資源簡介

(共46張PPT)
計算機的前世今生
——計算機的發展歷程
什么是信息技術？
信息技術（Information Technology,簡稱IT）是指是指人們用來獲取、傳輸、保存、分析和處理信息的技術。它不僅僅指的是電腦，電腦只是信息技術這個大范疇下的一部分。
計算機技術在人類社會各個領域中的廣泛應用，已使人類對數字、文字、聲音、圖形圖像、動畫視頻等各種信息的處理技術進入了嶄新的“數字化”時代。
回顧
計算機正在改變我們的生活
國際互聯網讓人們生活聯系更加緊密
計算機在航空航天方面的應用
計算機自動控制技術
計算機在醫療上的應用
計算機在軍事上的應用廣泛
本節學什么（What ）
學習目標
01
了解計算機的發展歷史
02
了解歷代計算機采用的主要部件
03
了解計算機未來發展的方向
了解計算機的發展歷史
了解歷代計算機采用的主要部件
實踐活動
計算機發展史上的經典的發明
形形色色的計算機
計算工具的發展史
重點
一、形形色色的計算機
分體臺式機
桌面一體機
壁掛式一體機
筆記本電腦
平板電腦
智能手機
掌上游戲機
二、計算工具的發展史（請同學們閱讀課本）
1.機械式計算機
布萊茲·帕斯卡于1642年發明了一種機械式計算機，它是世界上第一臺獲得專利的計算機。
1.1影響世界的重大發明—算盤
2.機電式計算機
1888年，霍列瑞斯的穿孔制表機
有孔的地方是 1，沒有孔的地方是0
1938年，楚澤設計出世界上第一臺可編程的二進制計算機（Z1計算機）
2.機電式計算機
哈佛大學研制的機電式自動按序控制計算機MARK Ι（馬克1號）
“馬克1號”采用全繼電器，長51英尺、高8英尺，看上去像一節列車，有750000個零部件，里面的各種導線加起來總長500英里。
2.1 拓展
圖靈機（抽象機器）
3.電子計算機的發展歷程
從第一臺計算機誕生，到現在計算機性能和外觀上都改善了很多，習慣上人們把計算機的發展劃分為四個階段，主要依據就是每代計算機所采用的核心部件。請同學查閱一下
第二代
第一代
第三代
第四代
第一臺通用計算機是什么時候誕生的？是誰發明的？
1946年世界上第一臺現代通用電子數字計算機ENIAC（埃尼阿克）在美國賓夕法尼亞大學研制成功。電子計算機發明人是賓夕法尼亞大學莫爾電氣工程學院的莫奇利（J Mauchiy）和埃科特（P Eckert）。
ENIAC長30.48米，寬6米，高2.4米，占地面積約170m2，30個操作臺，重達30英噸，耗電量150千瓦，造價48萬美元。它包含了17468根真空管（電子管），7200根水晶二極管，1500 個中轉，70000個電阻器，10000個電容器，1500個繼電器，6000多個開關，計算速度是每秒5000次加法或400次乘法，是使用繼電器運轉的機電式計算機的1000倍、手工計算的20萬倍。它是完全的電子計算機，能夠進行編程，解決各種計算問題。
馮 諾依曼（von Neumann，1903－1957）
20世紀最重要的數學家之一，在現代計算機、博弈論、核武器和生化武器等諸多領域內有杰出建樹的最偉大科學全才之一，被后人稱為“計算機之父”和“博弈論之父”。他親手把“計算機之父”的桂冠轉戴在英國科學家阿蘭 圖靈（Alan M. Turing，1912-1954）頭上。
當時任彈道研究所顧問、正在參加美國第一顆原子彈研制工作的數學家馮·諾依曼帶著原子彈研制（1944年）過程中遇到的大量計算問題，在研制過程中加入了ENIAC研制小組。原本的ENIAC存在兩個問題，沒有存儲器且它用布線接板進行控制，甚至要搭接幾天，計算速度也就被這一工作抵消了。
馮·諾依曼和他的研制小組在共同討論的基礎上，發表了一個全新的“存儲程序通用電子計算機方案”——EDVAC，在此過程中他對計算機的許多關鍵性問題的解決作出了重要貢獻，從而保證了計算機的順利問世。
艾倫 圖靈
英國科學家圖靈可謂是人類科學史上最才華過人的“明星”之一，他曾提出圖靈機、圖靈測試等重要概念，被稱為“計算機之父”、“人工智能之父”，也是二戰勝利的功臣之一。人們為紀念其在計算機領域的卓越貢獻而建立“圖靈獎”。
今天，蘋果電腦公司以那個咬了一口的蘋果作為其商標圖案，就是為紀念這位偉大的人工智能領域的先驅者——圖靈。
改編自圖靈自傳的影片《模仿游戲》（The Imitation Game）也于2015年上映。
第一代 電子管計算機（1946-1956）
主要特點
邏輯元件——電子管
主存——磁鼓
輔存——磁帶
軟件——機器語言、符號語言
應用——科學計算
主要成就
雖然體積龐大，耗電驚人，運算速度不過幾千次，但它比當時已有的計算機要快1000倍，而且還有按事先編好的程序自動執行算術運算、邏輯運算和存儲數據的功能。數字電子計算機的出現，揭開了人類歷史新篇章，宣告了一個新時代的開始。
1946年6月，馮 諾依曼提出了“存儲程序”的概念以及計算機組成和框架，奠定了現代計算機的基礎。
第二代 晶體管計算機（1956-1963）
主要特點
邏輯元件——晶體管
主存——磁芯
輔存——磁盤
軟件——高級程序設計語言、操作系統
應用——除科學計算外，已應用于數據處理、過程控制
首次將晶體管用于計算機，使計算機縮小了體積，降低了功耗，提高了速度和可靠性。
耗電少、體積小、壽命長、運算速度快，性能提高。
晶體管與電子管的比較
體積比電子管小很多
耗電大大降低
穩定性有很大提高
運算速度較快
容量提高
應用領域擴大
晶體管
電子管
第三代 集成電路計算機（1964-1971）
主要特點
邏輯元件——中小規模集成電路
主存——LSI/VLSI半導體芯片
輔存——磁盤、光盤
軟件——高級程序設計語言、操作系統
應用——科學計算，數據處理、過程控制，
并進入以計算機網絡為特征的應用時代。
主要成就
首次將晶體管用于計算機，使計算機縮小了體積，降低了功耗，提高了速度和可靠性。
發明了高級語言。首次提出了計算機的兼容問題，包括硬件兼容和軟件兼容。
第四代 超大規模集成電路計算機（1971-現在）
主要特點
邏輯元件——大規模/超大規模集成電路
操作系統完善、數據庫系統、高級語言發展、應用程序開發
體型輕巧玲瓏，性能、可靠性、運算速度得到了大幅度提高。
世界上第一臺電子計算機誕生于（1946）年，名為（ ENIAC（埃尼阿克） ）
四個階段 時間 核心部件
第一代計算機 1946-1956 電子管
第二代計算機 1956-1963 晶體管
第三代計算機 1964-1971 中小規模集成電路
第四代計算機 1971-現在 大規模/超大規模集成電路
總 結
我國計算機的發展
1958年研制出第一臺電子管計算機
1964年研制出第二代晶體管計算機
1971年研制出第三代集成電路計算機
1977年研制出第一臺微機DJS050
1983年研制成功銀河億次機(第四代計算機)
2002年9月聯想集團研制成功“深騰1800”計算機，運算速度超過1萬億次/秒
2003年12月，我國自主研發出國內最快、世界第三的10萬億次曙光4000A高性能計算機
2010年，中國國防科大研制的“天河一號”在高性能計算機排行榜上位列第一，曙光公司部署在深圳計算中心的“星云”排行第三。
天河二號
2013年6月，“天河二號”以每秒33.86千萬億次的浮點運算速度首次在全球超級計算機500強排行榜奪冠。“天河二號”安裝應用于廣州超級計算機中心，服務于珠三角地區以及包括香港、澳門在內的周邊區域。2014年11月17日以每秒33.86千萬億次的浮點運算速度，第四次摘得全球運行速度最快的超級計算機桂冠。
神威太湖之光
2016年6月20日，新一期全球超級計算機500強榜單公布，使用中國自主芯片制造的“神威太湖之光”取代“天河二號”登上榜首，中國超算上榜總數量也有史以來首次超過美國名列第一。據國際TOP500組織當天發布的榜單，“神威太湖之光”的浮點運算速度為每秒9.3億億次，不僅速度比第二名“天河二號”快出近兩倍，其效率也提高3倍。
練一練
一判斷題
1.人們研發計算機的初衷只是為了滿足自動計算的需求。（ ）
2.常見的計算機形式有臺式電腦筆記本電腦和各種手持設備，平板電腦和智能手機是屬于手持設備。（ ）
3.筆記本電腦是一種攜帶方便并具有臺式機特點的計算機。（ ）
4.比較出名的機械式計算機中有帕斯卡加法器、萊布尼茨乘法器和巴貝奇差分機。( )
二、填空題
1.機械式計算機和機電式計算機的存在計算速度慢的問題，人們開始研究用________來作為電子開關來制造更高運算速度的電子計算機。
2.電子計算機內部采用0和1組成的_____進制數據，開關通表示1，斷代表0
3.按照使用的電子元件不同，電子計算機發展分為4個階段。第一代：___________；第二代：___________;第三代：____________________________；第四代：_____________________________。
4._________年______國賓夕法尼亞大學研發出第1臺采用了數字技術的通用計算機_________________標志著人類進入電子計算機時代。
電子管
二
電子管
晶體管
中小規模集成電路
大規模、超大規模集成電路
1946
美
ENIAC
2023
謝謝聆聽
拓展內容
拓展（可選） 未來的計算機
內容文字
內容文字
內容文字
內容文字
內容文字
網絡化
巨型化
微型化
專業化
智能化
速度更快、容量更大、功能更完善、可靠性更高
共享軟件、硬件和數據資源更便捷
便攜機、掌上機使用方便
模擬人的感覺和思維能力，具有解決問題和邏輯推理的功能
穩定性和可靠性更強，應用知識更全面
超導計算機
超導計算機是利用超導技術生產的計算機及其部件，其性能是目前電子計算機無法相比的。超導計算機運算速度比現在的電子計算機快100倍，而電能消耗僅是電子計算機的千分之一，如果目前一臺大中型計算機每小時耗電10千瓦，那么，同樣一臺的超導計算機只需一節干電池就可以工作了。
納米計算機
納米計算機指將納米技術運用于計算機領域所研制出的一種新型計算機。2013年9月26日，人類首臺基于碳納米晶體管技術的計算機已成功測試運行。該項實驗的成功證明了人類有望在不遠的將來，擺脫當前硅晶體技術以生產新型電腦設備。
光子計算機
1990年初，美國貝爾實驗室制成世界上第一臺光子計算機。光子計算機是一種由光信號進行數字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機。光子計算機的運行速度可高達一萬億次。它的存貯量是現代計算機的幾萬倍，還可以對語言、圖形和手勢進行識別與合成。
DNA計算機
DNA計算機是一種生物形式的計算機。它是利用DNA(脫氧核糖核酸)建立的一種完整的信息技術形式，以編碼的DNA序列(通常意義上的計算機內存)為運算對象，通過分子生物學的運算操作以解決復雜的數學難題。2000年世界上第一臺DNA計算機在以色列問世。
量子計算機
量子計算機(quantum computer)是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。2009年11月15日，世界首臺可編程的通用量子計算機正式在美國誕生。
量子計算機
承載16個量子位的硅芯片
人工智能
人工智能（Artificial Intelligence)，英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的科學技術。
投影PC
為何非得讓鍵盤和顯示屏占用空間呢？有一支不起眼的筆就足夠了。研究人員目前正在研發一款投影儀PC，能夠投射出電腦的屏幕，并在一塊平滑表面上(比如辦公桌面)投射出類似觸摸屏的虛擬鍵盤。
柔性顯示屏
筆記本、平板電腦，或者電子書很快就會擁有一塊柔性顯示屏，而不必再用容易破碎的剛性玻璃屏幕了。Skiff閱讀器，一款類似Kindle的設備可用于閱讀報紙和雜志，這可能是全球第一款柔性顯示屏設備了。它的可彎折的“金屬箔片”e-paper顯示器是不久前剛研制成功的，還有LG Display和其他一些公司也研制出了相似的單色原型機。據說惠普和亞利桑那州立大學正在研發一款柔性彩色顯示屏。
餐巾紙PC
這款非常古怪的概念筆記本相當吸引人，盡管它看起來非常不切實際。它的構成如下：幾支帶短波無線射頻的筆，負責與電腦基站(通常就是餐巾架)連接；幾張“餐巾紙”，實際上就是多觸摸的彩色epaper屏幕。一個小組的用戶可以坐在一起，每人用一張干凈的“餐巾紙”胡亂寫下他們的新想法。思路的確很棒，可是你們拿什么擦嘴呢？
月光筆記本
這款富有曲線美的概念本與其說是筆記本，還不如說更像一臺一體化桌面機。它配有兩塊顯示器和時尚的新月主題桌面，月光的做工給人留下了深刻印象。下部的那塊尺寸較小的顯示器既可作為一塊觸摸屏，主屏幕的延伸，也可以作為第二套操作系統的顯示器。設計師Teo Braun還增加了一個感光框，可以在昏暗處發亮，以減少眼睛的疲勞。
D-roll
設計師郝華(譯音)顛覆性的設計以輕型的卷軸式徹底取代了傳統的蛤殼式折疊設計，完全卷起來之后就像畫家用的畫筒。柔性OLED屏幕和弧形鍵盤不用的時候都可以卷進筒里，而便攜背帶上裝有很容易使用的USB口。
Rolltop
這款設計出自Orkin設計公司之手，在很多方面都和D-roll有相似之處，不同時都可以卷成便于攜帶的筒狀。但是和D-roll不同的是，Rolltop還可以完全展開鋪平當平板電腦用。這個筆記本卷筒帶有電源、攝像頭、USB端口、麥克風和可抻出的電源線。柔性OLED顯示屏、屏幕鍵盤和手寫板顯得功能很豐富。
iWeb 2.0
這款未來派概念本是令人驚訝的復古設計。設計師楊永昌(譯音)小巧的iWeb 2.0便攜本中有一塊可展開成桌面大小的鍵盤。上網本的微小屏幕(6.5英寸)和碩大的可折疊鍵盤相映成趣。那么它的復古表現在哪里呢？其實iWeb就是IBM最早在上世紀90年代所嘗試過的蝶式鍵盤的變種。
Siafu
Siafu是為視力受損者設計的，和我們所看到的任何一款筆記本電腦都不一樣。設計師Jonathan Lucas甩掉了傳統的顯示器，采用了一塊觸覺表面，可將屏幕影像轉變成3D形狀。這款概念筆記本還提供語音識別功能，代替了傳統的鍵盤。

展開更多......

收起↑