第一篇:計(jì)算機(jī)發(fā)展史教案
計(jì)算機(jī)發(fā)展與應(yīng)用說課稿
教材分析
本課選自《七年級(jí)信息技術(shù)上》第三課,計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展。本課的內(nèi)容較多,經(jīng)過我的分析,我這節(jié)課的內(nèi)容為:1,計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生2,計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史3,計(jì)算機(jī)的未來發(fā)展方向。本課知識(shí)為了解性知識(shí),學(xué)生學(xué)完本課可以了解到今生今世的產(chǎn)生與發(fā)展歷史,并且理解計(jì)算機(jī)的未來發(fā)展方向。
學(xué)情分析
本課教學(xué)對(duì)象為實(shí)驗(yàn)中學(xué)七年級(jí)學(xué)生,實(shí)驗(yàn)中學(xué)位于樂山市市中區(qū),家庭條件普遍較好,同學(xué)們平時(shí)都有使用計(jì)算機(jī),但是對(duì)于計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展歷史卻非常的陌生。所以為了降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度,老師應(yīng)當(dāng)多搜集資料對(duì)知識(shí)加以補(bǔ)充。讓學(xué)生更好的理解
教學(xué)目標(biāo)
本課教學(xué)目標(biāo)有:1,學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生背景和用途有一
定了解
2,學(xué)生能夠掌握計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史
3,學(xué)生能夠了解和預(yù)測(cè)計(jì)算機(jī)的未來發(fā)
展方向
重難點(diǎn)分析
因?yàn)橥瑢W(xué)們對(duì)與計(jì)算機(jī)的發(fā)展普遍比較陌生,所以本課的本課重點(diǎn)為計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史,本課難點(diǎn)為計(jì)算機(jī)的未來發(fā)展方向和傾勢(shì),要讓這些小孩子理解計(jì)算機(jī)未來的發(fā)展,必須要給學(xué)生理清線索和主線,通過邏輯分析推理得出結(jié)論。
教法和學(xué)法
根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn),我設(shè)計(jì)了以講講授發(fā)和思考驅(qū)動(dòng)法為主,情景教學(xué)法為輔的教學(xué)方法。
學(xué)生的學(xué)法為認(rèn)真聽老師講課,并且認(rèn)真的思考老師提出的問題。
教學(xué)環(huán)境
普通帶黑板教室 教學(xué)環(huán)境
第一環(huán)節(jié):創(chuàng)設(shè)情景,導(dǎo)入新課。通過同學(xué)們熟悉的憤怒的小鳥出發(fā),引出二戰(zhàn)時(shí)候炮彈打擊對(duì)方時(shí)候需要大量的數(shù)據(jù)計(jì)算,于是美國發(fā)明了電子計(jì)算機(jī)。
第二環(huán)節(jié):我用講授法講授計(jì)算機(jī)產(chǎn)生時(shí)代的知識(shí)和特點(diǎn) 第三環(huán)節(jié):計(jì)算機(jī)產(chǎn)生之后并不能滿足人們的需求,所以需要不斷的改進(jìn),于是就有了我們的計(jì)算機(jī)發(fā)展史。教授計(jì)算機(jī)歷史的時(shí)候,我會(huì)以計(jì)算機(jī)的主要原件為主線,來展示計(jì)算機(jī)歷史發(fā)展過程中各代計(jì)算機(jī)的一同和進(jìn)步。在這一環(huán)節(jié)我會(huì)采用思考驅(qū)動(dòng)法,也就是在這一環(huán)節(jié),老師不斷的拋出問題讓同學(xué)們?nèi)ニ伎?,只有通過學(xué)生自己思考的問題才會(huì)在內(nèi)心有較深刻的記憶。我會(huì)提的問題有 1,16000個(gè)電子管的計(jì)算機(jī)體積會(huì)怎么樣???2,要改進(jìn)這一代計(jì)算機(jī)有什么辦法嗎?3,如果是你你會(huì)選擇怎么做?。?/p>
第四環(huán)節(jié):我們已經(jīng)學(xué)會(huì)了計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展歷史了,然而我們的計(jì)算機(jī)的發(fā)展是不是會(huì)發(fā)展到今天就不發(fā)展了,當(dāng)然不是。其實(shí)我們可根據(jù)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生和發(fā)展的歷史來推斷出未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向。同時(shí)我會(huì)給同學(xué)們介紹計(jì)算機(jī)行業(yè)最前沿的技術(shù)革命和科技發(fā)展方向。第五環(huán)節(jié):總結(jié)知識(shí)形成體系
第六環(huán)節(jié):布置作業(yè),同學(xué)們回家寫出自己希望計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向。明天交給老師。
第二篇:計(jì)算機(jī)發(fā)展史教案
計(jì)算機(jī)發(fā)展史教案
教學(xué)目標(biāo):
一、知識(shí)與技能:
1、掌握計(jì)算機(jī)發(fā)展的變化及每代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。
2、了解典型的計(jì)算機(jī)改革事例
二、過程與方法:
通過感受計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史,形成對(duì)計(jì)算機(jī)的濃厚興趣。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、形成良好的聯(lián)想意識(shí)與創(chuàng)新能力。
2、感受到計(jì)算機(jī)的有趣之處。
教學(xué)重難點(diǎn):
1、每代計(jì)算機(jī)的變化及特點(diǎn)
2、計(jì)算機(jī)發(fā)展的典型事例給同學(xué)們帶來的啟發(fā)
教學(xué)方法:講授法
教學(xué)過程:
一、新課導(dǎo)入:
1.相信大家在很小的時(shí)候就開始接觸計(jì)算機(jī)了,那大家是否還記得你們第一臺(tái)計(jì)算機(jī)是什么樣的?和你們現(xiàn)在用的計(jì)算機(jī)有什么不同?(學(xué)生思考回答)
2.點(diǎn)明本節(jié)課主題:計(jì)算機(jī)的發(fā)展史.二、講授新課
1.提問:同學(xué)們,你們知道第一臺(tái)計(jì)算機(jī)是什么時(shí)候誕生的嗎?
2.介紹第一代計(jì)算機(jī)的歷史及相關(guān)信息:電子管計(jì)算機(jī)。3.通過第一代計(jì)算機(jī)的弊端引出第二代計(jì)算機(jī):晶體管計(jì)算機(jī)。
4.介紹第三代計(jì)算機(jī)的相關(guān)信息:中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。5.介紹第四代計(jì)算機(jī)的發(fā)展及相關(guān)信息:超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 6.舉例說明計(jì)算機(jī)的受歡迎程度。
7.提問:生活當(dāng)中哪些方面都用到了計(jì)算機(jī)?(學(xué)生思考回答)
8.教師舉例說明計(jì)算機(jī)在生活中的用處。9.利用偉人的例子舉例。
三、總結(jié)歸納
今天我們一起走了一遍計(jì)算機(jī)一路走來的歷程中,也許你不能記住全部,但其中肯定有一點(diǎn)是讓你感動(dòng)或讓你有所啟發(fā)的。
第三篇:《計(jì)算機(jī)的發(fā)展史》教案
《計(jì)算機(jī)的發(fā)展史》教案
授 課 人:逯心強(qiáng)
教學(xué)目標(biāo):
一、情感目標(biāo):(1)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)興趣和意識(shí),讓學(xué)生掌握和了解信息技術(shù)的基本知識(shí)和技能,了解信息技術(shù)的發(fā)展和要求及其對(duì)人類日常生活和科學(xué)技術(shù)的深刻影響。
(2)教育學(xué)生正確認(rèn)識(shí)和理解與信息技術(shù)相關(guān)的文化、倫理和社會(huì)等問題。
二、教材目標(biāo):ENIAC的發(fā)明及其對(duì)人類社會(huì)的影響; 摩爾定理及其詛咒;計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向。
三、教學(xué)重點(diǎn):ENIAC的發(fā)明及其對(duì)人類社會(huì)的影響教學(xué)難點(diǎn):摩爾定理及其詛咒
四、教學(xué)方法:講授法,在教學(xué)中體現(xiàn)“教師主導(dǎo),學(xué)生主體”的原則,充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性,五、我采取了以下方法:(1)目標(biāo)導(dǎo)讀法,充分發(fā)揮教學(xué)目標(biāo)的導(dǎo)學(xué)功能,用教學(xué)目標(biāo)步步設(shè)疑啟發(fā),提高學(xué)生參與學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性。(2)直觀教學(xué)法:利用投影儀,計(jì)算機(jī)等工具,口授,投影顯示教學(xué)內(nèi)容。
六、教學(xué)過程:時(shí)間步驟 活 動(dòng)
(一)引入新課上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了信息以及信息技術(shù),那么,請(qǐng)大家回答這樣同個(gè)問題:
1、什么是信息?
學(xué)生:信息是消除人們某種認(rèn)識(shí)上不確定的東西。
2、什么是信息技術(shù)?
學(xué)生:是在信息的采集、存儲(chǔ)、加工和傳遞過程中所采用的方法和技術(shù)。
3、計(jì)算機(jī)在信息技術(shù)中起到一個(gè)什么樣的地位?
學(xué)生:是信息技術(shù)的一個(gè)種類,而且是目前最重要的一類。
4、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)共同改變我們的生產(chǎn)和生活,使人類和生產(chǎn)力發(fā)生了質(zhì)的飛躍,請(qǐng)問計(jì)算機(jī)的發(fā)明在人類生產(chǎn)力發(fā)展史上標(biāo)志著什么? 答案:第三次產(chǎn)業(yè)革合的到來。
按下來我們一起來學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程,它包括發(fā)展史和發(fā)展方向。(幻燈片展示 教學(xué)目標(biāo))
1、ENIAC的發(fā)明及其對(duì)人類社會(huì)的影響
2、摩爾定理及其詛咒
3、計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向講授新課(提 問)
幻燈片展示圖片資料教師直接講述,教師講述展示圖片展示圖片
一、ENIAC的發(fā)明及其對(duì)人類社會(huì)的影響
1、發(fā)明ENIAC計(jì)算機(jī)的原因是什么? 答案:二戰(zhàn)期間,美國軍方為了解決計(jì)算大量軍用數(shù)據(jù)的難題,成立了由賓夕法尼亞大學(xué)莫奇利和埃克特領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,開始研制世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。經(jīng)過三年緊張的工作,第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)終于在1946年2月14日問世。
2、按下來我們看一些和ENIAC相關(guān)的一些數(shù)字 你們知道ENIAC的重量嗎? 重達(dá)30噸 占地面積170平米。如果的們的一間教室占地面積有60平米的話,大家想象一下3間教的大的ENIAC是多么的龐大。,17468個(gè)真空電子管,如果的說炮炸是火箭的祖先的話,你們說計(jì)算機(jī)的祖先應(yīng)歸功于誰呢?是的是算盤,我們知道用算盤計(jì)算的話,我們得用手去拔珠子,面我們ENIA就相當(dāng)于一個(gè)龐大的算盤,電子管相當(dāng)于珠子。每秒運(yùn)行5千次加法運(yùn)算我國古代,誰首先計(jì)算賀周率?算了小數(shù)點(diǎn)后多少位?學(xué)生:家祖沖之利用算籌,耗費(fèi)15年心血,才把圓周率計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后7位數(shù)。一千多年后,英國人香克斯以畢生精力計(jì)算圓周率,才計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后707位ENIAC計(jì)算香克斯的們數(shù)用了多長時(shí)間?雖然它的功能還比不上今天最普通的一臺(tái)微型計(jì)算機(jī),但在當(dāng)時(shí)它已是運(yùn)算速度的絕對(duì)冠軍,僅用了40秒就達(dá)到了這個(gè)記錄,還發(fā)現(xiàn)香克斯的計(jì)算中,第528位是錯(cuò)誤的你們想知道我們學(xué)生機(jī)房的電腦每秒進(jìn)行多少次加法運(yùn)算嗎? 答案:1G,我們的CPU的主頻率是1G。1G=1024×1024×1024
請(qǐng)同學(xué)們用一個(gè)形象的詞形容一下現(xiàn)在的筆記本電腦和ENIAC之間的對(duì)比。學(xué)生:美女與野獸??
在我們用算盤計(jì)算時(shí),請(qǐng)問同學(xué)們,我們有沒有存儲(chǔ)的地方 學(xué)生:沒有
對(duì),我一再強(qiáng)調(diào),ENIAC只相當(dāng)于一個(gè)超級(jí)的鍵盤,它沒有存儲(chǔ)器,沒有輸入和輸出設(shè)備,輸入和輸入出都靠紙帶進(jìn)行。而且要改變計(jì)算的話,在重新拔開關(guān)和插線盤,ENIAC總共有六千多個(gè)開關(guān)和線盤。所以人們沒有把發(fā)明ENIAC的人稱作計(jì)算機(jī)之父,而是另有其人。
3、請(qǐng)問誰是計(jì)算機(jī)之父呢? 學(xué)生:馮?諾依曼
馮?諾依曼是一位數(shù)學(xué)家,之所以被稱作計(jì)算機(jī)之父是因?yàn)镋NIAC誕生后,馮?諾依曼提出了重大的改進(jìn)理論,主要有兩點(diǎn):其一是電子計(jì)算機(jī)應(yīng)該以二進(jìn)制為運(yùn)算基礎(chǔ),其二是電子計(jì)算機(jī)應(yīng)采用”存儲(chǔ)程序”方式工作,并且進(jìn)一步明確指出了整個(gè)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由五個(gè)部分組成:運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入裝置和輸出裝置。馮?諾依曼的這些理論的提出,解決了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算自動(dòng)化的問題和速度配合問題,對(duì)后來計(jì)算機(jī)的發(fā)展起到了決定性的作用。直至今天,絕大部分的計(jì)算機(jī)還是采用馮?諾依曼方式工作。
二、摩爾定理及其詛咒
4、“摩爾定理”正在變成詛咒
前面我們講到,電子管相當(dāng)于算盤的珠子,電子管的數(shù)量影響到計(jì)算機(jī)的過算速度。其中CPU的電子元件也經(jīng)歷了電子管—晶體管—集成電路—大規(guī)模集成電路四代的發(fā)展。也就是說集成的晶體管數(shù)目越多,計(jì)算機(jī)運(yùn)得速度越快。那么是不是可以無限制的集成更多的晶體管嗎? 學(xué)生:不對(duì)。為什么不對(duì)
根據(jù)“摩爾定理”,每過18到24個(gè)月,芯片上晶體管的數(shù)量都將有可能翻一番。
英特爾公司奠基者之一戈登-摩爾的“摩爾定理”正在變成詛咒,他們好象已經(jīng)無路可走了數(shù)年以來,這一定理一直在這個(gè)高科技產(chǎn)業(yè)中指導(dǎo)著設(shè)計(jì)者們的工作。然而如今,芯片設(shè)計(jì)者們開始逆其道而行之了。十年之后,芯片的處理速度將達(dá)到30GHZ,每秒鐘可以完成一萬億次的運(yùn)算。如果按照摩爾定理來算的話,那時(shí)的芯片將會(huì)和一個(gè)核電廠一樣大。
三、計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向
那么是不是我們就要停止CPU的發(fā)展速度呢?請(qǐng)問大家,假如有一天你作為英特爾的一名成員,請(qǐng)考慮一下未來的計(jì)算機(jī)應(yīng)該往哪個(gè)方向發(fā)展才能既解決這個(gè)散熱問題同時(shí)又能讓計(jì)算機(jī)的功能更加強(qiáng)大呢? 學(xué)生:??
1、從未來計(jì)算機(jī)CUP技術(shù)的發(fā)展角度看,科學(xué)界看好的未來計(jì)算機(jī)目前有三類:生物計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)和量子計(jì)算機(jī)。
生物計(jì)算機(jī):DNA生物計(jì)算機(jī)是美國南加州大學(xué)阿德拉曼博士1994年提出的奇思妙想,它通過控制DNA分子間的生化反應(yīng)來完成運(yùn)算。但目前流行的DNA計(jì)算技術(shù)都必須將DNA溶于試管液體中。這種電腦由一堆裝著有機(jī)液體的試管組成,很是笨拙。
光計(jì)算機(jī):光計(jì)算機(jī)和傳統(tǒng)硅芯片計(jì)算機(jī)的差異在于用光束來代替電子,進(jìn)行運(yùn)算和存儲(chǔ)。它用不同波長的光來代表不同的數(shù)據(jù),可快速完成復(fù)雜的計(jì)算工作。然而要想造出光計(jì)算機(jī),需要開發(fā)出可用一條光束控制另一條光束變化的光學(xué)“晶體管”?,F(xiàn)有的光學(xué)“晶體管”龐大而笨拙,用其造成臺(tái)式計(jì)算機(jī),將有一輛汽車那么大。因此,短期內(nèi)光計(jì)算機(jī)達(dá)到實(shí)用很困難。量子計(jì)算機(jī):被人們普遍看好的量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)原理不同,它是建立在量子力學(xué)的原理上工作的。經(jīng)典粒子在某一時(shí)刻的空間位置只有一個(gè),而量子客體則可以存在空間的任何位置,具有波粒二象性,量子存儲(chǔ)器可以以不同的概率同時(shí)存儲(chǔ)0或1,具有量子疊加性。如果量子計(jì)算機(jī)的CPU中有N個(gè)量子比特,一次操作就可以同時(shí)處理2n個(gè)數(shù)據(jù),而傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)一次只能處理一個(gè)數(shù)據(jù)。例如,具有5000個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī),可以在30秒內(nèi)解決傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)要100億年才能解決的大數(shù)因子分解問題。由于具有強(qiáng)大的并行處理能力,量子計(jì)算機(jī)將對(duì)現(xiàn)有的保密體系產(chǎn)生根本性的沖擊。
2、從電子計(jì)算機(jī)的功能發(fā)展上講電子計(jì)算機(jī)還在向以下四個(gè)方面發(fā)展: 巨型化
天文、軍事、仿真等領(lǐng)域需要進(jìn)行大量的計(jì)算,要求計(jì)算機(jī)有更高的運(yùn)算速度、更大的存儲(chǔ)量,這就需要研制功能更強(qiáng)的巨型計(jì)算機(jī)。微型化
專用微型機(jī)已經(jīng)大量應(yīng)用于儀器、儀表和家用電器中。通用微型機(jī)已經(jīng)大量進(jìn)入辦公室和家庭,但人們需要體積更小、更輕便、易于攜帶的微型機(jī),以便出門在外或在旅途中均可使用計(jì)算機(jī)。應(yīng)運(yùn)而生的便攜式微型機(jī)(筆記本型)和掌上型微型機(jī)正在不斷涌現(xiàn),迅速普及。網(wǎng)絡(luò)化
將地理位置分散的計(jì)算機(jī)通過專用的電纜或通信線路互相連接,就組成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)可以使分散的各種資源得到共享,使計(jì)算機(jī)的實(shí)際效用提高了很多。計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)不再是可有可無的事,而是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中一個(gè)很重要的部分。人們常說的因特網(wǎng)(INTERNET,也譯為國際互聯(lián)網(wǎng))就是一個(gè)通過通信線路聯(lián)接、覆蓋全球的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。通過因特網(wǎng),人們足不出戶就可獲取大量的信息,與世界各地的親友快捷通信,進(jìn)行網(wǎng)上貿(mào)易等等。智能化
目前的計(jì)算機(jī)已能夠部分地代替人的腦力勞動(dòng),因此也常稱為”電腦”。但是人們希望計(jì)算機(jī)具有更多的類似人的智能,比如:能聽懂人類的語言,能識(shí)別圖形,會(huì)自行學(xué)習(xí)等等,這就需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。
七、課堂作業(yè) 用幻燈展現(xiàn)作業(yè)內(nèi)容
作業(yè):
打開IE瀏覽器,在網(wǎng)址中輸入004km.cn 004km.cn 等搜索引擎網(wǎng)址,在搜索引擎中輸入如下關(guān)鍵詞。如:ENIAC、摩爾定理、生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)等,查找有關(guān)信息。下載一個(gè)主題信息內(nèi)容,并作適當(dāng)?shù)恼恚詗ord文件的形式存在計(jì)算機(jī)中。在下課前檢查。
八、教學(xué)反思:
這一節(jié)課上完之后,學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的由來和發(fā)展方向有了一個(gè)大至的了解,在一定程度上也激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)的動(dòng)力。我覺得比單純的講解計(jì)算機(jī)的發(fā)展年代更學(xué)滿足學(xué)生了求知欲。不足之處是這一節(jié)課應(yīng)該在教室中講解,而不要在機(jī)房。這是任何理論性較強(qiáng)的教學(xué)單元應(yīng)該避免的。
第四篇:計(jì)算機(jī)發(fā)展史
計(jì)算機(jī)發(fā)展史
關(guān)于世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的疑問,在國內(nèi)的絕大部分媒體上都會(huì)出現(xiàn)世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是上世紀(jì)1946年由美國電氣工程師普雷斯波·??颂?J.Prespen Eckert)和物理學(xué)家約翰·莫奇勒博士(John W.Mauchly)發(fā)明的ENIAC文字記載,但另一種說法卻是:世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是由美國愛荷華州立大學(xué)的約翰· 文森特·阿塔納索夫(John Vincent
Atanasoff)教授和他的研究生克利福特·貝瑞(Clifford Berry)先生在1937年至1941年間開發(fā)的“阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)(Atanasoff-Berry Computer,簡稱ABC)”。
影響較大的是 ENIAC(“埃尼阿克”,Electronic Numerical Integrator and
Calculator,電子數(shù)字積分器和計(jì)算器)。它是美國奧伯丁武器試驗(yàn)場(chǎng)為了滿足彈道設(shè)計(jì)的需要而由美國賓夕法尼亞大學(xué)研制而成的。這臺(tái)計(jì)算機(jī)的字長只有12位。它采用電子管作為計(jì)算機(jī)的基本元件,每秒可進(jìn)行5000次加法運(yùn)算。它使用了18800只電子管,占地達(dá)170平方米,重量30噸,每小時(shí)耗電達(dá)150千瓦,是一個(gè)名副其實(shí)的“龐然大物”。
ENIAC機(jī)的問世具有劃時(shí)代的意義,在以后的60多年里,計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展異常迅速,在人類科技史上還沒有一種學(xué)科可以與電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展速度相提并論。
對(duì)于電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展,一般根據(jù)構(gòu)成它的主要邏輯元件的不同將計(jì)算機(jī)的發(fā)展分成四個(gè)階段。下面簡單概括一下計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程。
第一代是電子管計(jì)算機(jī),其發(fā)展年代大致為1946-1958年。主要特點(diǎn)是:硬件方面,采用電子管為基本邏輯電路元件,主存儲(chǔ)器采用延線或磁鼓(后期采用了磁芯),外存儲(chǔ)器采用磁帶存儲(chǔ)器,此時(shí)的計(jì)算機(jī)體積龐大、功耗大、可靠性差、價(jià)格昂貴;軟件方面,最初只能使用機(jī)器語言,編寫程序、修改程序都很不方便,50年代中期以后逐步發(fā)展了匯編語言,但仍未從根本上解決編制程序的困難,因而當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用以科學(xué)計(jì)算為主。
第二代是晶體管計(jì)算機(jī),其發(fā)展年代大致為1958-1964年。其主要特點(diǎn)是:硬件方面,采用晶體管為基本邏輯電路元件,主存儲(chǔ)器全部采用磁芯存儲(chǔ)器,外存儲(chǔ)器采用磁盤。計(jì)算機(jī)的速度提高、體積減小、功耗減低、可靠性增強(qiáng);軟件方面已開始有很大的發(fā)展,出現(xiàn)了一系列高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言及編譯程序,并且提出了多道程序設(shè)計(jì)、并行處理和可變的微程序設(shè)計(jì)思想,開始出現(xiàn)操作系統(tǒng)。此時(shí),計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也從單一的科學(xué)計(jì)算發(fā)展到了數(shù)據(jù)、事務(wù)管理和過程控制等。
第三代是集成電路計(jì)算機(jī),其發(fā)展年代大致為1964-1971年。其主要特點(diǎn)是:硬件方面,邏輯元件已開始采用中、小規(guī)模集成電路(SSI和MSI),主存儲(chǔ)器從磁芯存儲(chǔ)器逐步過渡到了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,計(jì)算機(jī)的體積進(jìn)一步減小,運(yùn)算速度、運(yùn)算精度、存儲(chǔ)容量以及可靠性等主要性能指標(biāo)大為改善;軟件方面,對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化工作,并提出了計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想,軟件中的操作系統(tǒng)開始普及。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速發(fā)展,包括商業(yè)、科技、工程等領(lǐng)域。
第四代是大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī),自1971年開始。其主要特點(diǎn)是:硬件方面,計(jì)算機(jī)邏輯元件采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路,主存儲(chǔ)器采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,提供虛擬能力,計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備多樣化、系列化;軟件方面,實(shí)現(xiàn)了軟件固化技術(shù),出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)編程思想,并廣泛采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛并逐漸改變著人類的生活方式。其發(fā)展過程中最重要的成就之一表現(xiàn)在微處理器(Micro-processor)技術(shù)上。微處理器是一種超小型化的電子器件,它把計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器、控制器等核心部件集成在一個(gè)集成電路芯片上。微處理器的出現(xiàn)為微型計(jì)算機(jī)的誕生奠定了基礎(chǔ)。
隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)除了向巨型機(jī)方向發(fā)展外,還朝著超小型機(jī)和微型機(jī)方向飛越前進(jìn)。
第一臺(tái)計(jì)算機(jī)
人們通常所說的計(jì)算機(jī),是指電子數(shù)字計(jì)算機(jī)。一般認(rèn)為,世界上第一臺(tái)數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)誕生于1946年2月,它是美國賓夕法尼亞大學(xué)物理學(xué)家莫克利(J.Mauchly)和工程師??颂兀↗.P.Eckert)等人共同開發(fā)的電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)(Electronic Numerical Integrator And Calculator,簡稱ENIACENIAC是一個(gè)龐然大物,其占地面積為170平方米,總重量達(dá)30噸。機(jī)器中約有18800只電子管、1500個(gè)繼電器、70000只電阻以及其它各種電氣元件,每小時(shí)耗電量約為140千瓦。這樣一臺(tái)“巨大”的計(jì)算機(jī)每秒鐘可以進(jìn)行5000次加減運(yùn)算,相當(dāng)于手工計(jì)算的20萬倍,機(jī)電式計(jì)算機(jī)的1000倍。
ENIAC雖是第一臺(tái)正式投入運(yùn)行的電子計(jì)算機(jī),但它不具備現(xiàn)代計(jì)算機(jī)“存儲(chǔ)程序”的思想。1946年6月,馮·諾依曼博士發(fā)表了“電子計(jì)算機(jī)裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探”論文,并設(shè)計(jì)出第一臺(tái)“存儲(chǔ)程序”的離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)(The Electronic Discrete Variable Automatic Computer,簡稱EDVAC),1952年正式投入運(yùn)行,其運(yùn)算速度是ENIAC的240倍。馮·諾依曼提出的EDVAC計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)為人們普遍接受,此計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)又稱馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)。第一代電子管計(jì)算機(jī)研制(1958-1964年)
第二代晶體管計(jì)算機(jī)研制(1965-1972年)
第三代基于中小規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)研制(1973-80年代初)第四代基于超大規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)研制(80年代中期至今)
超導(dǎo)計(jì)算機(jī):光計(jì)算機(jī)
超導(dǎo)計(jì)算機(jī):納米計(jì)算機(jī)
計(jì)算機(jī)的分類:計(jì)算機(jī)種類很多,可以從不同的角度對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分類。按照計(jì)算機(jī)原理分類,可分為數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)、模擬式電子計(jì)算機(jī)和混合式電子計(jì)算機(jī)。按照計(jì)算機(jī)用途分類,可分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。按照計(jì)算機(jī)性能分類,可分為巨型機(jī)、小巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)六大類。
第五篇:計(jì)算機(jī)發(fā)展史
計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程的啟示
我們生活在一個(gè)高速發(fā)展的信息時(shí)代,通過計(jì)算機(jī)的革新我們的生活有了翻天覆地的變化,我們通過計(jì)算機(jī)了解新聞大事,和遠(yuǎn)在國外的家人朋友進(jìn)行視頻通話,在網(wǎng)上進(jìn)行購物,等等。計(jì)算機(jī)引領(lǐng)了一個(gè)新的時(shí)代。我很早接觸計(jì)算機(jī),通過這學(xué)期的學(xué)習(xí),我了解了計(jì)算機(jī)的基本發(fā)展歷史,最早的計(jì)算機(jī)起源于公元前5世紀(jì),中國人發(fā)明的,就是算盤,并一直沿用至今,在某些運(yùn)算上使用算盤甚至比現(xiàn)代計(jì)算機(jī)還要快捷,在此我要歌頌一下我國古代人民的偉大智慧。直到17世紀(jì),計(jì)算設(shè)備才有了第二次重要的進(jìn)步,1645年,法國人Blaise Pascal發(fā)明了自動(dòng)進(jìn)位加法器,這項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)在看來很笨拙,但是他對(duì)計(jì)算設(shè)備來說是有本質(zhì)突破的,從手動(dòng)到自動(dòng)了。文藝復(fù)興時(shí)期,人們長期被神權(quán)壓抑的創(chuàng)造力得到空前釋放。其中制造一臺(tái)能幫助人進(jìn)行計(jì)算的機(jī)器,就是最耀眼的思想火花之一。當(dāng)時(shí)無數(shù)偉大的科學(xué)家為了這一目標(biāo)努力著,但是局限于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)整體的不成熟,所以他們都失敗了,但是正是得益于他們的探索,使“計(jì)算機(jī)”這個(gè)新興思想得以保存并不斷發(fā)展至今,使后人受益。所以,當(dāng)我們感嘆成功者的智慧時(shí),也不能忘了這些探索者們的辛勤。而給我啟示更多的是這個(gè)世界是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的世界,計(jì)算機(jī)在當(dāng)時(shí)沒有發(fā)展起來,也許并不是研究計(jì)算機(jī)的科學(xué)家的思想不夠成熟,而是與計(jì)算機(jī)關(guān)聯(lián)的技術(shù)領(lǐng)域還不成熟。就像人們探測(cè)到了地底一萬里有巨大寶藏,但是沒有工具能讓我們一下就到了埋寶藏的地方,所以只能用鏟子挖,等有了挖掘機(jī)時(shí)用挖掘機(jī)挖。科學(xué)發(fā)展是這樣的,整個(gè)社會(huì)也是這樣的,事物與事物,人與人之間都有千絲萬縷的關(guān)系,互相促進(jìn),互相制約的。在計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)中,我最大的啟示就是:
1.乘法與加法
從上計(jì)算機(jī)的第一課,老師就開始和我們說計(jì)算機(jī)的加法運(yùn)算比乘法運(yùn)算快得到,可能會(huì)快100倍,因?yàn)樵缙诘挠?jì)算機(jī)乘法都是轉(zhuǎn)換成加法指令實(shí)現(xiàn)的,因此我們?cè)诔绦蛟O(shè)計(jì)時(shí)盡量不使用乘法,i*2,改為i+i等等。但是隨著CPU的不斷發(fā)展,乘法運(yùn)算已經(jīng)是CPU的內(nèi)置指令,現(xiàn)在CPU加法運(yùn)算也只是比乘法效率快3倍,所以我們不需要害怕做乘法了。
2.PC服務(wù)器與小型機(jī)
PC簡稱個(gè)人電腦,PC服務(wù)器一般指采用個(gè)人電腦的技術(shù)架構(gòu)生產(chǎn)的服務(wù)器。小型機(jī)是60,70年代遺留的名詞,因?yàn)槟菚r(shí)大型機(jī)是主角,小型機(jī)是指相對(duì)大型機(jī)更輕量級(jí)的服務(wù)器,80年代開始小型機(jī)充當(dāng)大量應(yīng)用的核心服務(wù)器,如數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,中間件服務(wù)器等等。
從80年代開始,PC與小型機(jī)就不是一個(gè)檔次的計(jì)算機(jī),小型機(jī)具有高性能的運(yùn)算能力,PC的能力不及小型機(jī)的1/100,隨著PC的迅速發(fā)展,小型機(jī)的價(jià)格高高在上,PC服務(wù)器在90年代也開始有了應(yīng)用,2000年以后PC服務(wù)器開始大量普及,10000元的PC服務(wù)器也開始出現(xiàn),相比上百萬的小型機(jī),PC服務(wù)器的性價(jià)比決對(duì)超值。隨著INTEL及AMD的CPU雙核,三核,四核的出現(xiàn),PC服務(wù)器與IBM,HP等小型機(jī)的性能進(jìn)一步縮小,大量評(píng)測(cè)顯示現(xiàn)在PC的四核CPU與IBM POWER6性能完全相當(dāng),小型機(jī)在性能上的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)完全失去。從現(xiàn)在來看,小型機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)是穩(wěn)定性及可擴(kuò)展性,這些只是高端系統(tǒng)才會(huì)考慮,這方面同樣受到PC分布式架構(gòu)系統(tǒng)的挑戰(zhàn),因此也出現(xiàn)了現(xiàn)在大家看到的小型機(jī)的沒落,逐漸變成了IT領(lǐng)域的奢侈品,只有有錢國企還在為小型機(jī)買單。
3.拼音與五筆
1983年王永民先生發(fā)明了五筆漢字輸入法,被國內(nèi)外專家評(píng)價(jià)為“其意義不亞于活字印刷術(shù)”的“五筆字型”,讓國人看到了漢字輸入的希望,經(jīng)過多年的發(fā)展,90年代國內(nèi)90%以上的用戶漢字輸入都使用五筆輸入法,一時(shí)間也讓人形成不會(huì)五筆就不會(huì)計(jì)算機(jī)一樣的感覺,看到別人用拼音輸入法就知道這是一個(gè)小菜鳥。用五筆輸入法一般人可以比較輕松的一分鐘打60字,專業(yè)打字員可以每分鐘到150字以上,而那時(shí)的拼音輸入法也有很多種,如普通拼音,雙拼,模糊音等等,但是普通人一分鐘只能達(dá)到30字左右,主要是因?yàn)槠匆糨斎敕ㄖ卮a率太高,選字消耗的時(shí)間太多。
2000年左右拼音輸入法出現(xiàn)了新的生機(jī),微軟拼音,拼音之星,拼音加加,紫光拼音等輸入法開始流行,主要原因是使用計(jì)算機(jī)的人越來越多,互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,五筆輸入法的學(xué)習(xí)成本太高,所以很多人依然選擇了拼音輸入法,這時(shí)期的拼音輸入法的詞匯量非常多,所以詞語或短語輸入效率比較高,加上互聯(lián)網(wǎng)的普及,詞庫更新更方便,所以拼音輸入法的速率與五筆相差無幾。
五筆輸入法后來也推出了98版,雖然輸入效率可以進(jìn)一步提高,但是由于要重新記憶新的字根法則比較麻煩,所以很多人還是用老版的字根法則,當(dāng)然也出現(xiàn)了一些新的流行軟件,如陳橋五筆,極品五筆等,但是沒有本質(zhì)的格新。
2000年期間應(yīng)該是五筆與拼音55開的局面,在這個(gè)特殊的時(shí)候也產(chǎn)生了智能混合輸入法,就是會(huì)根據(jù)你的輸入字母顯示五筆碼漢字和拼音碼漢字,典型的代表是萬能五筆,萬能五筆因?yàn)檫@個(gè)特性也紅級(jí)一時(shí),現(xiàn)在也還有不少人在使用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的大量普及,拼音輸入法在2007年左右迎來了新的春天,詞庫的進(jìn)一步加大,在線自動(dòng)詞庫更新,智能組詞等特性,一般人用拼音輸入法的效率已經(jīng)與五筆輸入法不相上下,零學(xué)習(xí)成本讓新一代網(wǎng)民自然選擇了拼音輸入法,再也沒有人鄙視你用拼音輸入法。隨著云輸入法的應(yīng)用,拼音輸入法將會(huì)再有一次質(zhì)的飛越,但五筆輸入法依然只會(huì)被專業(yè)打字員相中。
4.串行與并行
并行與串行是一個(gè)永恒的話題,也許你會(huì)認(rèn)為并行一定比串行快,但是實(shí)現(xiàn)上是什么樣呢,在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里你可以看大量并行與串行的架構(gòu)轉(zhuǎn)變。10年以前,硬盤接口是并行一統(tǒng)天下,并行接口速率從8MB/s一路高歌猛進(jìn),但是到了
133MB/s后發(fā)現(xiàn)舉步維艱,由于并行接口的總線達(dá)到80根,隨著傳輸速率的提高,傳輸過程中線路之間的干擾非常厲害。這時(shí)SATA(串行接口)硬盤開始登場(chǎng),SATA1.0的速率就已經(jīng)是1.5Gb/s,由串行接口沒有傳輸信息號(hào)的干擾,3Gb/s,6Gb/s已經(jīng)輕松實(shí)現(xiàn),現(xiàn)在PC的并行接口的硬盤也基本淘汰,服務(wù)器SCSI也大量轉(zhuǎn)向SAS硬盤。
5.CPU單核與多核
單核CPU經(jīng)歷了頻率快速發(fā)展,在1G的時(shí)候出現(xiàn)了一個(gè)坎,經(jīng)過架構(gòu)調(diào)整后繼續(xù)前進(jìn),終于發(fā)現(xiàn)到了4G以后前途暗淡,通過增加頻率帶來了更多穩(wěn)定性與功耗問題。多核讓CPU重新找到了暫時(shí)的方向,2核,3核,4核,到6核,8核,CPU終于從單核正式跨入了多核時(shí)代。
6.簡單與復(fù)雜
SQL語言因?yàn)楹唵慰焖倨占埃琂avaEE里亂七八糟的框架讓初學(xué)者要崩潰,但是現(xiàn)在依然活力四射。Google的簡易讓Yahoo搜索應(yīng)用一路千丈,Oracle數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜架構(gòu)讓其它數(shù)據(jù)庫只能奮力追趕。iPhone因?yàn)樗暮唵蚊雷専o數(shù)人瘋狂,一夜之間讓微軟和諾基亞從智能手機(jī)的領(lǐng)跑者變成追隨者,微軟一個(gè)Office軟
件你可能用了10年還只是用了五分之一的功能,以至于讓其它辦公軟件難以超越。
我想,在未來的計(jì)算機(jī)發(fā)展中可能出現(xiàn)的以下的趨勢(shì):1)模塊化,PC之所以有今天這么大的普及度,就是因?yàn)樗耐ㄓ媚K化設(shè)計(jì)起了決定性的推動(dòng)作用,以后的PC同樣也不會(huì)犧牲這方面優(yōu)點(diǎn),而且還會(huì)將它發(fā)揚(yáng)光大,不但在內(nèi)置板卡中實(shí)現(xiàn)模塊化,甚至可以提供多個(gè)外接插槽,以供使用人加入新的模塊,增加性能或功能使用起來和現(xiàn)在筆記本中的PCMICA有點(diǎn)接近。2)無線化,追求自由一直是人類的夢(mèng)想,計(jì)算機(jī)的無線化風(fēng)潮同樣也是人們夢(mèng)寐以求的,和現(xiàn)在筆記本講的“無線你的無限”有所不同的是:未來的計(jì)算機(jī)將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備間的無線連接,這將意味著未來在家中使用臺(tái)式機(jī)比現(xiàn)在的筆記本還方便,因?yàn)轱@示器(當(dāng)然不會(huì)是CRT的)與主機(jī)之間也是通過無線來連接的,無線顯示器實(shí)現(xiàn)這種夢(mèng)想的技術(shù)稱為UWB技術(shù),它是一種與其它技術(shù)有很大不同的無線通信技術(shù),它可以為無線局域網(wǎng)WLAN和個(gè)人局域網(wǎng)的接口卡和接入技術(shù)帶來低功耗、高帶寬并且相對(duì)簡單的無線通信技術(shù),所以INTEL稱他為無線USB,希望能夠成為計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或是計(jì)算機(jī)與消費(fèi)電子產(chǎn)品(如數(shù)字相機(jī))間的高頻寬的無線連結(jié)。
3)專門化,其實(shí)并不是每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成,甚至是有時(shí)候采用高性能的計(jì)算機(jī)還有可能帶來麻煩,因?yàn)楦咝阅軇?shì)必帶來高能耗、高發(fā)熱量等不良的負(fù)面效應(yīng)。將來的計(jì)算機(jī)由于從事的工作不同,在性能上在外形上都會(huì)有很大的不同。通用PC將逐漸由專用設(shè)備(軟硬件一體化的計(jì)算機(jī))所代替,以提高工作效率。4)網(wǎng)絡(luò)化,計(jì)算機(jī)已經(jīng)越來越普及,各種家用電器也開始具備了智能化,這些現(xiàn)象將促進(jìn)家電與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程,家庭網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)將逐漸取代目前單機(jī)操作的模式,計(jì)算機(jī)可以通過網(wǎng)絡(luò)控制著各種家電的運(yùn)行,并通過互聯(lián)網(wǎng)下載各種新的家電應(yīng)用程序,以增加家電的功能,改善家電的性能等等。也可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程遙控家中的家電,在辦公室的時(shí)候就可以提前讓家中的電器做好飯,煮好菜,開空調(diào)等等。5)環(huán)?;S著計(jì)算機(jī)的性能的提高,能耗也將越來越大;而且計(jì)算機(jī)在家庭生活中的扮演的角色越來越重要,運(yùn)行的時(shí)間也將變長。為了不讓計(jì)算機(jī)成為家中用電量最大的電器,技術(shù)人員也先進(jìn)各種方法讓計(jì)算機(jī)的能耗降低,比如通過上面提到的專門化的計(jì)算機(jī),讓計(jì)算機(jī)的效率大幅提高,從而可以讓低性能的硬件系統(tǒng)具備專業(yè)的功能,減少能耗。6)人性化,未來人類的工具和家中的控制中心,計(jì)算機(jī)需要和使用人進(jìn)行非常多的交流,才能更為使用人服務(wù)。這就要求計(jì)算機(jī)和人之間的交流要人性化,才能讓使用人真正樂意使用計(jì)算機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),未來的計(jì)算機(jī)的交互方式將會(huì)多樣化,不但可以通過書寫控制,還可以通過語言控制,甚至可以通過眼睛進(jìn)行控制,因?yàn)橹悄芑奶岣?,多?shù)工作計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)選擇操作的流程,過程無需人們參與,所以軟件的界面也越來越簡單,使用起來就像現(xiàn)在家用電器或者手機(jī)一樣簡單,使用人無需再進(jìn)行專門的學(xué)習(xí),就連老人都能運(yùn)用自如。
我相信,新型計(jì)算機(jī)與相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,是二十一世紀(jì)科技領(lǐng)域的重大創(chuàng)新,必將推進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)人類發(fā)展史上的重大突破??茖W(xué)在發(fā)展,人類在進(jìn)步,歷史上的新生事物都要經(jīng)過一個(gè)從無到有的艱難歷程,隨著一代又一代科學(xué)家們的不斷努力,未來的計(jì)算機(jī)一定會(huì)是更加方便人們的工作、學(xué)習(xí)、生活的好伴侶。