计算机的发展历史与未来展望.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流计算机的发展历史与未来展望.精品文档.电子信息工程1班201207020122杨若雯计算机的发展历史与未来展望杨若雯电子信息工程1班201207020122摘要：无处不在、无所不能的电脑，已历经了50多个春华秋实。50余年在人类的历史长河中只是一瞬间，电脑却彻底改变了我们的生活。回顾电脑发展的历史，并依此上溯它的起源，真令人惊叹沧海桑田的巨变；历数电脑史上的英雄人物和跌宕起伏的发明故事，将给后人留下了长久的思索和启迪。关键词：机械、电子、晶体管、集成电路计算机、第五代计算机引言：计算的历史十分悠久，可以追溯到原始人用手指计算、石头计算或绳结计

2、算，当文化越来越复杂、社会越来越进步，计算工具也在相应变化，现代计算机的出现就源于这种需求。而计算机无疑是人类历史上最伟大的发明之一。如果说，蒸汽机的发明导致了工业革命，使人类进入了工业社会，那么计算机的发明则导致了信息革命，使人类社会进入了信息社会。世界上第一台电子计算机于1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学，名叫ENIAC。60余年来，计算机及计算机科学与技术发展之迅猛是当初发明者所始料未及的，如今，“计算”已经无所不在，计算机及计算机技术已经深入生产、生活各个方面。而再从头回顾，我们会惊喜而又毫无意外地发现，其实这一切，都是人类文明史的必然产物，是长期的客观需求和技术准备的结果，那些令人惊

3、艳的天才们与无数的专家们用毕生的精力创造了今天的一切那么庞大迅捷的联系网与媒介，而我们这些站在巨人肩膀上的人，所要做的，就是在计算机的未来历史上，添上浓墨重彩的一笔。计算机的史前时代 计算机的史前史至少可以追溯到我们祖先用手指或者石头绳结帮助计数的远古时代。数学的萌芽让公元前四五千年的苏美尔人开始了“数字化生存”的初次尝试，他们在发明楔形文字的同时，也在泥板上刻下了人类最早的数字符号。 随后，计算工具开始了快速的演变。中国古代的筹算发展成了算盘，这是人类经过加工制造出来的第一种计算工具，是我国古代发明创造的重要成就之一。而西方自17世纪初起，也开始出现了计算尺，至1957年，卡西欧公司制作了世

4、界上第一台商用小型电子计算器。机械式计算机 在电子计算机出现之前，从17世纪至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“机械计算机”的研究，这些计算机虽然构造简单、性能不够好，但其工作原理与现代计算机极为相似，为现代计算机的产生奠定了基础。 世界上第一台机械计算机的荣誉应归功于德国图宾根大学的教授威廉契克卡德，他的发明早于1642年法国数学家、物理学家和思想家布莱斯帕斯卡的加法机。1674年，德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名的戈特弗里德莱布尼茨发明了乘法机。1805年，法国一位机械大师约瑟夫杰卡德完成了法国纺织机械师贝斯莱布乔关于“穿孔纸带”的构想，设计制造了“自

5、动提花编织机”，这意味着程序控制思想的萌芽。1822年，被誉为“现代计算机的奠基人”的英国剑桥大学教授查尔斯巴贝奇从杰卡德的“自动提花编织机”上获得灵感，制成了差分机，并提出了“分析机”的构想，为现代计算机的诞生奠定了理论基础。1873年，美国人弗兰克鲍德温制造出手摇式计算机，这在电子计算器发明之前是办公室和家庭主要的计算装置。从机械到电子的进程 机械式计算机采用的都是机械零件，利用机械转动原理工作，而在社会的发展中，电气控制技术逐渐取代了纯机械装置，这代表了计算机发展史上的一次重大飞跃，也标志着由机械计算机时代向电子计算机时代迈进。 1888年，美国统计专家赫尔曼霍列瑞斯博士首次使用了穿孔卡

6、技术的数据处理机器，这开创了数据处理的先河，构成了计算机“软件”的雏形。1904年，受美国天才发明家托马斯爱迪生的“单向电子流效应”的影响，英国青年工程师约翰弗莱明发明了“真空二极管”，带来了采用电子器件制作计算机的曙光。1906年，被称为“电子管之父”的美国青年发明家李德福雷特斯发明了“真空三极管”，促成了无线电通信技术的迅速发展。1938年，被称为“数字计算机之父”的德国工程师克兰德楚泽制造了一台可编写程序的二进制计算机Z-1，后来他又创造了一系列Z系计算机，这是当时世界上最先进的计算机，是最先采用程序控制的数字计算机。1944年，霍德华艾肯在哈弗大学研制成功电磁式计算机Mark-I，此后

7、，他又相继研制出两代Mark。电子计算机发展历史 1946年2月14日，世界上第一台通用电子计算机研制成功，这台名叫“ENIAC”的电子计算机的诞生标志着现代通用电子计算机的创世，人类社会从此大步迈进了计算机时代的门槛。此后一直到20世纪50年代后期，视为电子管计算机时代，主要特点是以电子管为逻辑元件，以磁鼓为主存，磁带为辅存，以机器语言和符号语言为软件，应用于科学计算。数字电子计算机的出现揭开了人类历史的新篇章。 1947年，将引发一场电子革命的、被媒体和科学界称为“20世纪最重要的发明”的“晶体管”诞生于威廉肖克利、约翰巴丁和沃尔特布拉坦之手，他们因此而获得了1956年的诺贝尔物理学奖。晶

8、体管较之电子管，体积上小了很多，耗电也大大降低，稳定性上也有很大提高。1955年贝尔实验室使用800只晶体管组装了世界上第一台晶体管计算机TRAIC，揭开了晶体管计算机时代的序幕。晶体管计算机时代一直延续到20世纪60年代中期，其主要特点是以晶体管为逻辑元件，以磁芯为主存、磁盘为辅存，以高级程序设计语言和操作系统为软件，应用于科学计算、数据处理和过程控制。晶体管应用于计算机，使计算机缩小了体积，降低了功耗，提高了速度和可靠性，并发明了高级语言，首次提出了计算机的兼容问题，包括硬件兼容和软件兼容。 到了20世纪50年代中后期，如何使电子器件和设备更加小型化、更为可靠、价格更低廉成为迫切需求，因此

9、晶体管的集成或集成电路的研制成为当时科技发展研究的目标。1958年，在德克萨斯仪器公司工作的美国物理学家杰克基尔比完成了他的设计，制成了第一块集成电路。1964年4月7日，由吉恩阿姆达尔历时四年研发的IBM360计算机的问世标志着第三代计算机的全面登场，属于集成电路计算机的时代到来了。20世纪60年代中期至20世纪70年代初期，集成电路计算机的主要特点是以集成电路为逻辑元件，以半导体为主存、磁盘为辅存，以高级程序设计语言和操作系统为软件，应用于科学计算、数据处理和过程控制。IBM公司首次提出了系列机的概念，圆满地解决了计算机兼容的问题，将微程序控制技术应用于控制器，使控制器的设计规整化，标志着

10、结构化程序设计思想的成熟化、软硬件设计的标准化。 1971年，Intel公司宣称首创了一种“开启集成电路新纪元”的半导体芯片（即微处理芯片4004），它是将CPU集成在一块芯片上，这是大规模集成电路计算机的标志，意味着CPU已经微缩成一块集成电路，意味着“芯片上的计算机”的诞生。20世纪70年代初期直至现今都是大规模集成电路计算机时代，其主要特点是以大规模/超大规模集成电路为逻辑元件，以LSI/VLSI半导体芯片为主存、磁盘和光盘为辅存，以高级程序设计语言和操作系统为软件，应用于科学计算、数据处理和过程控制，以计算机网络为特征。制造工艺的革新引起了第三代、第四代计算机的产生，面向对象、可视化程

11、序设计概念出现了，软件产业变得高度发达，计算机技术与通信技术相结合，计算机网络把世界紧密地联系在一起，多媒体技术的崛起和计算机的集成性在信息处理领域掀起了一场革命。关于第五代计算机 我们现在正处于第四代计算机的时代，对第五代计算机的展望逐渐占据了人们的视野。自从1997年IBM的深蓝计算机赢了国际象棋世界冠军卡斯巴罗夫，人工智能便成了第五代计算机的核心开发目标。 但是，目前的电子计算机虽然已具有一些相当幼稚的“智能”，但它不能进行联想（即根据某一信息，从记忆中取出其他有关信息的功能）、推论（针对所给的信息，利用已记忆的信息对未知问题进行推理得出结论的功能）、学习（将对应新问题的内容，以能够高度

12、灵活地加以运用的方式进行记忆的功能）等人类头脑的最普通的思维活动。且电子计算机虽然已能在一定程度上配合、辅助人类的脑力劳动，但是，它还不能真正听懂人的说话，读懂人的文章，还需要由专家用电子计算机懂得的特殊的“程序语言”同它进行“对话”。这就大大限制了电子计算机的应用、普及及大众化。其不足还在于虽然能以惊人的信息处理来完成人类无法完成的工作（例如遥控已发射的火箭），但是它仍不能满足某些科技领域的高速、大量的计算任务的要求。例如，在进行超高层建筑的耐震设计时，为解析一种立柱模型受到摇动时的三维振动情况，用目前的超大型电子计算机算上100年也难以完成。又如，原子反应堆事故和核聚变反应的模拟实验、资源

13、探测卫星发回的图象数据的实时解析、飞行器的风洞实验、天气预报、地震预测等要求极高的计算速度和精度，都远远超出目前电子计算机的能力极限。由此可见，当今的电子计算机已不能适应信息社会的需要，必须在崭新的理论和技术基础上创制新一代计算机。第五代计算机是把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起的智能计算机系统。它能进行数值计算或处理一般的信息，主要能面向知识处理，具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，能够帮助人们进行判断、决策、开拓未知领域和获得新的知识。人机之间可以直接通过自然语言（声音、文字）或图形图象交换信息。第五代计算机又称新一代计算机。 1981年10月，日本首先向世界宣告开始研制

14、第五代计算机，并于1982年4月制订为期10年的“第五代计算机技术开发计划”，总投资为1000亿日元，目前已顺利完成第五代计算机第一阶段规定的任务。第五代计算机是为适应未来社会信息化的要求而提出的，与前四代计算机有着本质的区别，是计算机发展史上的一次重要变革。第五代计算机基本结构通常由问题求解与推理、知识库管理和智能化人机接口三个基本子系统组成。问题求解与推理子系统相当于传统计算机中的中央处理器。与该子系统打交道的程序语言称为核心语言，国际上都以逻辑型语言或函数型语言为基础进行这方面的研究，它是构成第五代计算机系统结构和各种超级软件的基础。知识库管理子系统相当于传统计算机主存储器、虚拟存储器和

15、文体系统结合。与该子系统打交道的程序语言称为高级查询语言，用于知识的表达、存储、获取和更新等。这个子系统的通用知识库软件是第五代计算机系统基本软件的核心。通用知识库包含有：日用词法、语法、语言字典和基本字库常识的一般知识库；用于描述系统本身技术规范的系统知识库；以及把某一应用领域。如超大规模集成电路设计的技术知识集中在一起的应用知识库。智能化人-机接口子系统是使人能通过说话、文字、图形和图象等与计算机对话，用人类习惯的各种可能方式交流信息。这里，自然语言是最高级的用户语言，它使非专业人员操作计算机，并为从中获取所需的知识信息提供可能。当前第五代计算机的研究领域大体包括人工智能，系统结构，软工程

16、和支援设备，以及对社会的影响等。人工智能的应用将是未来信息处理的主流，因此，第五代计算机的发展，必将与人工智能、知识工程和专家系统等的研究紧密相联，并为其发展提供新基础。目前的电子计算机的基本工作原理是先将程序存入存储器中，然后按照程序逐次进行运算。这种计算机是由美国物理学家诺伊曼首先提出理论和设计思想的，因此又称诺伊曼机器。第五代计算机系统结构将突破传统的诺伊曼机器的概念。这方面的研究课题应包括逻辑程序设计机、函数机、相关代数机、抽象数据型支援机、数据流机、关系数据库机、分布式数据库系统、分布式信息通信网络等。第五代计算机的发展必然引起新一代软件工程的发展，极大地提高软件的生产率和可靠性。为

17、改善软件和软件系统的设计环境，将研制各种智能化的支援系统，包括智能程序设计系统、知识库设计系统、智能超大规模集成电路输助设计系统、以及各种智能应用系统和集成专家系统等。在硬件方面，将出现一系列新技术，如先进的微细加工和封装测试技术、砷化镓器件、约瑟夫森器件、光学器件、光纤通信技术以及智能辅助设计系统等。另外，第五代计算机将推动计算机通信技术发展，促进综合业务数字网络的发展和通信业务的多样化，并使多种多样的通信业务集中于统一的系统之中，有力地促进了社会信息化。个人对第五代计算机的构想随着社会科技与信息的快速发展，电子行业也在飞速换代更新，其运算速度越来越快,信息存储量越来越大，性能价格比越来越高

18、，应用领域越来越广，平均每隔67年更换一次技术，三年左右更换一次机型，产值平均增长2030%，占整个电子工业产值的3050%。计算机技术已经越发的成熟。电子计算机的应用已深入到国民经济的各个领域中。在这里浅谈几点自己对第五代计算机的构想。（1） 运算速度更快（2） 融入生活的各个方面（3） 体积更小，携带更方便（4） 体现人机工程学，更加智能（5） 出现新式的更易编写的语言，如果可以，希望尝试下用中文编程（6） 出现兼容性更好的操作系统第五代计算机的开发研究,将会使人类真正步入“电脑化”,“信息化”时代。虽然第五代计算机还未出现成熟的机型，但初步的雏形轮廓已被我们勾勒出来了，相信在不久的未来，我们的信息社会会在向前进一大步，计算机历史的长河中会再添一抹靓丽的浪花。参考文献书籍大学计算机基础计算机科学概论作者：赵欢、骆嘉伟、徐红云、李丽娟网址 访问日期2012年11月26日 访问日期2012年11月26日