了。于是在大约六、七百年前，中国人发明了算盘，它结合了十进制计数法和一整套计算口诀，一直沿用至今，并被许多人看作是最早的数字计算机。

4、我们熟悉的常用语“三下五除二”、“七上八下”等，就是起源于珠算口诀，这是最早的体系化算法。计算溯源16世纪世纪-17世纪早期西方的灵感世纪早期西方的灵感 欧洲文艺复兴时期的伟人达芬奇是一位旷世奇才，他在科学方面的造诣丝毫不亚于其艺术成就，他很早就提出过计算工具的设想。后人在达芬奇的手稿中，发现了关于机械式计算工具设计方案的记录。计算溯源16世纪世纪-17世纪早期西方的灵感世纪早期西方的灵感 1621年，英国人冈特发明计算尺，这是世界上最早的模拟计算工具。后来，更多的计算尺被发明出来，并为两次工业大革命做出了杰出贡献。计算尺曾经是每个工程师的必备之物和象征。直到20世纪中叶，计算尺才逐渐被袖珍计

5、算器取代。计算溯源17世纪中期世纪中期-19世纪中期世纪中期 从17世纪到19世纪长达两百多年的时间里，一批杰出的科学家相继进行了机械式计算机的研制，其中的代表人物有帕斯卡、莱布尼茨和巴贝奇。这一时期的计算机虽然构造和性能还非常简单，但是其中体现的许多原理和思想已经开始接近现代计算机。计算溯源先驱的探索：机械式计算机 帕斯卡加法机 1642年，法国数学家、物理学家和思想家帕斯卡发明加法机，这是人类历史上第一台机械式计算机，其原理对后来的计算机械产生了持久的影响。计算溯源先驱的探索：机械式计算机 莱布尼兹乘法机 1673年，德国数学家莱布尼兹发明乘法机，这是第一台可以运行完整的四则运算的计算机。

6、莱布尼兹同时还提出了“可以用机械代替人进行繁琐重复的计算工作”的伟大思想，这一思想至今鼓舞着人们探求新的计算机。计算溯源先驱的探索：机械式计算机 巴贝奇分析机 1822年，英国数学家巴贝奇发明差分机，专门用于航海和天文计算。这是最早采用寄存器来存储数据的计算机，体现了早期程序设计思想的萌芽。第一台差分机从设计到制造完成，花费了整整十年。它可以处理3个5位数，计算精度达到6位小数。计算溯源 19世纪后期从机械到电的飞跃世纪后期从机械到电的飞跃 赫尔曼霍勒斯制表机 1888年，美国人赫尔曼霍勒斯发明了制表机，它应用到的先进技术包括：采用穿孔卡片进行数据处理，并用电气控制技术取代了纯机械装置。计算溯

7、源 19世纪后期从机械到电的飞跃世纪后期从机械到电的飞跃 霍勒斯于1896年创立了制表机公司，1911年该公司并入CTR（计算制表记录）公司，这就是著名的IBM公司的前身。1924年，托马斯沃森一世把CTR更名为IBM。计算溯源20世纪早期电子文明的曙光世纪早期电子文明的曙光 电子二极管和三极管在20世纪头几年相继问世。真空电子二极管的发明使人类打开了电子文明的大门，而电子三极管的发明及其放大原理的发现，标志着人类科技史进入了一个新的时代：电子时代。计算溯源20世纪早期电子文明的曙光世纪早期电子文明的曙光二极管1904年，英国人弗莱明发明真空电子二极管。电子管的诞生，是人类电子文明的起点。计算

8、溯源20世纪早期电子文明的曙光世纪早期电子文明的曙光 1906年，美国人德弗雷斯特发明电子三极管，并在研究中发现，三极管可以通过级联使放大倍数大增，这使得三极管的实用价值大大提高，从而促成了无线电通信技术的迅速发展。德弗雷斯特也因为发明三级管而被称为“无线电之父”。三极管的发明最初居然被指控为商业诈骗，并被法官判定为一个“毫无价值的玻璃管”。三级管 计算溯源20世纪早期电子文明的曙光世纪早期电子文明的曙光 1943年，数学家阿兰图林指导研制了“巨人”计算机，并率领英国情报组利用它成功地破译了纳粹德国的密码（Enigma）。二战期间共有10台“巨人”在英军服役，使得英国在密码破译上始终比德国占据

9、主动。“Colossus”算不上真正的数字电子计算机，但在继电器计算机与现代电子计算机之间起到了桥梁作用。第一台“巨人”：有1500个电子管，5个处理器并行工作，每个处理器每秒处理5000个字母。计算溯源20世纪早期电子文明的曙光世纪早期电子文明的曙光 艾肯的MARK-I 1944年，美国科学家艾肯借助IBM的技术和资金支持，研制成功机电式计算机MARK-I。这是世界上最早的通用型自动机电式计算机之一，它取消了齿轮传动装置，以穿孔纸带传送指令。计算溯源 PC前传 作为能够模拟人类思维的高级计算工具，电子计算机有着严谨的数学理论基础和精密的体系结构。1946年问世的ENIAC堪称二十世纪人类最伟

10、大的发明，它标志着现代电子计算机时代的到来。但在ENIAC问世之前，无数杰出的科学家为之付出了艰苦的努力，有一些人的名字是应当被永远铭记的：图林、阿塔纳索夫、冯诺伊曼 PC前传现代电子计算机的理论准备阶段 逻辑代数 早在1847和1854年，英国数学家布尔发表了两部重要著作逻辑的数学分析和思维规律的研究，创立了逻辑代数。逻辑代数系统采用二进制，是现代电子计算机的数学和逻辑基础。PC前传现代电子计算机的理论准备阶段计算机三原则 1939年，阿塔纳索夫提出计算机三原则；采用二进制进行运算；采用电子技术来实现控制和运算；采用把计算功能和存储功能相分离的结构。1939年，阿塔纳索夫还设计并试制数字电子

11、计算机的样机“ABC机”，但未能完工。阿塔纳索夫关于电子计算机的设计方案启发了ENIAC开发小组的莫克利，并直接影响到ENIAC的诞生。阿塔纳索夫PC前传 ENIAC ENIAC：长30.48米，宽1米，占地面积170平方米，30个操作台，约相当于10件普通房间的大小，使用18000个电子管，70000个电阻，10000个电容，1500个继电器，重达30吨，耗电量150千瓦，造价48万美元，6000多个开关，每秒执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算机的1000倍，手工计算的20万倍。PC前传 ENIAC 1946年2月15日，世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC问世，承担开发人物

12、的是又四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成的“莫尔小组”，总工程师埃克特当时年仅24岁。人类终于进入了电子计算机时代。埃克特（右）和莫克利（左）因共同研制成功ENIAC而名垂青史 PC前传第一代电子管计算机 第一代计算机的标志是采用电子管作为逻辑元件，包含五个基本部分：运算器、控制器、存储器、输入、输出。在ENIAC研制成功后，又相继出现了一批电子管计算机，主要用于科学计算。其中重要的代表机型有EDSAC（1949，第一台存储程序计算机）、EDVAC（1950，第一台并行计算机）、UNIVAC（1951）、IAS（1951），以及IBM公司的IBM 701/650/704/7

13、05/709（1952/54/55/56/57）。PC前传第一代电子管计算机 EDSACPC前传第一代电子管计算机 19441945年间，美籍匈牙利科学家冯诺伊曼在第一台现代计算机ENIAC尚未问世时注意到其弱点，并提出一个新机型EDVAC的设计方案，其中提到了两个设想：采用二进制和“存储程序”。这两个设想对于现代计算机至关重要，也使冯诺伊曼成为“现代电子计算机之父”，冯诺伊曼机体系延续至今。PC前传第一代电子管计算机 UNIVACPC前传第一代电子管计算机 IBM 701PC前传晶体管和第二代计算机 1947年，贝尔实验室的肖克莱、巴丁、布拉顿发明了点触型晶体管。1950，又发明了面结型晶体

14、管。相比电子管来说，晶体管体积小、重量轻、寿命长、发热少、功耗低，电子线路的结构大大改观，运算速度则大幅度提高。PC前传晶体管和第二代计算机第二代计算机的历史时期是1959年至1964年。美国贝尔实验室于1954年研制成功第一台使用晶体管的第二代计算机TRADIC，IBM公司于1958年制成的1401及后续的1410/1440系列计算机，是第二代计算机中的代表。相比采用定点运算的第一代计算机，第二代计算机普遍增加了浮点运算，计算能力实现了一次飞跃。第二代计算机除了大量用于科学计算，还逐渐被工商企业用来进行商务处理，由此，高级语言FORTRAN和COBOL得到了广泛应用。1956年，IBM公司的

15、巴克斯研制成功第一个高级程序语言FORTRAN，它被广泛用于科学计算 PC前传集成电路和第三代计算机 1958年，美国物理学家基尔比发明集成电路。同年TI（德州仪器）公司制成第一个半导体集成电路。另一位科学家诺伊斯也在同时期制造出半导体硅片集成电路，后来法庭判决基尔比和诺伊斯成为集成电路的共同发明人，集成电路的专利权属于基尔比，集成电路内部连接技术的专利属于诺伊斯，他们都因此成为微电子学创始人并获得巴伦坦奖章。PC前传集成电路和第三代计算机第三代计算机的最重要特征就是采用晶体管作为逻辑元件。此外，系列兼容和采用微程序设计也是第三代计算机的重要特点。IBM于1964年研制出计算机历史上最成功的机

16、型之一IBM 360，它极强的通用性适用于各方面的用户，具有“360度”全方位的特点，因此被命名为360。开发360被称为“世纪豪赌”，因为IBM为此投入了50亿美元的研发费用，远远超过制造原子弹的“曼哈顿计划”的20亿美元。IBM由于360的成功，进一步巩固了自己在业界的地位，“蓝色巨人”IBM几乎成为计算机的代名词。PC前传“三代半计算机”1970年，IBM推出IBM 370系列机，采用大规模集成电路取代磁芯进行存储，以小规模集成电路作为逻辑元件，被称为三代半计算机。370还采用了虚拟存储器技术，首次实行软硬件价格分离策略，这就明确了软件本身的价值。PC前传第四代计算机 由于采用LSI/V

17、LSI使计算功能飞速提高，计算机的应用领域急剧拓展。随着技术的进展，计算机开始分化成通用大型机、巨型机、小型机和微型机。70年代，随着微处理器的问世和发展，微型计算机开始普及，这就是PC时代的前夜。随着集成电路的迅速发展，采用大规模和超大规模集成电路的第四代计算机应运而生。从1970年至今的计算机基本上都属于第四代计算机。PC演义 计算机最终要走进千家万户，这个大趋势注定了PC必将在历史的某一时刻出现。身为产业霸主的蓝色巨人不辱使命，为全世界贡献了这一伟大的革命性产品。最终，PC从一种纯粹的技术产品衍生出了一种精神层面的涵义，这就是：开放。PC演义霍夫和Intel 4004 1971年1月，I

18、ntel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004，这项发明成为微电子领域有史以来最重要的发明之一，标志着第一代微处理器的问世，微处理器和微机时代从此开始。霍夫也因此被英国经济学家杂志列为“二战以来最有影响力的7位科学家”之一。PC演义 Intel 8008 1972年4月，霍夫和同事费金开发出了第一个8位微处理器Intel 8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器，因此仍属第一代微处理器。主频200KHz的8008是MCS-8芯片产品家族的成员之一，可存取16 KB内存，使用了3500个10微米技术的晶体管，每秒执行60000条指令。PC演义第二代微处理器和

19、最早的微型计算机 1973年8月，霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080，以N沟道MOS电路取代了P沟道，标志着微处理器的发展进入第二代。主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍，可存取64KB存储器，使用了基于6微米技术的6000个晶体管，处理速度为0.64MIPS。PC演义第二代微处理器和最早的微型计算机 1975年1月出版的大众电子，刊出了一篇MITS介绍其Altair 8800计算机的文章，以套装的形式出售，售价439美元，使用Intel 8080处理器。Altair出现在杂志的封面，而实际上这只是一个模型而不是真正的机器。同年4月，MITS发布第一个通用型Alta

20、ir 8800，售价375美元，带有1KB存储器。PC演义两个年轻人创立Microsoft 1975年，还在哈佛大学学习法律的Bill Gates，与好友Paul Allen在三周之内为MITS Altair开发出BASIC语言，并创立了Micro-soft公司。1976年，Bill Gates中途辍学，把全部精力投入公司的运作，该公司在1977年正式改名为Microsoft。PC演义两个“Steve”创立Apple 1976年3月，Steve Wozniak和Steve Jobs凭借1300美元，在后者的车库里开发出了一台微型计算机，他们将其称作Apple I，以纪念Jobs曾在苹果园打工的

21、独特经历。4月1日愚人节这天，两个Steve成立了Apple计算机公司。PC演义 Intel 8086 1978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微处理器，标志着第三代微处理器问世。它采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管，售价360美元，可存取1MB内存，速度为0.33 MIPS。1年之后，Intel推出4.77MHz的准16位微处理器8088。它在内部以16位运行，但支持8位数据总线，采用现有的8位设备控制芯片，包含29000个3微米技术的晶体管，可访问1MB内存地址，速度为0.33MIPS。PC演义 Microsoft的秘密交易 1980年10月，M

22、icrosoft把握了一次绝佳的发展机遇。IBM在秘密进行代号为“跳棋计划”的开发项目（第一台IBM PC）过程中，向Microsoft提出采购一套操作系统。Paul Allen抓住机会与Seattle Computer Products的Tim Patterson签约，向其支付了不到10万美元，获得了其DOS操作系统的版权并进行了一些修改，从而做成了与这个神秘客户（IBM）的大买卖。Tim Patterson开发的QDOS不太完善，他自己称之为“Quick&Dirty OS”，即“快速而肮脏的操作系统”PC演义 IBM PC创造历史 早在1980年7月，一个负责“跳棋计划”的13人小组秘密来

23、到佛罗里达州波克罗顿镇的IBM研究发展中心，开始开发后来被称为IBM PC的产品。一年后的8月12日，IBM公司在纽约宣布第一台IBM PC诞生，这个开创计算机历史新篇章的时刻，迄今22年。IBM微电脑技术总设计师道艾斯垂负责整个跳棋计划的执行，他的天才和辛勤工作直接导致了IBM PC的成功，因此他被后人尊称为“PC之父”。不幸的是，4年后其乘坐的班机遭台风袭击而英年早逝，没能够亲眼目睹他所开创的巨大辉煌。第一台pc 第一台IBM PC采用了主频为8MHz的Intel 8088，操作系统是Microsoft提供的MS-DOS。IBM将其命名为“个人电脑（Personal Computer）”，

24、不久“个人电脑”的缩写“PC”成为所有个人电脑的代名词。IBM原来预计在一年中售出241683台，然而用户的需求被大大低估了，实际上一个月的PC销售量就超出了预计。伴随IBM PC的成功而脱胎换骨的两家公司，是微处理器制造商Intel和软件制造商Microsoft。随着日后IBM PC及其兼容机的迅猛发展，这两个当年的小公司名声大噪，终于成为今日计算机产业界的巨人。PC演义 Windows初试莺啼初试莺啼 IBM在1983年3月8日发布了PC的改进型IBM PC/XT，凭借XT，IBM市场占有率超过76%，一举把Apple挤下微型电脑霸主的宝座。它带有一个容量为10MB的硬盘，这是硬盘第一次成

25、为PC的标准配置。XT预装了DOS 2.0系统，支持“文件”的概念并以“目录树”存储文件。11月，Microsoft正式发布Microsoft Windows，但Windows 1.0并不成功。PC演义 Compaq抢先拥抱386 由于IBM在386芯片上的迟疑，1986年9月，Compaq抢先推出了世界上第一台基于16MHz Intel 80386的个人电脑Compaq Deskpro PC。从这一刻开始，兼容机喧宾夺主，开始领先IBM PC。借助Intel公司不断推陈出新的微处理器，Compaq的业绩年年暴涨，短短四年间跃入财富500强。1994年，Compaq在全球PC市场上的投放量为4

26、83万台，第一次超过IBM的424万台，一举登上了PC电脑的王座。康柏电脑 康柏电脑，是由三位来自德州仪器公司的高康柏电脑，是由三位来自德州仪器公司的高级经理罗德级经理罗德肯尼恩（肯尼恩（Rod Canion），吉），吉米米哈里斯（哈里斯（Jim Harris）和比尔）和比尔默顿（默顿（Bill Murto）于）于1982年年2月分别投资月分别投资1000美元共美元共同创建的。同创建的。2002年康柏公司被惠普公司收购。年康柏公司被惠普公司收购。PC演义 Dell借助Intel 486实现飞跃 在Compaq由于具有大量386订单而对Intel 486犹豫不决的时候，Dell立刻与Intel签

27、订合同，推出了自己的486整机，Intel 486微处理器的面世使Dell公司登上了一个大台阶。Dell通过直销模式在兼容机市场后来居上，1991年，25岁的Michael Dell成为财富全美500家大企业中最年轻的总裁。PC演义 Microsoft Windows实现突破 1990年5月22日，Microsoft推出Windows 3.0并开始发货，标志着采用图形用户界面（GUI）的操作系统开始了真正的普及。当时并非所有人都对Windows 3.0的前景表示乐观，分析师John Dvorak说：“我认为Windows 3.0会引起人们的注意，人们会试用一下，但不久许多人会把它与Commod

28、ore 64一起放进壁橱里。”PC演义 Windows95姗姗来迟 早在1992年7月6日，MS就宣称正在进行“Chicago”的研发，但直到1995年8月24日，Microsoft才正式发布Windows 95，有20000多家零售商开始参与销售这种软件。Microsoft为了提供电话支持，专门组织了1600名职员负责技术支持热线。PC演义网络潮风起云涌 IBM 尝试使PC进入全新的网络应用，PC开始介入网络环境。1997年，IBM提前观察到了网络的巨大潜力，并提出如今路人皆知的电子商务（e-business）战略。与此同时，Microsoft推出IE 4.0，欲与此前网络浏览器的领头羊Ne

29、tscape一争高下，也说明了Internet已经引起了Bill Gates的高度重视。直销之王Dell开始通过网络销售其PC产品并大获成功。PC演义 IBM重新定义“PC”1998年，IBM提出“普及运算”（Pervasive Computing），这一次，缩写词“PC”的涵义发生了革命性的变化。PC已不仅仅是单纯的个人计算工具Personal Computer，它更成为人们进入网络时代的接口。PC演义网络边际诠释PC全新理念 2000年，IBM提出网络边际（EoN）理念，进一步明确IBM PC未来的发展方向。EoN提出的四点重要特征（易用、用户优化、适用于电子商务、协调的电子生活方式），成

30、为PC未来发展的趋势总结。PC演义 PC王座再度易主 依靠商业模式创新的Dell首次占据PC全球市场份额第一，Compaq在掌上设备市场广受欢迎，IBM继续其超前想象力和技术创新的一贯传统，官司缠身的Microsoft上诉终获成功免于被拆分，Intel和AMD继续向更高速度冲刺。PC演义仍在续写。PC展望 PC，这个孕育于英雄辈出的微型计算机时代、脱胎于蓝色巨人远见与慷慨的精灵，至今整整走过了22个年头。22年对于一个人也许是相当漫长的一段路；而对于飞跃式发展的计算机产业，却似乎只是弹指瞬间。在这20年中，PC无论从外表特征还是内部结构和功能特点，都发生了天翻地覆的变化。如今除了在博物馆，我们

31、已经很难再看到古朴厚重的“爷爷辈”的PC，但这正体现出人类伟大的创造力。PC展望 1984年11月1日，中国科学院计算所新技术发展公司成立，也就是日后的联想集团。1985年6月，中国第一台自行研制的微机长城0520研制成功，其广告词是：“一台我们自己制造的能够处理中文的电脑”。1989年11月14日，联想计算机集团公司成立。1996年12月6日，联想PC跃居中国国内市场份额第一位。我们很难预言再过20年之后的PC究竟是什么样子，但是有一点是可以确信的，这就是PC将更加多姿多彩。而且，我们也一定还会看到那些杰出的科学家和企业家以及伟大的公司，在波澜壮阔的计算机产业发展史上写下新的史诗。算 筹 我

32、国春秋时期出现的算筹是世界上最古老的计算工具。计算的时候摆成纵式和横式两种数字，按照纵横相间的原则表示任何自然数，从而进行加、减、乘、除、开方以及其它的代数计算。负数出现后，算筹分红黑两种，红筹表示正数，黑筹表示负数。这种运算工具和运算方法，在当时世界上是独一无二的。据汉书律历志记载：算筹是圆形竹棍，它长23.86厘米、横截面直径是0.23厘米。到公元六、七世纪的隋朝，算筹长度缩短，圆棍改成方的或扁的。根据文献记载，算筹除竹筹外，还有木筹、铁筹、玉筹和牙筹。加法机 帕斯卡从加法机的成功中得出结论：人的某些思维过程与机械过程没有差别，因此可以设想用机械模拟人的思维活动。1971年瑞士人沃斯把自己

33、发明的高级语言命名为Pascal，以表达对帕斯卡的敬意。莱布尼兹 莱布尼兹因独立发明微积分而与牛顿齐名，并被不列颠百科全书列为“西方文明最伟大的人之一”。据记载，莱布尼兹曾把自己的乘法机复制品送给康熙皇帝。莱布尼兹认为，中国的八卦是最早的二进制计数法。在八卦图的启迪下，莱布尼兹系统地提出了二进制运算法则。巴贝奇巴贝奇分析机采用了三个具有现代意义的装置：保存数据的寄存器（齿轮式装置）；从寄存器取出数据进行运算的装置，并且机器的乘法以累次加法来实现；控制操作顺序、选择所需处理的数据以及输出结果的装置。巴贝奇在设计方案中还提到一些大胆的设想，但限于当时的技术条件而未能实现。这些设想包括：采用动力装置（蒸汽机）代替人力；使用穿孔卡片进行编程；设置一种条件转移指令，在运算过程中出现两种可能的时候自动选择一条做下去。他天才地预见到计算机不仅能够进行计算，而且可以进行逻辑判断。制表机 1890年，美国人口普查全部采用了霍勒斯制表机。在1900年美国人口普查中，由于采用了制表机，全部统计处理工作只用了1年7个月时间。http:/