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1、计算机的发展史及其组成结构,学前113班09吴晓莲,目录,早期计算机前期计算机计算机最初的时期电子管计算机的发展集成电路的出现,早期计算机,公元前5世纪，中国人发明了算盘，广泛应用于商业贸易中，算盘被认为是最早的计算机，并一直使用至今。算盘在某些方面的运算能力（如：加、减）要超过目前的计算机，算盘的方面体现了我们中国人民无穷的智慧。直到17世纪，计算设备才有了第二次重要的进步。1645年，法国人Blaise Pascal（1623-1662）发明了自动进位加法器，称为Pascalene。1694年，德国数学家Gottfried Wilhemvon Leibniz（1646-1716）改进了Pa
2、scaline，使之可以计算乘法。后来，法国人Charles Xavier Thomas de Colmar发明了可以进行四则运算的计算器。现代计算机的真正起源来自英国数学教授Charles Babbage。Charles Babbage发现通常的计算设备中有许多错误，在剑桥学习时，他认为可以利用蒸汽机进行运算。起先他设计差分机用于计算导航表，后来，他发现差分机只是专门用途的机器，于是放弃了原来的研究，开始设计包含现代计算机基本组成部分的分析机。（Analytical Engine）Babbage的蒸汽动力计算机虽然最终没有完成，以今天的标准看也是非常原始的，然而，它勾画出现代通用计算机的基本
3、功能部分，在概念上是一个突破。在接下来的若干年中，许多工程师在另一些方面取得了重要的进步，美国人Herman Hollerith（1860-1929），根据提花织布机的原理发明了穿孔片计算机，并带入商业领域建立公司。,前期计算机,在西欧，由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革，大大促进了自然科学技术的发展，人们长期被神权压抑的创造力得到空前释放。其中制造一台能帮助人进行计算的机器，就是最耀眼的思想火花之一。从那时起，一个又一个科学家为把这一思想火花变成引导人类进入自由王国的火炬而不懈努力。但限于当时的科技总体水平，大都失败了，这就是拓荒者的共同命运：往往见不到丰硕的果实。后人在享用这甜美的时候，
4、应该能从中品出一些汗水与泪水的滋味,17世纪,1614:苏格兰人John Napier(1550-1617)发表了一篇论文，其中提到他发明了一种可以计算四则运算和方根运算的精巧装置。1623:Wilhelm Schickard(1592-1635)制作了一个能进行六位以内数加减法，并能通过铃声输出答案的计算钟。通过转动齿轮来进行操作。1625:William Oughtred(1575-1660)发明计算尺 1642:法国数学家Pascal 在WILLIAM Oughtred计算尺的基础上将计算尺加以改进，能进行八位计算。并且还卖出了许多，成为一种时髦的商品。在此插入PASCAL像 1668:
5、英国人Samuel Morl和(1625-1695)制作了一个非十进制的加法装置，适宜计算钱币。1671:德国数学家Gottfried Leibniz设计了一架可以进行乘法，最终答案可以最大达到16位。18世纪,18世纪,1775:英国Charles制作成功了一台与 Leibnizs 的计算机类似的机器。但更先进一些。1776:德国人Mathieus Hahn成功的制作了一台乘法器。,19世纪,1801:Joseph-Maire Jacuard 开发了一台能用穿孔卡片控制的自动织布机。1820:法国人Charles Xavier Thomas de Colmar(1785-1870),制作成功
6、第一台成品计算机，非常的可靠，可以放在桌面上，在后来的90多年间一直在市场上出售。1822:英国人Charles Babbage(1792-1871)设计了差分机和分析机，其中设计的理论非常的超前，类似于百年后的电子计算机，特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用1832:Babbage 和Joseph Clement 制成了一个差分机的成品，开始可以进行6位数的运算。后来发展到20位、30位，尺寸将近一个房子那么大。结果以穿孔的形式输出。但限于当时的制造技术，他们的设计难以制成。1834:斯德哥尔摩的George Scheutz用木头做了一台差分机。1834:Babbage 设想制造一
7、台通用的分析机，在只读存储器（穿孔卡片）中存储程序和数据，Babbage在以后的时间继续他的研究工作，并于1840年将操作数提高到了40位，并基本实现了控制中心（CPU）和存储程序的设想，而且程序可以根据条件进行跳转，能在几秒内作出一般的加法，几分钟内作出乘除法。,1842:Babbage的差分机项目因为研制费用昂贵，被政府取消。但他自己仍花费大量的时间和精力于他的分析机研究。1843:Scheutz 和他的儿子Edvard Scheutz 制造了一台差分机，瑞典政府同意继续支持他们的研究工作。1847:Babbage 花两年时间设计了一台较简易的、31位的差分机，但没有人感兴趣并支持他造出这
8、台机器。但后来伦敦科学博物馆用现代技术复制出这台机器后发现，它确实能准确的工作。1848:英国数学家George Boole创立二进制代数学。提前差不多一个世纪为现代二进制计算机铺平了道路。1853:令Babbage感到高兴的是，Scheutzes制造成功了真正意义上的比例差分机，能进行15位数的运算。象Babbage所设想的那样输出结果。后来伦敦的Brian Donkin又造出了更可靠的第二台。1858:第一台制表机被Albany的Dudley天文台买走。第二台被英国政府买走。但天文台并没有将其充分利用，后来被送进了博物馆。而第二台却被幸运的使用了很长时间。1871:Babbage 制造了分
9、析机的部分部件和印表机。1878:在俄国工作的瑞典发明家奥涅尔制造出手摇计算机,这是一种齿数可变的齿轮计算机。德国的布龙斯维加公司从1892年起投产，到1912年，年产量已高达2万台。纽约的西班牙人Ramon Verea，制造成功桌面计算器。比前面提到的都要快。但他对将其推向市场不感兴趣，只是想表明，西班牙人可以比美国人做的更好。,1879:一个调查委员会开始研究分析机是否可行，最后他们的结论是：分析机根本不可能工作。此时Babbage 已经去世了。调查之后，人们将他的分析机彻底遗忘了。但Howard Aiken 例外。1885:这时期更多的计算机涌现出来。如美国、俄国、瑞典等。他们开始用有槽
10、的圆柱代替易出故障的齿轮。1886:芝加哥的Dorr E.Felt(1862-1930),制造成了他的计算机。这是第一台用按键操作的计算器，而且速度非常快，按键抬起，结果也就出来了。1889:Felt推出桌面印表计算器。1890:1890美国人口普查。1880年的普查人工用了7年的时间进行统计。这意味着1890年的统计将会超过10年。美国人口普查部门希望能得到一台机器帮助提高普查的效率。Herman Hollerith，建立制表机公司的那个人，后来他的公司发展成了IBM公司。借鉴了Babbage的发明，用穿孔卡片存储数据，并设计了机器。结果仅仅用了6个周就得出了准确的数据（62622250人）
11、。Herman Hollerith大发其财。1892:圣多美和普林西比的William S.Burroughs(1857-1898),制作成功了一台比Felt的功能更强的机器，真正开创了办公自动化工业。1896:Herman Hollerith创办了IBM公司的前身,20世纪初期,1900 1906:Henry Babbage,Charles Babbage 的儿子，在R.W.Munro的支持下，完成了父亲设计的分析机，但也仅能证明它能工作，而没有将其作为产品推出。,计算机最初的时期,在这之前的计算机，都是基于机械运行方式，尽管有个别产品开始引入一些电学内容，却都是从属与机械的，还没有进入计算
12、机的灵活：逻辑运算领域。而在这之后，随着电子技术的飞速发展，计算机就开始了由机械向电子时代的过渡，电子越来越成为计算机的主体，机械越来越成为从属，二者的地位发生了变化，计算机也开始了质的转变。,电子管计算机的发展,真空管时代的计算机尽管已经步入了现代计算机的范畴，但其体积之大、能耗之高、故障之多、价格之贵大大制约了它的普及应用。直到晶体管被发明出来，电子计算机才找到了腾飞的起点，一发而不可收 1947:Bell实验室的William B.Shockley、John Bardeen和Walter H.Brattain.发明了晶体管，开辟了电子时代新纪元。1949:EDSAC：剑桥大学的Wilke
13、s和他的小组建成了一台存储程序的计算机。输入输出设备仍是纸带。1949:EDVAC(electronic discrete variable computer)：第一台使用磁带的计算机。这是一个突破，可以多次在其上存储程序。这台机器是John von Neumann提议建造的。1949:未来的计算机不会超过1.5吨。这是当时科学杂志的大胆预测,集成电路的出现,集成电路，现代计算机插上腾飞的翅膀 尽管晶体管的采用大大缩小了计算机的体积、降低了其价格，减少了故障。但离人们的要求仍差很远，而且各行业对计算机也产生了较大的需求，生产更能更强、更轻便、更便宜的机器成了当务之急，而集成电路的发明正如“及时雨”，当春乃发生。其高度的集成性，不仅仅使体积得以减小，更使速度加快，故障减少。人们开始制造革命性的微处理器。计算机技术经过多年的积累，终于驶上了用硅铺就的高速公路,
