1.1  计算机概述

1．1．1计算机的发展简史

1．计算机的发展过程

电子计算机从诞生到现在的70多年时间里，有了突飞猛进的发展，运算速度从每秒 5000次到现在的每秒上万亿次，计算机硬件的发展主要取决于电子器件的发展，电子器件的发展推动了计算机的发展。根据计算机所采用的电子器件不同而将计算机的发展划分为四个阶段，每个阶段称为一代。每一代的计算机在技术上都是一次新的突破。

(1)第一代计算机——电子管计算机(约1946～1957年)

第一代计算机基本逻辑电路由电子管组成，内存储器采用水银延迟线，用磁鼓、纸带、卡片等作外存储器。运算速度一般为每秒几千次至几万次，内存储器容量也非常小(仅为l000—4000字节)。第一代计算机体积大、耗电多、速度低、使用不便，主要用于一些军事和科研部门进行科学计算。UNIVAC-I是第一代计算机的代表。

(2)第二代计算机——晶体管计算机(约1958～1964年)

第二代计算机基本元件由晶体管组成。晶体管计算机用晶体管作为基本元件，内存储器采用磁性材料制成磁芯存储器，用磁带、硬盘作为外存储器，总体结构改为以存储器为中心。运算速度达到每秒几十万次，内存储器容量扩大到几十万字节。晶体管与电子管相比，具有体积小、重量轻、寿命长和耗电少等优点，所以很快将晶体管用于制造计算机。IBM-7000系列机是第二代计算机的代表。

(3)第三代计算机——集成电路计算机(约1965～1970年)

第三代计算机的主要元件由小规模集成电路和中规模集成电路组成。其集成度为每平方厘米几十个至几百个电路元件。运算速度达到每秒几十万次到几百万次。

IBM360系列是最早采用集成电路的通用计算机，也是第三代计算机的代表。

(4)第四代——大规模、超大规模集成电路计算机(约1971年至今)

第四代计算机主要元件由大规模集成电路和超大规模集成电路组成。

随着半导体技术的发展，半导体集成度越来越高，20世纪70年代初期出现了可容纳数千个至数万个电路元件的大规模集成电路，70年代末又出现了在一个芯片上集成几万个到几十万个晶体管的超大规模集成电路。

第四代计算机采用这种集成电路作为主要功能部件，内存储器由半导体存储器组成，外存储器采用硬盘、软盘、光盘，运算速度达到每秒几百万次直至上亿次，在系统结构方面发展了并行处理技术、分布式计算机系统、计算机网络等。

IBM4300系列、3080系列、3090系列和9000系列是这一代计算机的代表。

2．微型计算机的发展过程

（1）1971年，美国Intel公司把运算器和逻辑控制功能集成在一块芯片中，成功地研制出世界上第一片微处理器Intel 4004，它是4位的微处理器，这也标志着微型计算机的诞生。

（2）1972年Intel公司又推出了8位微处理器芯片Intel 8008，1973年又推出了8位微处理器Intel 8080。

（3）1978年Intel公司推出了16位微处理器Intel 8086，1979年又推出了Intel 8088，1981年IBM公司用Intel 8088芯片首次推出准16位IBM PC计算机，1983年又推出了IBM PC／XT机，使微型计算机得到迅速发展。

（4）1982年Intel公司推出了全16位的微处理器Intel 80286，1984年IBM公司以Intel80286芯片为CPU推出了IBM PC／AT。1985年Intel公司推出了全32位的微处理器Intel80386，1989年Intel公司推出了Intel 80486，Intel 80486是将80386、数学协处理器80387和一个8KB的Cache集成在一块芯片内。

（5）1993年Intel公司推出了Pentium(奔腾)芯片，1996年相继推出了Pentium Pro和Pentium MMX芯片，1997年推出了PentiumⅡCPU芯片，1999年推出新一代PentiumⅢ，其后又推出Pentium 4处理器。

1．1．2计算机的应用领域

随着科技的进步，制造计算机的成本越来越低，计算机的应用领域也越来越广泛。早期的计算机主要用于科学计算、信息处理和实时控制，目前计算机的应用已深入到更加广泛的领域，如工厂企业自动化、办公室自动化和家庭自动化，还可应用于事务处理、管理信息系统、决策支持以及CAD／CAM。随着Internet的广泛应用，计算机的应用领域将越来越广泛和深入。

1．科学计算

为了解决大量复杂的数值计算问题，人们发明了计算机。作为一个计算工具，科学计算是计算机最早的应用。在科学研究和工程技术中有大量复杂的数学计算问题，计算量大而且精度要求高，这些问题用手工计算是很困难的，只有借助于计算机才能完成。时至今日，数值计算仍然是计算机应用的一个重要领域。

2．信息处理

信息处理是指计算机对信息(文字、图像、声音)进行收集、整理、存储、加工、分析和传播的过程。如企业的生产管理、质量管理、财务管理、仓库管理、账目管理等。信息应用领域非常广泛。

3．实时控制

实时控制也称过程控制，是利用计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速对控制对象进行自动控制或自动调节。它是生产自动化的重要技术手段。例如，用计算机控制炼钢、控制机床等。

4．计算机辅助设计

计算机在计算机辅助设计(Computer AidedDesign，简称CAD)、计算机辅助制造(Com puter Aided Manufacture，简称CAM)以及计算机辅助教学(Computer AidedInstruction，简称CAI)等方面发挥了越来越大的作用。例如，利用计算机部分代替人工进行汽车、飞机、家电等设计和制造，可以提高几十倍的工作效率，同时质量也大大提高。将CAD／CAM和数据库技术集成在一起，形成了CIMS技术，实现设计、制造和管理完全现代化。

5．人工智能

人工智能是利用计算机来模拟人的思维活动，进行逻辑推理，并完成一部分人类智能担任的工作。人工智能是计算机应用的一个崭新领域，是计算机向智能化方向发展的趋势。例如，自然语言理解、定理证明、自动翻译、图像识别、智能机器人、专家系统以及模式识别等。

6．现代教育

计算机在现代教育中发挥了重大作用，现在很多课程采用了计算机辅助教学形式，尤其利用网络和多媒体技术进行教学，共享了教学资源，更适合于学生个性化学习和学生学习的主动性。

7．电子商务

电子商务是指对整个贸易活动实现电子化。电子商务从外延方面可以定义为：交易各方以电子交易方式而不是通过当面交换或直接面谈方式进行的任何形式的商业交易。电子商务实际上是以网络通信为依托，以电子信息技术为手段提供的服务贸易、商品交易和商务性数据交换，它包括电子数据交换、电子资金转账、快速响应系统、电子表单和信用卡交易等电子商务的一系列应用，又包括电子商务的信息基础设施。

四、本节小结：

本节主要讲授计算机的发展历程和主要应用。

五、布置作业：

1．计算机的发展历程实际上是__________的发展历程,微型计算机的发展实际是______的发展过程。

学习目的：

1.了解计算机的发展简史

2.了解微型计算机的发展过程

3.熟悉计算机的主要应用领域

学习重点：

1. 计算机的发展简史、微型计算机的发展过程

2. 计算机的主要应用领域